روانگرایی خاک liquefaction چیست؟
روانگرایی خاک پدیده‌ای است که در آن خاک اشباع در اثر تنش شدیدی که به آن وارد می‌شود، مقاومت و سختی خود را به طور کامل ازدست می‌دهد و مانند یک مایع رفتار می‌کند.کاهش مقاومت و یا سختی خاک به دلیل افزایش فشار آب منفذی ناشی از زلزله در خاک‌های ماسه‌ای اشباع که باعث ایجاد تغییر شکل‌های دائمی مهم یا ایجاد شرایطی نزدیک به تنش موثر صفر در خاک می‌شود، به عنوان روانگرایی شناخته می‌شود.
این تنش وارده می‌تواند در اثر تکان‌های ناشی از زمین‌لرزه یا دگرگونی‌های ناگهانی در شرایط تنش خاک باشد.
عبارت روانگرایی در مکانیک خاک برای اولین بار توسط هازن در مسئلهٔ شکست سد کالاوراس در کالیفرنیا مطرح شد.
زمین‌های مستعد روانگرایی:
زمین‌هایی که حداقل دارای یکی از شرایط زیر باشند، مستعد روانگرایی تشخیص داده می‌شوند:
- سابقه روانگرایی در آنها وجود داشته باشد.
- زمین‌هایی که از نوع خاک ماسه‌ای با تراکم کم، اعم از تمیز، یا رس دار با مقدار رس کمتر از 20 درصد، یا دارای لای و یا شن بوده و تراز آب زیرزمینی در آنها نسبت به سطح زمین کمتر از 10 متر باشد.
- منحنی دانه‌بندی خاک داخل محدوده مستعد روانگرانی باشد.
| احتمال کم وقوع روانگرایی | روانگرایی به نوع خاک و بزرگی زلزله بستگی دارد | احتمال زیاد وقوع روانگرایی | حداکثر شتاب زمین |
|---|---|---|---|
| Dr>54% | Dr <54% | Dr<33% | ۰٫۱۰gr |
| Dr>73% | Dr <73% | Dr<48% | ۰٫۱۵gr |
| Dr>85% | Dr <85% | Dr<60% | ۰٫۲۰gr |
| Dr>92% | Dr <92% | Dr<70% | ۰٫۲۵gr |
زمین‌های غیر مستعد روانگرایی:
در مواردی که لایه خاک مورد نظر دارای حداقل یکی از موارد زیر باشد، می‌توان از بررسی وقوع روانگرایی صرف نظر کرد:
- ماسه محتوی بیش از 20 درصد رس با اندیس خمیری بیش از 20
- ماسه محتوی بیش از 35 درصد لای و تعداد ضربات نفوذ استاندارد بیش از 20
- ماسه تمیز با تعداد ضربات نفوذ استاندارد بیش از 30
نکته: در مواقعی که خاک ماسه‌ای و اشباع در عمقی بیش از 20 متر از سطح زمین قرار دارد فقط برای ساختمان‌های با شالوده سطحی می‌توان از ارزیابی استعداد روانگرایی صرف نظر کرد.
تمهیدات مختلف جهت ایمن‌سازی نقاط دارای استعداد روانگرایی:
متناسب با شرایط هر پروژه و بسته به تشخیص مهندسان ژئوتکنیک معمولاً یکی از روش‌های زیر پیشنهاد می‌گردد:
- متراکم نمودن خاک توسط شمع کوبی، لرزاندن، انفجار، ویبروفلوتیشن (شناوری ارتعاشی) و تراکم دینامیکی
- احداث چاه‌های شنی زهکش
- ضخیم‌تر نمودن لایه غیرقابل روانگرایی در زیر پی
- استفاده از پی‌های عمیق
- استفاده از پی‌های گسترده
- خاک‌برداری و خاکریزی مجدد به طریق مهندسی و متراکم شده با استفاده از خاک محل یا خاک غیر مستعد روانگرایی
- بهبود وضعیت خاک با استفاده از تزریق و مواد افزودنی
- احداث ساختمان یکپارچه و سبک
عوامل موثر بر روانگرایی خاک
عوامل مربوط به خاك
- تنش‌های برشی سيكلی
- ويژگی‌های ميرايی
- ويژگی دانه بندی و دانه‌ها
- دانسيته نسبی اوليه
- بافت خاك ( روش و نوع شكل گرفتن دانه‌های خاك)
عوامل محيطی
- تاريخچه زلزله خيزی منطقه
- تاريخچه زمين شناسی (سن، سمانتاسيون)
- ضريب فشار جانبی خاك (KO)
- سربار مؤثر اوليه
عوامل مربوط به زلزله
- بزرگی زلزله
- مدت دوام زلزله
آخرین ویرایش: 1399/05/05
شماره ویرایش: دوم
بیستر بدانیم:
