تعریف خاک

خاک ماده ای متشکل از پنج ماده معدنی، آلی، موجودات زنده، گاز و آب است. مواد معدنی خاک به سه دسته اندازه – خاک رس، سیلت و ماسه تقسیم می شوند. درصد ذرات در این طبقات را بافت خاک می نامند. کانی شناسی خاک ها متنوع است. به عنوان مثال، یک کانی رسی به نام اسمکتیت می تواند در اثر خیس شدن و خشک شدن آنقدر منقبض و متورم شود که می تواند بر ساختمان ها ضربه بزند.

رایج ترین ماده معدنی در خاک کوارتز است. کریستال های زیبایی می سازد اما خیلی واکنش پذیر نیست. مواد آلی خاک بقایای گیاهی، حیوانی و میکروبی در حالات مختلف تجزیه هستند. این یک عنصر حیاتی است – در واقع درصد ماده آلی خاک در خاک یکی از بهترین شاخص های کیفیت خاک کشاورزی است. رنگ خاک از رنگ های معمولی قهوه ای، زرد، قرمز، خاکستری، سفید و سیاه تا رنگ های کمیاب خاک مانند سبز و آبی متغیر است.

مکانیک خاک

قسمتی از فیزیک خاک و مکانیک کاربردی می‌باشد که رفتار خاک‌ها را به بهترین نوع ممکن تعریف می‌کند . تفاوت آن با مکانیک سیالات و مکانیک جامدات به این معناست که خاک از مخلوط ناهمگنی از سیالات (معمولاً هوا و آب) و ذرات (معمولاً رس، سیلت، ماسه و شن) تشکیل شده است. توجه داشته باشید که خاک ممکن است حاوی جامدات آلی و سایر مواد نیز باشد.

یک نمونه خاک طبیعی ممکن است دارای ذرات با اندازه‌های مختلف باشد.در طول سال ها، آژانس های مختلف سعی کرده‌اند محدودیت‌های اندازه را ایجاد کنند. در نواردی همچون شن، ماسه، سیلت و خاک رس، برخی از این محدودیت های اندازه نشان داده شده است. علم ژئوتکنیک همراه با مکانیک سنگ، مکانیک خاک مبنای نظری را برای تجزیه و تحلیل در مهندسی ژئوتکنیک، زیرشاخه ای از مهندسی عمران، و زمین شناسی مهندسی، زیررشته ای از زمین شناسی، فراهم می کند.

مکانیک خاک برای تجزیه و تحلیل تغییر شکل‌ها و جریان سیالات در سازه‌های طبیعی و مصنوعی به کار می‌رود که بر روی خاک یا از خاک ساخته شده‌اند. همچنین روی سازه‌هایی که در خاک مدفون شده‌اند استفاده می‌گردد. به عنوان مثال کاربردهای ساختمان و پل، دیوارهای حائل، سدها و سیستم های خط لوله مدفون است. اصول مکانیک خاک نیز در رشته های مرتبط مانند مهندسی ژئوفیزیک، مهندسی سواحل، مهندسی کشاورزی، هیدرولوژی و فیزیک خاک استفاده می شود.

مطالعات مکانیک خاک تکمیلی

خاک ها مجموعه ای از ذرات معدنی می‌باشند که همراه با هوا و آب در فضاهای خالی، سیستم های سه فازی را تشکیل می دهند. بخش بزرگی ازسطح زمین توسط خاک پوشیده شده است و از آنها به عنوان ساختمان سازی استفاده می شود. مکانیک خاک شاخه ای از مهندسی است که به خواص مهندسی خاک و رفتار آنها می پردازد. در مطالعات مکانیکی خاک تکمیلی انبوه خاک، پلاستیسیته، طبقه بندی، “تنش ها و کرنش ها – تعادل الاستیک”، “تنش ها و جابجایی در توده خاک، “فشار آب منفذی به دلیل زهکشی نشده، بارگذاری، «نفوذپذیری و تراوش»، «استحکام بخشی»، «مقاومت برشی خاک‌ها و «استقرار پی‌ها» از اهمیت بالایی برخوردار است.

استراتژی‌های آموزش سنتی

اغلب استراتژی‌های آموزش سنتی که شامل تجربیات آموزشگاهی، سخنرانی‌ها، تکالیف و… می‌باشد به صورت معلم محور هستند وبه چالش‌های آموزش مهندسی در قرن ۲۱ پاسخ نمی‌دهند. در آموزش معلم محور دو مشکل اساسی وجود دارد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم. اولین مورد عدم مشارکت دانشجویان مهندسی در مهارت‌های ضروری مقابله با مشکلات است. دومین مورد عدم ترویج یادگیری فعال می‌باشد.

جمع بندی

همان طور که در این مقاله مطالعه کردید؛ امروزه استراتژی‌های آموزش سنتی پاسخ گو نیست و فناوری‌های جدید در عرصه‌هایی همچون مکانیک خاک تأثیرگذار هستند. علم ژئوتکنیک به خوبی مکانیک خاک را برسی می‌کند و مهندسی عمران را روز به روز به سمت جلو سوق می‌دهد.

امیدواریم از خواندن این مقاله لذت برده باشید و پاسخ پرسش‌های خود را در زمینه مطالعات مکانیک خاک تکمیلی به دست آورده باشید.

همچنین بخوانید: مطالعات مکانیک خاک تکمیلی