انواع خاک بر اساس نوع عملکرد

شاید جالب باشد بدانید که تمام خاکها با هم یکسان نیستند و هر نوع خاکی ویژگیهای مخصوص به خود را دارد و میتوان خواص متفاوتی را در آن مشاهده کرد. برای اینکه بتوان انواع خاک را بر اساس نوع عملکرد و از نظر ویژگیهای فیزیکی آنها دسته بندی کرد، باید از سیستم طبقه بندی خاک استفاده نمود. از آنجایی که این نوع طبقه بندی‌ها تحت شرایط فیزیکی خاصی انجام می‌شود، لزوما عملکرد انواع خاک در سایر شرایط فیزیکی، یکسان نخواهد بود. طبقه بندی انواع خاک، نوعی ابزار کاربردی و موثر در مهندسی است و میتوان از طریق انجام آزمایشات بر روی آن، با توجه به نیاز خود، خاک مناسب برای فعالیت‌های مختلف نظیر ساخت و ساز و غیره را انتخاب کرد.

گروه صنعتی و معدنی آرمیکو، تولیدکننده ماشین آلات و تجهیزات حفاری قصد دارد در این مقاله شما را با انواع خاک و طبقه بندی آن آشنا نماید.

انواع طبقه بندی خاک

انواع طبقه بندی خاک‌ها بر اساس میزان خمیری بودن خاک، میزان مواد آلی موجود در خاک، میزان مقاومت خاک در برابر تنش، نفوذناپذیری و اندازه دانه‌بندی آنها انجام می‌شود. آزمایش خاک و شناخت ویژگی‌های آن، برای بسیاری از فعالیتها نظیر ساختمان‌سازی اهمیت بسیاری دارد و حتی بر روی هزینه‌های ساخت و ساز نیز تاثیر می‌گذارد.

خاک‌ها به چهار نوع خاک تیپ 1، خاک تیپ 2، خاک تیپ 3 و خاک تیپ 4 تقسیم‌بندی می‌شوند. خاک تیپ 1 بیشترین قدرت را دارد و خاک تیپ 4 ضعیف‌ترین خاک در این تقسیم بندی محسوب میشود. خاک تیپ 1 از سنگ‌های آذرین و خاک سنگ تشکیل شده است. خاک تیپ 2 دارای شن و ماسه متراکم و خاک رس سخت است. خاک تیپ 3 نیز از شن و ماسه تشکیل شده و نسبت به خاک تیپ 2 از تراکم کمتری برخوردار است. خاک تیپ 4 دارای لایه‌های خاک غیر چسبنده و کمی خاک چسبنده با تراکم کم است. به همین دلیل از سایر انواع خاک، ضعیف‌تر می‌باشد.

انواع خاک بر اساس قطر ذرات تشکیل دهنده آنها شامل دو گروه درشت دانه و ریزدانه هستند. در این طبقه بندی انواع خاک از شن، ماسه، لای و رس تشکیل شده‌اند.

مطلب پیشنهادی: آزمایش نفوذ استاندارد

سیستم های طبقه بندی خاک

برای رسیدن به نوعی زبان مشترک که ویژگی‌های خاک را به طور خلاصه شرح میدهد، نیاز به سیستم‌های طبقه بندی انواع خاک وجود دارد. اغلب سیستم‌هایی که برای طبقه بندی خاک ایجاد شده‌اند، برای مقاصد مهندسی مورد استفاده قرار میگیرند. در این طبقه بندی‌ها انواع خاک بر اساس خواص ساده‌ای مانند دانه‌بندی و خواص خمیری در گروه‌های مجزا قرار میگیرند. انواع سیستم‌های طبقه بندی خاک به شرح زیر است.

طبقه بندی خاک به روش آشتو

در این نوع طبقه بندی، انواع خاک بر پایه اندازه ذرات و ویژگی‌های پلاستیکی توده خاک، طبقه بندی می‌شوند. مطابق با طبقه بندی خاک به روش آشتو ﺧﺎک‌ها ﺑﻪ چندین گروه اصلی A1 تا A7‎ ‏ﺗﻘﺴﻴﻢ میﺷﻮﻧﺪ. در گروه‌های A1،A2 و A3 ، درصد عبور خاک‌ها از الک نمره ۲۰۰ از ۳۵ درصد کمتر است. درصد عبور ﺧﺎک‌ﻫﺎی گروه A4 تا A7 از الک نمره ۲۰۰ از ۳۵ درصد بیشتر می‌باشد. همچنین بر اساس این طبقه بندی در گروه A8 خاک‌های آلی قرار می‌گیرند.

علاوه بر طبقه بندی فوق، برخی از گروه‌های اصلی به صورت مجزا به زیرگروه‌های دیگری نیز تقسیم می‌شوند. خاک‌هایی که شامل قسمت‌های جزئی‌تری هستند، نیز طبق شاخص گروه طبقه بندی خواهند شد. شاخص گروه عبارت است از: F که شامل ذرات خاک کوچک تر از ۰.۰۷۵ میلی متر است. LL که حد مایع بوده و PL شاخص پلاستیسیته می‌باشد.

در این نوع سیستم طبقه بندی خاک هرچه از خاک A1 به طرف خاک A8 برویم، از مرغوب بودن خاک کاسته می‌شود.

همچنین در این سیستم انواع خاک‌های درشت دانه به شکل زیر نام‌گذاری می‌شوند:

چنانچه میزان عبور ذرات خاک از الک ۲۰۰ کمتر از ۲۵ درصد باشد و میزان عبور این ذرات از الک ۴۰ کمتر از ۵۰ درصد باشد، خاک A1 نام می‌گیرد.

چنانچه میزان عبور ذرات خاک از الک ۲۰۰ کمتر از ۲۵ درصد باشد و میزان عبور این ذرات از الک ۴۰ بیشتر از ۵۰ درصد باشد، خاک A3 نامیده می‌شود.

اگر خاک فاقد شرایط A1 و A3 باشد،A2 نامیده می شود.

در این سیستم طبقه بندی انواع خاک، خاک‌های ریزدانه نیز به شکل زیر نام‌گذاری می‌شوند:

• اگر حد روان بودن خاک بیشتر از ۴۰ و شاخص خمیری بودن آن بیشتر از ۱۰ باشد، خاک A4 نامیده می‌شود.
• اگر حد روان بودن خاک کمتر از ۴۰ و شاخص خمیری بودن آن بیشتر از ۱۰ باشد، خاک A5 نامیده می‌شود.
• اگر حد روان بودن خاک بیشتر از ۴۰ و شاخص خمیری بودن آن کمتر از ۱۰ باشد، خاک A6 نامیده می‌شود.
• اگر حد روان بودن خاک کمتر از ۴۰ و شاخص خمیری بودن آن کمتر از ۱۰ باشد، خاک A7 نامیده می‌شود.

مطلب پیشنهادی: با یکی از اصطلاحات خاک؛ یعنی تخلخل خاک آشنا شوید.

طبقه بندی خاک به روش یونیفاید

در سیستم طبقه بندی یونیفاید انواع خاک به سه دسته خاک درشت دانه، خاک ریز دانه و ماسه تقسیم بندی می‌شوند. برای طبقه بندی انواع خاک به این روش، ابتدا با استفاده از یک سری الک، آزمایش دانه بندی انجام می‌شود. بر اساس درصد عبوری خاک از الک شماره 200، انواع خاک را با حروف S و G نشان می‌دهند. در ادامه بر اساس تعریف ضریب یکنواختی و ضریب دانه بندی، می‌توان برای نامگذاری خاک حرف دوم آن را نیز به دست آورد.

طبقه بندی خاک به روش متحد

در طبقه بندی خاک به روش متحد، انواع خاک بر پایه اندازه ذرات خاک و ویژگی‌های پلاستیکی آنها طبقه بندی می‌شوند. این نوع طبقه بندی خاک، بیشتر به وسیله مهندسان ژئوتکنیک استفاده می‌شود. در طبقه بندی خاک به روش متحد، ذرات ریزدانه و درشت دانه خاک بر اساس درصد عبوری از الک نمره ۲۰۰ مورد تقسیم‌بندی قرار می‌گیرند. چنانچه کمتر از نصف یا ۵۰ درصد دانه‌ها قادر به عبور از الک نمره ۲۰۰ باشند، خاک ریزدانه خواهد بود و اگر این میزان بیشتر باشد، خاک درشت دانه است.

در سیستم طبقه بندی متحد، بیشتر از 50 درصد مواد تشکیل دهنده خاک‌های درشت دانه، درشت‌تر از ۰.۰۷۵ میلیمتر هستند. همچنین این نوع خاک‌ها خود به گروه‌های جزئی‌تری، مانند شن (G) و ماسه (S) تقسیم می‌شوند. شن‌ها و ماسه‌ها نیز بر حسب ذرات تشکیل دهنده سیلت و رس به چهار گروه دیگر تقسیم می‌شوند.

مطلب مرتبط: آزمایش انواع خاک

مقایسه سیستم های طبقه بندی خاک ها

وجه اشتراک انواع سیستم های طبقه بندی خاک، نظیر متحد، یونیفاید و آشتو در این است که در تمام آنها ذرات درشت دانه و ریزدانه خاک توسط الک شماره ۲۰۰ از هم متمایز می‌شوند. اما تفاوت آنها در مقدار عبوری از الک است که در هر روش متفاوت بوده و درصد آن متغیر می‌باشد.

سوالات متداول در طبقه بندی انواع خاک

مطلب پیشنهادی: آزمایش تراکم خاک

جمع بندی

با توجه به اینکه انواع متفاوتی از خاک بر اساس ذرات تشکیل دهنده، خصوصیات خاک و میزان تراکم خاک وجود دارد؛ می‌توان با سیستم‌های طبقه بندی انواع خاک، نوع و کاربرد خاک را مشخص کرد. طبقه بندی خاک‌ها به مهندسین کمک می‌کند که بتوانند پروژه‌‎های ساختمان سازی و غیره را با موفقیت پیش ببرند و به مشکلی برخورد نکنند. خاکها بر اساس اندازه ذرات آنها به چندین روش شامل سیستم طبقه بندی آشتو، سیستم طبقه بندی یونیفاید و سیستم طبقه بندی متحد، گروهبندی می‌شوند. در هر سیستم از الک شماره 200 برای تفکیک خاک درشت دانه و ریز دانه و ماسه استفاده می‌‍شود؛ اما درصد عبوری انواع خاک از این الک در هر روش متفاوت بوده و مخصوص به آن روش است.