مقاله تحلیلی: دسته‌بندی انواع خاک

سیستم‌های طبقه‌بندی برای گروه‌بندی خاک بر طبق نحوه عملکرد آن‌ها تحت شرایط فیزیکی مشخص مورداستفاده قرار می‌گیرند.

خاک‌ها بر طبق نحوه عملکردشان برای مجموعه‌ای از شرایط فیزیکی دسته‌بندی می‌شوند که لزوماً عملکرد مشابهی در سایر شرایط فیزیکی ندارند. طبقه‌بندی خاک یک ابزار بسیار مفید برای مهندسین خاک به شما می‌رود. خاک‌ها را می‌توان به شیوه‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد:

1. طبقه‌بندی بر اساس اندازه ذرات خاک
2. طبقه‌بندی بر اساس بافت
3.  سیستم طبقه‌بندی AASHTO
4. سیستم طبقه‌بندی متحد خاک (USCS)

 سیستم طبقه‌بندی بر اساس اندازه ذرات خاک

این سیستم مبتنی بر اندازه ذرات خاک است. در این سیستم از واژه‌های رس، سیلت، ماسه و شن برای نشان دادن اندازه ذرات استفاده می‌شود. ماهیت و نوع خاک را نمی‌توان مشخص کرد. روش‌های مختلفی برای طبقه‌بندی این سیستم وجود دارد، اما متداول‌ترین که برای این سیستم استفاده می‌شود را در ادامه می‌توانید ببینید.

سیستم طبقه‌بندی بر اساس بافت

طبقه‌بندی خاك منحصراً بر اساس اندازه ذرات و درصد توزیع آن‌ها تحت عنوان سیستم طبقه‌بندی بافت شناخته می‌شود. این سیستم به‌طور خاص خاک را بسته به درصد ماسه، سیلت و رس نام‌گذاری می‌نماید. از نمودارهای مثلثی برای طبقه‌بندی خاک توسط این سیستم استفاده می‌شود. شکل 1 - سیستم طبقه‌بندی معمول بر اساس بافت را نشان می‌دهد.

سیستم طبقه‌بندی AASHTO

طبقه‌بندی AASHTO (جدول ۲) تحت عنوان سیستم طبقه‌بندی PRA نیز شناخته می‌شود. این روش در ابتدا و اولین بار در سال ۱۹۲۰ توسط اداره راه‌های عمومی ایالات‌متحده برای طبقه‌بندی خاک برای استفاده در بسترسازی بزرگراه‌ها توسعه داده شد. این سیستم بر اساس اندازه ذرات و خصوصیات پلاستیکی توده خاک طراحی‌شده است. پس از اصلاحاتی که روی این سیستم انجام گرفت، در نهایت این سیستم به نام سیستم AASHTO در سال ۱۹۴۵ ثبت گردید.

در این سیستم خاک به هفت گروه اصلی تقسیم می‌شود. بعضی از گروه‌های اصلی به زیرگروه‌های بیشتری نیز تقسیم می‌شوند. خاک بر اساس فرایندی از چپ به راست است، بر روی نمودار طبقه‌بندی، مشخص می‌شود به‌طوری‌که در ابتدا گروهی که خاک تحت آن نام شناسایی می‌شود را می‌بینیم. خاکی‌هایی که دارای بخش‌های جزئی‌تری هستند بر اساس شاخص گروه طبقه‌بندی می‌شوند. شاخص گروه توسط معادله زیر تعریف می‌شود.

 شاخص گروه = (F-35) +0.01(F-15)(PI -10)

که در آن

F- درصد ذرات کوچک‌تر از 0.075mm

LL - حد مایع

PI - شاخص پلاستیسیته

سیستم طبقه‌بندی متحد خاك (USCS)

سیستم طبقه‌بندی متحد خاك در ابتدا توسط كاسگرند (۱۹۴۸) توسعه داده شد و به‌عنوان سیستم طبقه‌بندی فرودگاه‌ها شناخته شد. این سیستم با چند اصلاحیه از سوی اداره احیای اراضی ایالات‌متحده و گروه مهندسین ایالات‌متحده به تصویب رسید. این سیستم بر اساس اندازه ذرات خاک و خصوصیات پلاستیکی خاک تعریف‌شده است. سیستم مشابهی با یک سری اصلاحات جزئی توسط ISI برای اهداف مهندسی عمومی (IS1498 – 1970) نیز تصویب گردید. سیستم تقسیم IS خاک را به سه گروه اصلی، خاک درشت‌دانه، خاک ریزدانه و خاک‌های ارگانیک و دیگر مواد خاكی تقسیم‌بندی می‌کند.

خاک‌های دانه‌درشت خاک‌هایی هستند كه بيش از 50٪ مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها درشت‌تر از 0.075 میلی‌متر هستند. خاک‌های درشت‌دانه به دسته‌های جزئی‌تری به ترتيب به شن (G) و ماسه (S) نیز طبقه‌بندی می‌شوند. شن‌ها و ماسه‌ها نیز به ترتیب بر اساس دانه‌بندی آن‌ها، به چهار گروه دیگر بر اساس دانه‌بندی آن‌ها که شامل محتوی سیلت و رس آن‌ها می‌شود، تقسیم می‌شوند.

خاک‌های ریزدانه به خاک‌هایی اطلاق می‌شود که بيش از 50 درصد از آن کوچک‌تر از 0.075 ميليمتر است. این خاک‌ها به سه زیرگروه تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از: سیلت (M)، رس (C) و نمک‌های آلی و رس (O). بر اساس طبیعت پلاستیکی آن‌ها را می‌توان با نمادهای L، M و H برای نشان دادن پلاستیسیته پایین، پلاستیسیته متوسط و پلاتیسیته بالا نشان داد.

مثال‌ها:

GW - شن خوب دانه‌بندی شده

GP- شن با دانه‌بندی ضعیف

GM- شن سیلتی

SW- ماسه خوب دانه‌بندی شده

SP- ماسه با دانه‌بندی ضعیف

SM- ماسه سیلتی

SC- ماسه رسی

CL - رس با پلاستیسیته کم

CI - رس با پلاستیسیته متوسط

CH - رس با پلاستیسیته بالا

ML- سیلت با پلاستیسیته متوسط

MI - سیلت با پلاستیسیته متوسط

MH- سیلت پلاستیسیته بالا

OL - سیلت ارگانیک و رس دارای پلاستیسیته کم

OI - سیلت آلی و رس دارای پلاستیسیته متوسط

OH- سیلت آلی و رس دارای پلاستیسیته بالا.

خاک‌های ریزدانه به‌جای دو زیرگروه اصلی سيستم طبقه‌بندی متحد خاك، به سه گروه فرعی تحکیم پذیری كم، متوسط و زیاد تقسيم می‌شوند.

جدول 3 در زیر، این سیستم طبقه‌بندی را نشان می‌دهد. جدول 2 نمادهای بکار برده شده برای گروه خاک‌های جدول 3 را نشان می‌دهد.

استاندارد توصیه می‌کند زمانی که یک خاک دارای ویژگی‌های دو گروه یعنی توزیع اندازه ذرات و یا ویژگی پلاستیسیته است، آن خاک را با ترکیبی از نمادهای ارائه‌شده در هر دو گروه نشان داده شود.

شناسایی خاک در محل از طریق روش‌های زیر انجام می‌شود:

• برای خاک‌های ریزدانه
• بررسی بصری
•  تست انعطاف‌پذیری
• تست سفتی
•  آزمون مقاومت خشک
• محتوای آلی و رنگ
• سایر آزمون‌های شناسایی

سیستم طبقه‌بندی استاندارد هندی

سیستم طبقه‌بندی استاندارد هندی (ISC) توسط استانداردهای اداری هند تصویب‌شده است که در بسیاری از موارد شبیه به سیستم طبقه‌بندی متحد خاک (USC) است.

خاک را بر این اساس می‌توان به سه‌طبقه عمده تقسیم می‌شود:

1. خاک‌های درشت‌دانه که در آن 50 درصد یا بیشتر از کل جرم خاک بر روی الک 75 میکرون IS باقی می‌ماند.
2. خاک‌های ریزدانه که در آن بیش از 50 درصد از کل جرم خاک از الک 75 میکرون IS عبور می‌کند.
3. خاک‌های دارای مواد آلی بسیار زیاد که دارای درصد زیادی از مواد آلی و ذرات پوشش گیاهی تجزیه‌شده می‌باشند و آن‌ها را در یک دسته جداگانه به‌عنوان پیت(Pt)  طبقه‌بندی می‌کنند.

در مجموع 18 گروه از خاک وجود دارد که عبارت‌اند از: 8 گروه دانه‌درشت، 9 گروه دانه ریز و یک گروه پیت (خاک آلی).

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.

دریافت فایل کامل مقاله: node_19378-soil_classification.pdf