کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

قسمتی از مقدمه کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

جایگاه مهندسی ژئوتکنیک در رشته‌های مهندسی چیست؟

امروزه مهندسی ژئوتکنیک یک موضوع و مسئله بسیار جالب محسوب می‌‌‌شود. بر خلاف بسیاری از رشته‌‌‌های مهندسی، این شاخه یک علم خالص نمی‌‌‌باشد، بلکه یک شکل هنری تلفیق یافته از قضاوت و تجربه می‌‌‌باشد تا بتوان راه حل‌‌‌های رضایت بخشی را کسب نمود. لذا در اين راستا منابع متعددي در زمينه اصول و مباني پايه‌‌‌اي در مهندسي ژئوتكنيك به رشته تحرير درآمده است كه اغلب آنها به صورت مفصل به بررسي اهم مباحث مرتبط با علم مكانيك خاك و مهندسي پي پرداخته‌اند.

کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک به زبان ساده:

در ” کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک ” به منظور آشنایی با اصول مباني ژئوتكنيك در بين گرايش‌‌‌هاي گوناگون مهندسي عمران و ضرورت آشنايي مهندسين محاسب از جمله مهندسين ژئوتكنيك و دانشجويان زمين شناسي مهندسي احساس نياز به جمع‌آوری مطالب کاربردی شد. لذا در این راستا اقدام به ارائه عمده مطالب به زباني ساده در يك مجموعه كاربردي شده است.

فصول و موضوعات کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک مشتمل بر۱۱ فصل مي‌‌‌باشد كه به ترتيب از اصول و مباني تحقيقات صحرايي و استراتژي نمونه‌‌‌گيري در سايت‌‌‌هاي مهندسي،‌ روابط منطقي و مفاهيم پايه اي مكانيك خاك و نيز مدلسازي عددي رفتار خاك‌‌ها و غیره آغاز گشته و در ادامه آن به اهم مطالب مرتبط با اصول مهندسي پي‌‌‌هاي سطحي و عميق از جمله محاسبه نشست‌‌‌ها و ظرفيت باربري نهايي آنها پرداخته شده است.

لازم به ذكر است كه در فصل پاياني کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک به اصول اوليه فنداسيون مرتبط با ماشين آلات مرتعش پرداخته شده است. البته شايان ذكر است كه موضوعات ارائه شده در این نوشتار برای بازه وسیعی از مخاطبان انتخاب شده‌‌‌اند و شامل تمام موضوعات علم ژئوتکنیک نمی‌‌‌باشد.

ویژگی کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

در کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک سعي شده است كه به دنبال مطالب ارائه شده تا جاي ممكن نمونه مثال‌‌‌هاي كاربردي و مرتبط در خلال برخي از فصول ارائه گردد تا سطح دانش خوانندگان در مواجه با مسائل گوناگون ژئوتکنیک رشد يابد. در اين نوشتار بعضی مفاهیم پایه از كتاب Basic Geotechnical Engineering for Non-Geotechnical Engineers به تالیفRichard P. Weber اقتباس يافته و سعي بر آن شده تا كاستي‌‌‌هاي مفاهيم نظري كه در منبع مذكور بيان نشده است به زبان هرچه ساده‌‌‌تر و البته بر پايه مفاهيم مقدماتي ارائه گردد.

مخاطبان کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک چه افرادی هستند؟

هدف از کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک ایجاد شناخت‌‌‌های اولیه برای مهندسین عمران، ژئوتکنیک و سایر علوم وابسته در مقاطع پايه‌‌‌اي كارشناسي و تحصیلات تکمیلی به منظور افزایش درک آنان از موضوع مورد نظر با استفاده از اطلاعات اساسی مربوط به مهندسی ژئوتکنیک می‌‌‌باشد. موضوعاتی که در کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک مورد بحث قرار گرفته‌‌‌اند به صورت ساده شده می‌‌‌باشند و جهت اطلاعات بیشتر نیاز به مراجع مربوطه می‌‌‌باشد.

فهرست کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

فصل اول / تحقیقات درون سایتی و استراتژی نمونه‌گیری

۱-۱- مقدمه

۲-۱- مراحل تحقیقات یک سایت

۳-۱- چاله‌‌‌های آزمایشی

۴-۱- گمانه‌‌‌های آزمایشی حفر شده در خاک

۵-۱- استراتژی نمونه‌‌‌گیری

۶-۱- ملاحظاتی بر الزامات گمانه‌زنی‌‌‌های اکتشافی بر پایه مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان

۱-۶-۱- گروه بندی ساختمان‌‌‌ها براساس درجه اهمی

۲-۶-۱- شرایط نیاز یا عدم نیاز به گمانه‌‌‌زن

۳-۶-۱-تعیین فاصله گمانه‌‌‌ها یا چاهک‌‌‌های شناسای

۴-۶-۱- عمق گمانه‌‌‌های اکتشاف

۷-۱- سایر روش‌‌‌های پیشنهادی برای تعیین عمق بررسی‌‌‌ها و گمانه‌‌‌ها

۸-۱- استفاده از اطلاعات پیشینه و گذشته

۹-۱- انجام آزمون‌‌‌های آزمایشگاهی و برجا

۱-۹-۱- متداول‌‌‌ترین آزمون‌‌‌های برج

۱-۱-۹-۱- آزمون نفوذ استاندارد SPT

۲-۱-۹-۱- آزمون نفوذسنج مخروطیCPT

۱۰-۱- چاه‌‌‌های مشاهده‌‌‌ای آب‌‌‌های زیرزمین

۱۱-۱- ارائه همبستگی‌‌‌های مناسب در آزمون‌‌‌های برجا

۱۲-۱- نتایج مشاهداتی

۱-۱۲-۱- پروفیل‌ها

۱-۱۲-۲- نقشه‌‌ها Maps

۱-۱۲-۳- مدل‌‌‌های سه بعد

۱-۱۲-۴- انیمیشن‌‌

فصل دوم / مشخصات خاک‌‌‌ها

۲-۱- مقدمه

۲-۲- روابط وزنی- حجمی

۲-۲-۱- نسبت تخلخل (e)

۲-۲-۲- تخلخل (پوکی)

۲-۲-۳- درجه اشباع

۲-۲-۴- درصد رطوب

۲-۲-۵- وزن مخصوص ظاهر

۲-۲-۶- وزن واحد حجم خش

۲-۲-۷- چگالی ذرات جامد خا

۲-۲-۸- درصد هوای موجود (A)

۲-۲-۹- دانسیته نسبی (D_r)

۲-۳- حدود اتربرگ

۲-۴- مقاومت برشی

۲-۵- فعالیت خاک‌‌‌ها

۲-۶- حساسیت

۲-۷- آزمون‌‌‌های تعیین پلاستیسیته خاک‌‌‌ها در محل

۲-۸- طبقه‌بندی مهندسی خاک‌‌‌ها

۲-۸-۱- سیستم طبقه‌بندی آشتو (AASHTO)

۲-۸-۲- سیستم طبقه‌بندی متحد (USCS)

۲-۹- مفهوم تنش و تنش‌‌‌های برجا

۲-۱۰- خواص مهندسی توده‌‌‌

فصل سوم / آشنایی با مدلسازی رفتار خاک‌‌‌ها

۳-۱ مقدمه

۳-۲- کلیات مدلسازی رفتار خاک

۳-۲-۱- مفهوم تنش و کرنش

۳-۲-۲- مفهوم ارائه ماتریس رفتاری

۳-۳- انواع رفتار تنش- کرنش یک بعدی مواد و مصالح

فصل چهارم / تعیین نفوذپذیری خاک‌‌‌ها

۴-۱- مقدم

۴-۲- ضریب نفوذ پذیری خاک

۴-۳- تعیین نفوذپذیر

۴-۳-۱- روش‌‌‌های آزمایشگاهی

۴-۳-۲- روش‌‌های صحرایی

۴-۳-۳- روش‌‌‌های تجربی

۴-۴- نفوذپذیری معادل در خاک‌‌‌های لایه‌‌‌ای

۴-۴-۱- امتداد جریان به موازات لایه‌‌‌های خاک

۴-۴-۲- امتداد جریان عمود بر لایه‌‌‌های خاک

۴-۴-۳- نفوذپذیری معادل برای کل خاک

۴-۵- تراوش آب در خاک

۴-۵-۱- انرژی آب در خاک

۴-۵-۲- معادله پیوستگی جریان آب در خاک

۴-۵-۲-۱- تراوش یک بعد

۴-۵-۲-۲- تراوش دو بعدی

۴-۵-۲-۲-۱- شبکه جریان و قوانین رسم آن

۴-۵-۳- نیروی بلندکننده (Upli)

فصل پنجم / بهسازی خاک‌‌

۵-۱- مقدمه

۵-۲- لزوم و اهداف بهس

۵-۳- خاک‌‌‌های مسئله‌دار

۵-۳-۱- خاک‌‌‌های نرم و شل

۵-۳-۲- خاک‌‌‌های انبساطی

۵-۳-۳- خاک‌‌‌های فروری

۵-۳-۴- خاک‌‌‌های دستی

۵-۴- روش‌‌های بهسازی

۵-۴-۱- عملیات خاکی (برداشت خاک مشکل ساز با حفاری، جابجایی یا جایگزینی)

۵-۴-۲- تراکم سطحی

۵-۴-۳- تراکم دینامیکی

۵-۴-۴- استفاده از مواد افزودنی

۵-۴-۵- بهسازی بیولوژیکی

۵-۴-۶- انفجار

۵-۴-۷- پیش بارگذاری خاک‌‌‌ها

۵-۴-۸- تراکم ویبره‌ای

۵-۴-۸-۱- میله مرتعش

۵-۴-۸-۲- تراکم ویبره‌‌ای شناور

۵-۴-۸-۳- تراکم با ارتعاش و هوای فشرده

۵-۴-۸-۴- تراکم توسط شمع کوبی

۵-۴-۹- سیستم‌‌‌های حرارتی

۵-۴-۱۰- تزریق

۵-۴-۱۱- بهسازی الکتریکی

۵-۴-۱۲- تسلیح خاک‌‌‌ها

۵-۴-۱۳- ستون‌‌‌های سنگی

فصل ششم / ظرفیت باربری پی‌‌‌های سطحی

۶-۱- مقدمه

۶-۲- حالات گسیخ

۶-۳- ظرفیت باربری شالوده‌‌های سطحی نو

۶-۴- معادله عمومی ظرفیت باربری

۶-۴-۱- نظریه مایرهوف

۶-۵- ظرفیت باربری و شرایط آب زیرزمینی

۶-۶- ضریب اطمینان (F.

۶-۷- ظرفیت باربری محت

۶-۸- سایر ملاحظات مربوط به ظرفیت بارب

۶-۹- انتخاب خصوصیات مهند

۶-۱۰- نکات مهم و ضرو

۶-۱۱- تحلیل تعینی در برابر تحلیل احتما

فصل هفتم / نشست شالوده‌‌‌های سطحی

۷-۱- مقدم

۷-۲- مولفه‌‌‌های نشست در خاک‌‌

۷-۲-۱- نشست‌‌‌های آنی

۷-۲-۲- تحکیم اولیه

۷-۲-۳- تحکیم ثانویه

۷-۳- نشست شالوده‌‌‌های متکی بر بستر ماسه‌‌‌ای

۷-۴- نشست شالوده سطحی متکی بر بستر رسی

۷-۵- نرخ زمان نشست (سرعت رخ دادن نشست)

۷-۶- ناحیه موثر

فصل هشتم / فشار جانبی خاک

۸-۱- مقدمه

۸-۲- دسته‌بندی فشارهای جانبی خاک

۸-۳- محاسبه ضریب فشار جانبی خاک

۸-۳-۱- ضریب حالت سکون

۸-۳-۲- ضریب فشار جانبی خاک در حالت محرک و مقاوم

۸-۴- محاسبه فشار موثر قائم ناشی از سربار

۸-۵- محاسبه فشار جانبی خاک

۸-۶- محاسبه نیروی کل فشاری جانبی خاک

۸-۷- سایر نیروهای اعمالی بر روی دیوار

۸-۷-۱- بار ناشی از سربار

۸-۷-۲- نیروی ناشی از زلزله

۸-۷-۳- فشار ناشی از آب

۸-۸- تراکم

۸-۹- نشانه‌ها، کدها و استانداردهای ساختمانی

۸-۱۰- نکات مهم

فصل نهم / دیوارهای حائل

۹-۱- مقدمه

۹-۲- محاسبه نیروی کل فشاری محرک از سوی خاک

۹-۳- سایر نیروهای اعمالی بر روی دیوار

۹-۴- ضریب اطمینان

۹-۵- دیوارهای متناسب

۹-۶- مشخصات خاک پشت دیوار حائل

۹-۷- لغزش

۹-۸- واژگونی

۹-۹- ظرفیت باربری خاک زیر دیوارهای حائل

۹-۱۰- ملاحظات دیگر

۹-۱۱- نکات مهم

فصل دهم / فنداسیون‌‌‌های عمیق (شمع‌‌‌ها)

۱۰-۱- مقدمه

۱۰-۲- شمع‌‌‌ها

۱۰-۲-۱- انواع شمع‌‌‌ها

۱۰-۲-۲- شمع‌‌های اصطکاکی و اتکایی

۱۰-۲-۳- ظرفیت باربری شمع

۱۰-۲-۴- نشست شمع

۱۰-۲-۵- آزمون بارگذاری استاتیکی شمع

۱۰-۲-۶- آزمون دینامیکی

۱۰-۳- شفت‌‌‌های حفاری شده

۱۰-۳-۱- ظرفیت باربری ژئوتکنیکی شفت‌‌‌های حفاری شده

۱۰-۳-۲- نشست ناشی از شفت‌‌‌های حفاری

فصل یازدهم / شرحی بر فنداسیون ماشین‌‌آلات مرتعش

۱۱-۱- مقدمه

۱۱-۲- الزامات طراحی فنداسیون ماشین‌‌آلات مرتعش

۱۱-۲-۱- گزارش ژئوتکنیک و پارامترهای طراحی

۱۱-۲-۲- ارزیابی و مطالعات مربوط به گزینه‌‌های مختلف فنداسیون برای ماشین‌آلات مرتعش

۱۱-۳- روش تحلیل

۱۱-۴- اقدامات لازم در برابر ارتعاش

منابع و مآخذ کتاب اصول مقدماتی مهندسی ژئوتکنیک

بنیاد مهندسی ایران