دانلود کامل ترین جزوه مکانیک خاک

دانلود جزوه مکانیک خاک PDF
دانلود فایل

علی پاک امیرحسین دهقانی پور دکتر فرزین استخدامی استاد دانشگاه شریف دکتر رنجبری  رشته عمران کاردانی عمران دانشگاه آزاد کارشناسی ارشد مهندس کیان

• () • () • • -‘ • () (: ) • ‌() : • نشت وجود دارد. نتایج برخی از مطالعات اخیر در مورد دایره های بحرانی شکست برای شیب ها در خاک رس (شرایط ϕ=0) و c^’-ϕ’خاک در این فصل اضافه شده است.
• یک مورد تعمیم یافته برای فشار عامل و غیرعامل رانکین با پر کردن دانه ای در ضمیمه A ارائه شده است.
در تهیه یک متن مهندسی از این نوع، گنجاندن بسیاری از تحولات اخیر در رابطه با رفتار رسوبات طبیعی خاک موجود در نقاط مختلف جهان که در مجلات و مقالات کنفرانس موجود است، وسوسه برانگیز است که آن ها را ثابت کند. در تمرینات آتی دانشجویان مفید باشد. با این حال، بر اساس سال ها تدریس، نویسندگان احساس می کنند که وضوح در توضیح اصول مکانیک خاک در اولین دوره در این زمینه بدون درهم ریختن کتاب با جزئیات و جایگزین های بسیار مهم تر است. بسیاری از جزئیات پیچیده را می توان به یک دوره پیشرفته در زمینه مهندسی ژئوتکنیک واگذار کرد. این رویکرد به احتمال زیاد به توسعه علاقه و قدردانی دانشجویان به حرفه مهندسی ژئوتکنیک به طور کلی کمک خواهد کرد.
مواد منبع مربی
راهنمای دقیق راه‌حل‌های مربی و اسلایدهای پاورپوینت از شکل‌ها و جداول و معادلات و مثال‌های کتاب از طریق یک وب‌سایت محافظت‌شده با رمز عبور به نشانی www.cengagebrain.com برای مربیان در دسترس است.
منابع دانشجویی
سوالات چند گزینه ای خودارزیابی با پاسخ برای هر فصل برای دانشجویان در وب سایت کتاب موجود است. دانشجویان هم چنین ممکن است از این سوالات به عنوان یک ابزار تمرینی در آمادگی برای امتحانات بهره مند شوند.
برای دسترسی به مطالب دوره اضافی، لطفاً به www.cengagebrain.com مراجعه کنید. در صفحه اصلی cengagebrain.com، با استفاده از کادر جستجو در بالای صفحه، شابک عنوان خود را (از پشت جلد کتاب خود) جستجو کنید. این شما را به صفحه محصول می برد که در آن این منابع را می توانید پیدا کنید. اگر به رمز عبور نیاز دارید، دستورالعمل‌های منابع مربی را دنبال کنید.
نویسندگان بدون حمایت و تشویق همسرانشان، جنیس و سمیرا، و خانواده‌هایشان نمی‌توانستند این دست‌نوشته اصلاح‌شده را تکمیل کنند. جانیس داس در آماده کردن نسخه خطی برای چاپ بسیار کمک کننده بود. پروفسور سانجی کی شوکلا از دانشگاه ادیت کوان، استرالیا، پیشنهادات ارزشمند بسیاری را در طول فرآیند بازنگری ارائه کرد. در نهایت، تشکر فراوان از کریستوفر شورت، ناشر. هیلدا گوانز، سردبیر ارشد توسعه؛ و لورن بتسوس، مدیر بازاریابی Cengage Learning (مهندسی) برای کمک و مشاوره در توسعه نهایی کتاب. جا دارد از رز پی کرنان از خدمات تحریریه RPK نیز تشکر کنیم. او در شکل‌دهی سبک و نظارت بر تولید این نسخه از اصول مهندسی ژئوتکنیک و هم چنین چندین نسخه قبلی مؤثر بوده است.
با تشکر از بازبینان زیر برای نظرات و پیشنهادات سازنده خود:
دراگوس آندری، دانشگاه پلی تکنیک ایالتی کالیفرنیا، پومونا، کالیفرنیا
تونسر ادیل، دانشگاه ویسکانسین، مدیسون، ویسکانسین
تون کیو، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، پارک دانشگاه، پنسیلوانیا
کمال توفیق، دانشگاه ایالتی فلوریدا، تالاهاسی، فلوریدا
بینود تیواری، دانشگاه ایالتی کالیفرنیا، فولرتون، کالیفرنیا
جی وانگ، دانشگاه فنی لوئیزیانا، راستون، لوئیزیانا
محمد ام. یامین، دانشگاه بردلی، پیوریا، ایلینوی
براجا داس و خالد سبحان

خلاصه کتاب مکانیک خاک

درباره نویسندگان

پروفسور براجا داس، رئیس دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر در دانشگاه ایالتی کالیفرنیا، سکرامنتو است. او مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته مهندسی عمران از دانشگاه آیووا و دکترایش را در زمینه مهندسی ژئوتکنیک از دانشگاه ویسکانسین دریافت کرد. وی مولف چندین متون و کتاب مرجع مهندسی ژئوتکنیک و تألیف بیش از 250 مقاله فنی در زمینه مهندسی ژئوتکنیک است. زمینه های اصلی تحقیقات او شامل فونداسیون های کم عمق، مهارهای خاکی و ژئوسنتتیک است. او عضو مادام العمر انجمن مهندسین عمران آمریکا، عضو مادام العمر انجمن آموزش مهندسی آمریکا، و عضو ممتاز کمیته تثبیت شیمیایی و مکانیکی هیئت تحقیقات حمل و نقل شورای تحقیقات ملی (واشنگتن، دی سی) است. او قبلاً به عنوان عضو هیئت تحریریه مجله مهندسی ژئوتکنیکال ASCE، عضو مجله لولند فناوری بین المللی (ژاپن)، ویراستار ژورنال بین جزوه مکانیک خاک مهندسی دریایی و قطبی (ISOPE) و دستیار سردبیر مجله مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی (اسپرینگر، هلند) بوده است. در حال حاضر او سردبیر مجله بین المللی مهندسی ژئوتکنیک (جی راس، فت. لادردیل، فلوریدا) است. دکتر داس جوایز متعددی را برای تعالی آموزش دریافت کرده است، از جمله جایزه بنیاد AMOCO، جایزه AT&T برای تعالی آموزش از انجمن آموزش مهندسی آمریکا، جایزه رالف تیتور از انجمن مهندسان خودرو، و جایزه دستاورد برجسته برای تعالی آموزش از دانشگاه تگزاس در ال پاسو.
پروفسور خالد سبحان دانشیار مهندسی عمران در دانشگاه آتلانتیک فلوریدا است. او مدرک کارشناسی ارشد خود را از دانشگاه جانز هاپکینز و مدرک دکترای خود را از دانشگاه نورث وسترن، هر دو در حوزه مهندسی ژئوتکنیک دریافت کرد. زمینه های تحقیقاتی اولیه او شامل بهسازی زمین، ژئوتکنولوژی خاک های نرم، مکانیک خاک تجربی، و جنبه های ژئوتکنیکی مهندسی روسازی است. او به عنوان رئیس کمیته تثبیت شیمیایی و مکانیکی (AFS90) هیئت تحقیقات حمل و نقل (2005-2011) خدمت کرد و بخشنامه TRB با عنوان ارزیابی تثبیت‌کننده‌های شیمیایی: گزارش وضعیت عملی (E-C086) را نوشت. او در حال حاضر به عنوان دستیار ویراستار مجله ASCE مواد در مهندسی عمران، و در هیئت تحریریه ASTM ژورنال تست ژئوتکنیک، مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی (اسپرینگر، هلند) و مجله بین المللی مهندسی ژئوتکنیک (اف ال جی، راس فوت. لادردیل) است. او برنده جایزه برجسته برای تعالی و نوآوری در تدریس در مقطع کارشناسی (2006) و جایزه برتری در مربیگری فارغ التحصیلان (2009) از دانشگاه آتلانتیک فلوریدا است. وی بیش از 75 مقاله و گزارش فنی در زمینه مهندسی ژئوتکنیک منتشر کرده است.

جزوه مکانیک خاک pdf

مهندسی ژئوتکنیک – یک چشم انداز تاریخی

1.۱ مقدمه
برای اهداف مهندسی، خاک به عنوان مجموعه بدون سیمان دانه های معدنی و مواد آلی تجزیه شده (ذرات جامد) همراه با مایع و گاز در فضاهای خالی بین ذرات جامد تعریف می شود. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در پروژه های مختلف مهندسی عمران استفاده می شود و فونداسیون های سازه ای را پشتیبانی می کند. بنابراین، مهندسان عمران باید در مورد خصوصیات خاک مانند منشاء آن، توزیع اندازه دانه، قابلیت تخلیه آب، تراکم پذیری، مقاومت برشی و ظرفیت باربری را مطالعه کنند. مکانیک خاک شاخه‌ای از علم است که به مطالعه خواص فیزیکی خاک و رفتار توده‌های خاک تحت تأثیر انواع نیروها می‌پردازد. مهندسی خاک کاربرد اصول مکانیک خاک در مسائل عملی است. مهندسی ژئوتکنیک زیرشاخه مهندسی عمران است که شامل مواد طبیعی موجود در نزدیکی سطح زمین است. این شامل کاربرد اصول مکانیک خاک و مکانیک سنگ در طراحی فونداسیون ها، سازه های نگهدارنده و سازه های خاکی است.
۲.۱ مهندسی ژئوتکنیک قبل از قرن هجدهم
هیچ سابقه ای از اولین استفاده انسان از خاک به عنوان مصالح ساختمانی در دوران باستان وجود ندارد. از نظر مهندسی واقعی، شاخه مهندسی ژئوتکنیک به شکلی که امروز می شناسیم از اوایل قرن هجدهم آغاز شده است (اسکمپتون، 1985). برای سال ها هنر مهندسی ژئوتکنیک براساس تجربیات گذشته به دست آمده از آزمایشات پی در پی بوده و هیچگونه سابقه علمی واقعی وجود نداشته است. براساس همان آزمایشات، سازه های بسیاری ساخته شد که برخی از این سازه ها فرو ریخته اند و برخی دیگر هنوز پابرجا هستند.
براساس تاریخ ثبت شده تمدن های باستانی در امتداد رودخانه هایی مانند نیل (مصر)، دجله و فرات( بین النهرین )هوانگ هو( روخانه زرد، چین و(سند) هند به وجود آمده اند. قدمت سدها به حدود 200 سال قبل از جزوه مکانیک خاک بر می گردد که اولین آن ها روی رودخانه سند برای محافظت از شهر(موهنجو دارا )جایی که پس از سال 1947 به پاکستان تبدیل گشت ساخته شد.

لایه خاک رس ضعیف در عمق حدود 11متری در زیر سطح زمین وجود دارد که فشرده ساز ی آن باعث کج شدن برج می شود. این برج در سال 1990 بسته شد زیرا بیم آن می رفت که یا سقوط کند یا فرو بریزد. اخیراً با حفاری خاک از زیر ضلع شمالی برج تثبیت شده است. حدود 70 تن متریک خاک در 41 استخراج جداگانه که در عرض برج بود برداشته شد. همان طور که زمین به تدریج مستقر شد تا فضای حاصل را پر کند، شیب برج کاهش یافت. اکنون برج 5 درجه متمایل شده است. تغییر نیم درجه-ای قابل توجه نیست، اما ساختار را به طور قابل ملاحظه ای پایدارتر می کند، (شکل ۳.۱ نمونه ای از مشکل مشابه است). برج های نشان داده شده در شکل ۳.۱ در بولونیای ایتالیا واقع شده است و در قرن 12 ساخته شده اند. برج سمت چپ به عنوان برج گاریسندرا نامیده می شود، ارتفاع آن 48 متر و وزن آن حدود 4210 تن متریک است که حدود 4 درجه کج شده است. برج سمت راست، برج آسینلی است، 97متر ارتفاع و 7300 تن وزن دارد، حدود ۱.۳ درجه خم شده است.
پس از مواجه شدن با چندین مشکل مربوط به فونداسیون در حین ساخت و ساز طی قرن های گذشته، مهندسان و دانشمندان شروع به عنوان کردن خواص و رفتار خاک ها به شیوه ای روشمندتر در اوایل قرن 18 کردند.

شکل ۳.۱ کج شدن برج گاریسندا (چپ) و برج آسینلی (راست) در بولونیا، ایتالیا (با اجازه برجا ام. داس، هندرسون، نوادا)
بر اساس تاکید و ماهیت مطالعه در زمینه مهندسی ژئوتکنیک، بازه زمانی 1700 تا 1927 را می توان به چهار دوره اصلی تقسیم کرد (اسکمپتون ، 1985) :
۱. پیش کلاسیک (1700 تا 1776 بعد از میلاد
۲. مکانیک کلاسیک خاک – فاز اول(۱۷۷۶ تا 1856 بعد از میلاد
۳. مکانیک کلاسیک خاک – فاز دوم (1856 تا 1910 پس میلاد
۴. مکانیک خاک مدرن (1910 تا 1927 پس از میلاد)
شرح مختصر برخی از پیشرفت های مهم در طول هر یک از این چهار دوره، در زیر ارائه شده است.
۱.۳ دوره پیش کالسیک مکانیک خاک (1700-1776)
این دوره بر مطالعات مربوط به شیب طبیعی و وزن واحد انواع مختلف خاک ها و هم چنین نظریه های فشار زمین متمرکز شده است. در سال 1717، یک مهندس سلطنتی فرانسوی، هانری گوتیر (1660-1737) ، شیب های طبیعی خاک را هنگامی که در یک توده برای فرموله کردن روش های طراحی دیوارهای حائل قرار می گرفتند، مطالعه کرد. شیب طبیعی چیزی است که ما در جزوه اصول سرپرستی حاضر از آن به عنوان زاویه سکون یاد می کنیم. بر اساس این مطالعه، شیب طبیعی ماسه خشک و تمیز و زمین معمولی به ترتیب 31 درجه و 45 درجه خواهد بود. هم چنین، وزن واحد ماسه تمیز و خشک و خاک معمولی به ترتیب kN/m3 ۱۸.۱ و kN/m3 ۱۳.۴ (lb/ft3 85) در نظر گرفته می شود. هیچ نتیجه ای از آزمایش روی خاک رس گزارش نشده. در سال 1729، برنارد فارست دی بلیدور (۱۶۷۱-۱۷۶۱) کتابی را برای مهندسان نظامی و عمرانی در فرانسه منتشر کرد. در این کتاب او نظریه ای را برای فشار جانبی زمین بر دیوارهای حائل ارائه کرد که در پیرو مطالعه اصلی گوتیه (۱۷۱۷) بود. وی همچنین یک سیستم طبقه بندی خاک را به روشی که در جدول زیر نشان داده شده است مشخص کرد.

شکل ششم

اولین نتایج آزمایش مدل آزمایشگاهی بر روی دیوار حائل به ارتفاع 76 میلی متر که با خاکریزی مجدد ماسه ساخته شده بود در سال 1746 توسط یک مهندس فرانسوی به نام فرانسوا گادروی (1705-1759) گزارش شد که وجود صفحات لغزشی در خاک را در هنگام گسیختگی مشاهده کرد. مطالعه گادروی بعداً توسط J. J. Maynielدر سال 1808 فضای خالیصه شد. مشارکت قابل توجه دیگر در این دوره توسط مهندس فرانسوی ژان رودولف پرونت (1708-1794)، که پایدار ی شیب را در حدود سال 1769 مطالعه کرد و بین زمین دست نخورده و خاکریزی تمایز قائل شد، صورت گرفت.
۴.۱ مکانیک کلاسیک خاک – فاز اول (۱۸۵۶-۱۷۷۶)
در این دوره، بیش تر پیشرفت ها در زمینه مهندسی ژئوتکنیک توسط مهندسان و دانشمندان فرانسوس صورت گرفته است. در دوره پیش کلاسیک، عملاً همه ملاحظات نظری مورد استفاده در محاسبه فشار جانبی زمین بر روی دیوارهای حائل بر اساس سطح شکست دلخواه در خاک بودند. در مقاله معروف او که در سال 1776 ارائه شده بود، دانشمند فرانسوی چارلز آگوستین کولومب (1736-1806) از اصول محاسبه حداکثر و حداقل برا ی تعیین موقعیت صحیح سطح لغزش در خاک پشت دیوار حایل استفاده کرد. در این تحلیل، کولن از قوانین اصطکاک و پیوستگی برای اجسام جامد استفاده کرد. در سال 1790، مهندس عمران برجسته فرانسوی، گاسپارد کلر، ماری ریش دو پرونی (1755-1839)، نظریه کولن را در کتاب درسی برجسته خود، Nouvelle Architecture Hydraulique (جلد 1) گنجاند. در سال 1820، موارد خاصی از کار کولن توسط مهندس فرانسوی ژاک فردریک فرانسیس (1775-1833) و کارشناس مکانیک کاربردی فرانسوی کلود لوئیس ماری هانری ناویه (1785-1836) مورد مطالعه قرار گرفت. این موارد جزوه مکانیک (-)، (-)،  

)). –