تخلخل چیست
درصد تخلخل خاک چیست و چه کاربردهایی دارد؟
در این نوشتار کوتاه، تصمیم داریم ضمن معرفی مفهوم تخلخل خاک یا همان نسبت خلا ، به کاربردهای این پارامتر ژئوتکنیکی بپردازیم:
تخلخل چیست
خاک از سه بخش تشکیل شده است.
هوا، آب و دانه های خاک.
مطابق فرمول زیر، اگر حجم هوا و آب را بر حجم سنگدانه های جامد خاک تقسیم کنیم، تخلخل یا e به دست می آید.
فرمول تخلخل
در فرمول بالا Vv حجم حفرات خاک است.
Vs نیز حجم دانه های جامد خاک می باشد.
با داشتن مقادیر حجم آب و حفرات و همچنین حجم دانه های جامد خاک، می توان تخلخل یا e را محاسبه کرد.
فیلم زیر، به معرفی مفهوم درصد تخلخل می پردازد:
کاربردهای e خاک
حال که با مفهوم درصد تخلخل و چگونگی محاسبه آن آشنا شدیم، به کاربردهای آن اشاره خواهیم کرد:
-
تخمین تراکم پذیری
خاکهایی که e کمتری دارند، یعنی حجم حفرات در آن ها کمتر است.
پس می توان چنین نتیجه گرفت که تراکم پذیری کمتری دارند.
باید دقت شود که هیچگاه میزان e خاک صفر نمی شود.
حداقل مقدار این پارامتر ژئوتکنیکی، از آزمایش تراکم به دست می آید.
-
تخمین نفوذپذیری
خاک هایی که e بیشتری دارند، به این معناست که حجم حفرات در آنها بیشتر است.
لذا آب یا هر سیال دیگر، فضای بیشتری جهت حرکت دارد.
پس می توان اینگونه نتیجه گرفت که خاک هایی با تخلخل بیشتر، دارای نفوذپذیری بیشتری هم هستند.
-
تخمین متورم شوندگی
خاکی که e کمتری دارد، بسیار متراکم است.
لذا احتمال اینکه بخواهد به حالت عادی خود بازگردد و متورم شود زیاد تر است.
پس هر چه e خاک بیشتر باشد، میزان تورم پذیری آن کمتر است.
درصد تخلخل خاک
e خاک ها در شرایط مختلف متفاوت است.
این پارامتر به میزان تراکم خاک بستگی دارد.
در حالتی که خاک متراکم باشد، درصد تخلخل آن کم و در شرایطی که شل باشد، درصد تخلخل آن بیشتر خواهد بود.
اما باید دقت کنیم، مقدار e برای هر خاک بازه خاصی دارد.
یعنی از آن مقدار کمتر یا بیشتر نمی شود.
در جدول زیر مقادیر حداکثر و حداقل تخلخل برای خاک های مختلف بیان شده است:
| نوع خاک | حداقل e | حداکثر e |
| شن | ۰٫۳ | ۰٫۶ |
| ماسه درشت | ۰٫۳۵ | ۰٫۷۵ |
| ماسه ریز | ۰٫۴ | ۰٫۸۵ |
| ماسه استاندارد | ۰٫۵ | ۰٫۸ |
| ماسه شن دار | ۰٫۲ | ۰٫۷ |
| ماسه لای دار | ۰٫۴ | ۱ |
| ماسه لای و شن دار | ۰٫۱۵ | ۰٫۸۵ |
نسبت تخلخل و پوکی
پوکی یکی از پایرامترهای ژئوتکنیکی است که رابطه بسیار نزدیکی با تخلخل دارد.
پوکی را با حرف n نمایش می دهیم.
هر دو پارامتر n و e به منظور تعیین درصد حفره های داخل خاک تعریف کرده اند.
پارامتر e حجم حفرات خاک به حجم دانه های جامد را نشان می دهد.
در صورتیکه n حجم حفرات خاک به حجم کل خاک را نشان می دهد.
e می تواند بزرگتر از یک باشد.
اما n نمی تواند بزرگتر از یک باشد.
همواره و در تمام شرایط، مقدار e بزرگتر از n است.
در خصوص تخلخل سوالی دارید؟
در صورتی که پیرامون محاسبه یا مفهوم e سوالی دارید و یا با خواندن مطالب بالا ابهامی در ذهن شما ایجاد شد، می توانید سوال خود را در بخش نظرات در زیر همین پست، مطرح نمایید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.
سلام
ممنون میشم اگر امکانش هست فرمول تخلخل زیر رو برام مرحله به مرحله اثبات کنید.
۱۰۰×(چگالی حقیقی /چگالی ظاهری -۱) =n
سلام. در بخش کامنت ها امکانش نیست که براتون اثبات کنم. چون نمی شود فرمول ها را در یک خط نوشت. اثبات بسیار راحتی دارد. بحث روابط وزنی-حجمی را کامل بخوانید و خودتان اثبات نمایید.
سلام
نحوه محاسبه تخلخل در آزمایشگاه ها چگونه هست ؟
در ابتدا با استفاده از آزمایش درصد رطوبت خاک و آزمایش چگالی ویژه مقادیر w و Gs خاک را به دست آورید.
سپس با استفاده از روابط وزنی حجمی، مقدار تخلخل خاک را به دست آورید.
ظرفی‌به‌حجم۵۰ سانتی‌متر‌مکعب‌از‌ماسه‌نچسبید‌پر‌شده‌است.هنگام‌قرار‌گیری در
استوانه‌مدرج،که‌قسمتی‌از‌آن‌از‌آب‌پر‌شده،قرار‌می‌گیرد‌به‌اندازه۲۵٫۷ سانتی‌متر‌حجم‌آب
جابجا‌می‌شود.تخلخل‌ماسه‌را‌برآورد‌کنید.
سلام. درست نیست به جای اینکه خودتان روی مسئله فکر کنید، صورت سوال را کپی میکنید اینجا که شخص دیگری پاسخ سوال درسی شما را بدهد. حل این سوال بسیار ساده است. خودتان روی آن فکر کنید. اگر در مفاهیم آن مشکلی داشتید، بپرسید پاسخ میدهیم.
۸ متر مکعب خاک است، از این ۸ متر مکعب خاک، ۲ متر مکعب اش پر شده، فیصدی تخلخل اش چند است.؟؟
سلام. منظور شمارا به درستی متوجه نمیشوم. “فیصدی” چی هست؟
در این بخش فرمودین خاک‌های با e بیشتر یعنی حجم حفرات بیشتر،نفوذپذیری بیشتر و در نهایت تراکم پذیری بیشتر
در بخش انواع خاک‌ها فرمودین رسها دارای تخلخل بسیار زیادی هستند در حالی که رس ها نفوذ پذیری بسیار کمی دارند و قابلیت تراکم هم عملا صفر هست چون میراگر هستند و انرژی ناشی از تراکم رو مستهلک میکنند
حالا واقعا رس ها e زیادی دارند یا کمتر؟
و اینکه در این دو تا بخش اینطور متوجه شدم که خاک‌های رسی رو میشه متراکم کرد در حالی که تراکم خاک‌های های رسی بسیار بسیار سخت میباشد و برای بهسازی رسها سراغ روش‌های دیگه‌ای مثل جت و غرق‌آبی لرزه‌ای و جابه‌جایی‌لرزه ای و … میریم. با تشکر از شما
مقدار e مستقل از جنس خاک هست. نمی توان گفت تخلخل خاکی زیاد است چون رس است و یا e خاک کم است چون ماسه هست. مگر در شرایطی که عوامل دیگری ثابت باشد و بتوان قضاوت کرد. مثلا یک خاک با دانه بندی خاص را در نظر بگیرید. رس باشد مثلا. تخلخل یکی را حساب کنید، خاک همان خاک است. می توان با غلتک زدن و تراکم، e خاک را کاهش داد.
سلام
میشه لطفا راهنمایی کنید که بالاترین مقدار برای پوکی، تخلخل و درجه اشباع چقدر میتونن باشند؟
متشکرم🙏🏻
سلام.
مقدار حداقل درجه اشباع صفر و حداکثر آن یک می باشد.
مقدار حداقل پوکی صفر و حداکثر آن یک می باشد.
مقدار تخلخل تحت شرایطی که می تواند بزرگتر از یک هم باشد.
در صورتی که اجزای خاک را گوی های یک شکل و یک اندازه در نظر بگیریم، آنگاه:
حداقل تخلخل: ۰٫۳۵ حداکثر تخلخل: ۰٫۹۱ خواهد بود
سلام خسته نباشد
اگه میشه توضیحی در مورد علت نسبت عکس میرایی و تخلخل بفرمایید
ممنون
سلام. هرچه خاک شل تر باشد، یعنی تراکم آن کمتر باشد، میرایی آن بیشتر است.
چون قابلیت جذب انرژی در آن بیشتر می شود.
از طرفی هر چه خاک شل تر باشد، یعنی تخلخل آن بیشتر است.
پس هر چه تخلخل بیشتر شود، میرایی بیشتر خواهد شد.
باسلام،در صورت امکان مقاله،یا کتابی در مورد آزمایش دینامیک خاک با عنوان:steady_stata vibration(Rayleighwawe)testnمعرفی میفرمایید،باسپاس
کتاب ژئوتکنیک لرزه ای نوشته کرامر
سلام ووقت بخیر؛سوال؟علت نسبت عکس بین میرایی وتخلخل رو برام بفرمایید ،ممنون
سلام. هر چه خاک درشت دانه تر، غیر خمیری تر و شل تر باشد، میرایی آن بیشتر است. زیرا قابلیت جذب انرژی در آن بیشتر خواهد بود.
سلام
تفاوت پوکی(porosity) و تخلخل(voidage) چیست؟ آیا تفاوت فرمولی یا معنایی دارند؟ سپاس
سلام. بله باهم فرق دارند.
تخلخل: حاصل تقسیم حجم حفرات بر حجم دانه های جامد است و با e نمایش داده می شود.
پوکی: حاصل تقسیم حجم حفرات به حجم کل خاک است و با n نمایش داده می شود.
سلام من رنج نسبت تخلخل اولیه خاک های رسی رو میخوام. امکانش هست راهنمایی بفرمائید؟
سلام. نسبت تخلخل خاک ها تابعی از دانه بندی آنها نیست که بگوییم نسبت تخلخل رس ها فلان قدر است. خاک رس شل تخلخل بالایی دارد. همان خاک رس را اگر با غلتک متراکم کنیم، تخلخل پایینی برای آن به دست می آید.
سلام. دست شما بابت اطلاعاتی که میدید درد نکنه.
براحتی میشه درصد تخلخل رو برای بافتهای گوناگون خاک پیدا کرد. اما میتونید درصد تخلخل e حداقل رو برای انواع بافت خاک(شنی ، ماسه ای ، لومی) بگید. با تشکر.
درصد تخلخل خاک ها تابع مستقیمی از نوع خاک نیست. مثلا ممکن است یک خاک رس بسیار شل باشد و درصد تخلخل زیادی داشته باشد. دقیقا همان خاک را می توان متراکم کرد تا درصد تخلخل آن کم شود. خاک همان خاک است با دو درصد تخلخل مختلف.
برای اینکه اندازه حفره های بین شن و ماسه بزرگتره و عبور از حفره های بزرگتر بسیار آسانتر از حفره های کوچکتر.
درود بر شما
به چه دلیل در رسها که تخلخل بیشتری نسبت به ماسه و شن دارد ولی نفوذپذیری آن کمتر است؟
سلام. این سوال خود را در انتهای مقاله مربوط به خاک رس بپرسید. همکارانم پاسخ شما را خواهند داد.
پرسیدم ولی سئوال اصلا نمایش داده نمی شود.
در انتظار تایید هست. شکیبا باشید.
سلام وقتتون بخیر
چطور میتونم میزان تخلخل آجر را محاسبه کنم؟؟
سلام. باید حجم حفرات موجود در آجر را تقسیم بر حجم ذرات جامد تشکیل دهنده اون کنید تا تخلخلاون آجر به دست بیاد. آجر عمدتا از خاک رس تشکیل شده است. در ابتدا لازم است از طریق آزمایش جی اس ، چگالی ویژه اون خاک رو بدست بیارید. چگالی آجر و حجم خود آجر رو هم باید داشته باشید.
یعنی اونوقت در فرمول درجه اشباع را ۱۰۰ بذاریم و برای درصد رطوبت هم از همون نمونه ای که اشباع کردیم بعد از اشباع درصد رطوبتشو بگیریم؟درسته؟
بله
e را به صورت عملی چجوری به دست بیاریم؟ ممنون
روش های زیادی برای به دست آوردن e وجود دارد. مثلا می توانید از رابطه معروف w*Gs= Sr*e استفاده کنید. برای اینکار ابتدا خاک را به طور کامل اشباع کنید. سپس مقدار w را از آزمایش درصد رطوبت به دست آورید. در ادامه مقدار Gs را از آزمایش چگالی ویژه محاسبه کنید. مقادیر به دست آمده را در فرمولی که نوشتم جاگذاری کنید تا مقدار e به دست بیاید.
ببخشید میشه اینم جواب بدید
اینکه میگید خاک را ب طور کامل اشباع کنیم چجوریه و چه مدت ؟
خیلی ممنون
اشباع کردن خاک مدت زمان و شیوه ثابت ندارد و از خاکی به خاک دیگر متفاوت است. اشباع کردن خاک های رسی مدت زمان بیشتری طول می کشد تا خاک های ماسه ای و شنی.
سلام، در محاسبه تخلخل گاهی از جیوه استفاده می شود، می خواستم بدونم دلیل استفاده از جیوه چیه؟
سلام. علت استفاده از جیوه آن است که جیوه خاصیت ترکنندگی برای خاک ندارد و یکپارچگی خود را حین آزمایش حفظ می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله تعیین چگالی خاک با استفاده از جیوه را مطالعه کنید.
سلام
برای محاسبه تخلخل مخلوط چیکار باید بکنیم؟ مثلا میگه که یک متر مکعب ماسه ک تخلخل ۳۰ درصد داره با دو متر مکعب شن ک تخلخل ۲۵ درص داره مخلوط بشه چه تخلخلی خواهد داشت.
معمولا تخلخل خاک به روش مستقیم محاسبه نمی گردد و برای محاسبه آن بهتر است از روابط وزنی-حجمی استفاده کنید.
با توجه به اینکه e هیچ گاه صفر نمی شود پس معنی تراکم ۱۰۰ درصد خاک چیست؟
ما واژه ای تحت عنوان تراکم ۱۰۰ در صد نداریم. احتمالا منظور شما تراکم نسبی ۱۰۰ درصد است. تراکم نسبی نسبت با Dr نشان می دهند و به منظور سنجش میزان تراکم خاک در وضعیت از آن استفاده می شود. تراکم نسبی بستگی به e حداقل و e حداکثر آن خاک دارد که از آزمایش های بارش ماسه و میزلرزان به دست می آیند. در شرایطی که درصد تحلخل خاک، مساوی e حداقل باشد، Dr آن خاک مساوی ۱۰۰ خواهد شد. هیچ ارتباطی هم به اینکه e صفر یاشد یا نباشد ندارد.
نسبت تخلخل حداقل e(min) متناظر با چه حالتی از تراکم خاک است
نسبت تخلخل حداقل متناظر با شرایطی است که خاک متراکم ترین حالت خود را داشته باشد، طوری که میزان حفرات در کمترین حالت باشد.
سلام خوبین نحوه ی محاسبه ی e)maxو
e(min
به چه طریقه ؟
سلام. مقادیر درصد تخلخل حداکثر و حداقل با استفاده از میز لرزه به دست می آید.