دانلود مقاله کامل درباره مکانیک

اختصاصی از هایدی دانلود مقاله کامل درباره مکانیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

فهرست

پیش درآمد

کنترل خودکار و غیرخودکار

سیستم‌های کنترل سوخت

کنترل فشار (موتور سوق‌دهنده توربو)

کنترل فشار (موتور جت توربو)

کنترل جریان

شتاب دهندگی ترکیبی و کنترل سرعت

کنترل درجه فشار

کنترل الکترونیکی موتور

کنترل دما و سرعت تقویت کننده کنترل ناظر موتور می‌باشد

سیستم سوخت با فشار پایین

پمپ‌های سوخت

پمپ‌های سوخت از نوع مکنیه لاستیکی (پیستونی)

پمپ‌های سوخت از نوع دنده‌ای

نازل‌های اسپری سوخت

گرم کردن سوخت

تأثیرات تعویض سوخت

سوخت‌های توربین گازی

ملزومات سوخت

مسدود کردن گاز و جوشش

کنترل آلودگی سوخت

پیش‌درآمد

1- وظایف سیستم سوخت از قرار زیر می‌باشد:

تأمین سوخت موتور به منظور احتراق مناسب و کنترل جریان سوخت مورد نیاز جهت استارت، شتاب‌گیری و پایداری در هنگام حرکت. بنابراین از یک یا چند پمپ سوخت استفاده می‌شود تا سوخت را به نازل‌های اسپری سوخت برسانند و می‌توانند سوخت را به سیستم سوخت‌پاش بپاشند. از آن جا که میزان جریان سوخت متناسب با میزان هوای وارد شده به موتور می‌باشد و هم‌چنین برقرار کننده سرعت مناسب و فشار می‌باشد، کنترل‌کننده‌های این بخش به صورت کاملا اتوماتیک می‌باشند. البته استثنایی که در این مورد وجود دارد مربوط به انتخاب قدرت موتور می‌باشد که توسط سوپاپ‌های غیرخودکار و یا اهرم‌های قدرت صورت می‌گیرد. یک اهرم شیر مسدود کننده یا شیر (Cock) برای متوقف کردن موتور نیز به کار می‌رود. البته در مواردی این دو مورد ترکیب شده و جهت عملکرد منفرد اهرم به کار می‌رود.

2- هم‌چنین لازم است که سیستم خودکار امنیتی وجود داشته باشد که دمای سوخت موتور، سیستم کمپرس و سیستم فشار را تحت کنترل خود قرار دهد.

3- توسط موتور سوق دهنده توربو، تغییرات در سرعت سوق دهنده و آهنگ آن حائز اهمیت است. زیرا بر قدرت خروجی موتور تأثیر می‌گذارند. هر چند معمول است که اهرم‌های سوپاپ و کنترل کننده‌های سوق‌دهنده را با هم در ارتباط می‌دانند و حداکثر میزان سرعت موتور توسط کنترل‌کننده سرعت سوق‌دهنده صورت می‌گیرد و سرعت بیش از حد نیز توسط یک عامل در سیستم سوخت کنترل می‌شود.

سیستم سوخت، کاربردهای دیگری نظیر خنک‌سازی روغن و کنترل هیدرولیک سیستم‌های کنترلی مختلف موتور را به عهده دارد. به عنوان مثال بخش کنترل فشار جریان هوا.

کنترل غیرخودکار و خودکار

کنترل میزان قدرت سوخت توسط محدودسازی میزان سوخت پاشیده شده در محفظه احتراق صورت می‌گیرد. زمانی که نیروی بیشتری نیاز باشد سوپاپ باز می‌شود و فشار نسبت به نازل‌های سوخت زیاد می‌شود زیرا جریان سوخت زیاد می‌شود و باعث افزایش دمای سوخت می‌شود و هم‌چنین باعث شتاب‌دهی به گاز داخل توربین می‌شود که نتیجتا منجر به سرعت بالای موتور و تطابق بهتر میان سوخت و هوای وارد شده می‌شود و متعاقبا باعث افزایش قدرت در موتور می‌شود.

- این روابط میان جریان هوا و میزان سوخت در موتور با تغیرات دمای هوا و ارتفاع متغییر خواهد بود. این متغییرها چگالی هوای وارد شده به موتور را تغییر می‌دهند و متعاقبا با تغییر چگالی، حجم هوای وارد شده به موتور نیز تغییر می‌کند. برای بررسی بیشتر به نمودار 10-1 توجه کنید و برای بررسی تغییرات در سوخت به نمودار 10-2 توجه کنید.

این دو کمیت باید تغییر کنند در غیر این صورت باعث کمی یا زیادی سرعت استاندارد موتور خواهند شد.

- در زمان حرکت پیوسته، مجرای سوپاپ در حالت هم‌ترازی با مجرای فشار قرار می‌گیرد و در مقابل سوپاپ کنترل فشار و نیروی جهشی قرار می‌گیرد و پمپ فشار، تنظیم کننده فشار سوخت می‌باشد تا بتواند جریان سوخت ثابتی ارائه دهد.

مکانیک سیالات

اختصاصی از هایدی مکانیک سیالات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

مکانیک سیالات

مقدمه

با توجه به این که استاتیک و تحرک شاره‌ها در طبیعت ، صنعت و زندگی روزمره انسان کاربرد فراوان دارد، لذا دانشمندان آزمایشهای گسترده و اغلب مبتکرانه را در این زمینه ترتیب می‌‌دهند. این آزمایشها بیشتر کاربرد صنعتی دارند و همین امر سبب ایجاد علمی ‌به نام مکانیک سیالات شده است. لازم به ذکر است که مکانیک سیالات محاسباتی ، در صنایع هوایی و ساخت سفینه‌های فضایی کاربرد دارد، به همین دلیل نیاز به تحقیقات و پژوهشهای علمی ‌و عملی در مکانیک سیالات وجود دارد.

تاریخچه

تا اوایل قرن بیستم مطالعه سیالات را اساسا دو گروه هیدرولیک‌دانان و ریاضیدانان، انجام می‌‌دادند. هیدرولیک‌دانان به صورت تجربی کار می‌‌کردند، در حالی که ریاضیدانان توجه خود را بر روشهای تحلیلی متمرکز کرده بودند. آزمایشهای وسیع و اغلب مبتکرانه گروه اول اطلاعات زیاد و ارزشمندی را در اختیار مهندس کاربردی آن روز قرار می‌‌داد. البته به علت عدم تعمیم یک نظریه کارآمد این نتایج دارای ارزش محدودی بودند. ریاضیدانان نیز با غفلت از اطلاعات تجربی مفروضات آن چنان ساده‌ای را در نظر می‌‌گرفتند که نتایج آنها گاه بطور کامل با واقعیت مغایرت داشت.

محققان برجسته‌ای مانند رینولدز ، فرود ، پرانتل و فن کارمان پی بردند که مطالعه سیالات باید آمیزه‌ای از نظریه و آزمایش باشد. این مطالعات سرآغازی برای رسیدن علم مکانیک سیالات به مرحله کنونی آن بوده است. تسهیلات جدید پژوهش و آزمون که ریاضیدانان و فیزیکدانان ، مهندسان و تکنیسین‌های ماهر در کار جمعی از آن استفاده می‌‌کنند، هر دو دیدگاه را به هم نزدیک می‌‌کند.

سیالات

سیال را ماده‌ای تعریف می‌کنند که وقتی تنش برشی هر چند کوچکی وجود داشته باشد، شکل آن بطور پیوسته تغییر کند. جسم جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی قرار بگیرد، تغییر مکان معینی می‌‌دهد، یا کاملا می‌‌شکند. مثلا قطعه جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی τ قرار بگیرد، تغییر شکلی می‌‌دهد که آن را با زاویه Δα مشخص کرده‌ایم. اگر به جای آن یک ذره سیال قرار داشت، Δα ثابتی وجود نداشت، حتی اگر تنش بینهایت کوچک می‌‌بود. در عوض تا وقتی که تنش برشی τ اعمال شود، یک تعییر شکل پیوسته ادامه دارد.

در موادی مانند پارافین که گاهی آنها را پلاستیک می‌‌نامیم، هر دو نوع تغییر شکل برشی را می‌‌توان یافت که اگر به مقدار معینی کمتر باشد، تغییر مکانهایی مشابه تغییر مکان جسم جامد بوجود می‌‌آید و اگر مقدار تنش برشی بیش از این مقدار باشد، به تغییر شکل پیوسته‌ای مشابه تغییر شکل سیال می‌‌انجامد. مقدار این تنش برشی حد فاصل ، به نوع و حالت ماده بستگی دارد.

استاتیک سیالات

اگر تمام ذرات یک سیال یا بی حرکت باشند، یا نسبت به یک دستگاه مختصات لخت بطور همسان سرعت ثابت داشته باشند، آن سیال را استاتیک در نظر می‌‌گیرند. در سیال ساکن یا سیال در حال حرکت یکنواخت ، از آنجا که سیال نمی‌‌تواند بدون حرکت در برابر تنش برشی مقاومت کند، سیال ساکن لزوما باید بطور کامل از تنش برشی فارغ باشد. سیالی که حرکت یکنواخت دارد، یعنی جریانی که در آن سرعت تمام اجزا یکسان است، نیز فارغ از تنش برشی است، زیرا تغییرات سرعت در تمام جهتها در جریان یکنواخت باید صفر باشد.

جریان با سطح آزاد

جریان با سطح آزاد معمولا به جریانی از مایع گفته می‌‌شود که در آن قسمتی از مرز جریان که سطح آزاد نامیده می‌‌شود، فقط تحت تاثیر شرایط معینی از فشار قرار داشته باشد. حرکت آب در اقیانوسها ، در رودخانه‌ها و همچنین جریان مایعات در لوله‌های نیمه پر ، جریانهایی با سطح آزاد به شمار می‌‌آیند که در آنها فشار جو روی سطح مرز اعمال می‌‌شود. در تحلیل جریان با سطح آزاد ، وضعیت هندسی سطح آزاد از قبل معلوم نیست.

تعیین شکل هندسی مربوطه یک قسمت از جواب است، یعنی با یک شرط مرزی بسیار دشوار مواجهیم. به همین دلیل تحلیلهایی کلی بسیار پیچیده هستند و خارج حوزه این مقاله قرار می‌‌گیرند. اگرچه قسمت اعظم مبحثی که باید بررسی شود، در آغاز فقط برای متخصصان هیدرولیک و مهندسان ساختمان جالب به نظر می‌‌رسد، ولی بعدا خواهید دید که امواج آب و پرش هیدرولیکی ، به ترتیب با موج فشاری و موج شوکی که در جریان تراکم پذیر بررسی می‌‌شوند، قابل قیاس‌اند.

مکانیک سیالات محاسباتی

با ورود کامپیوتر به صحنه ، روش سومی ‌به نام مکانیک سیالات محاسباتی پدید آ‌مده است. وقتی با استفاده از کامپیوتر پارامترهای مختلف مورد نظر را که در برنامه هستند، به اختیار تغییر می‌‌دهیم، با شبیه سازی عددی دینامیک سیالات سر و کار پیدا می‌‌کنیم. به کمک این شیوه پدیده‌های جدید کشف شده‌اند، قبل از آن که به کمک آزمایش و در عمل یافت شده باشند. به این ترتیب می‌‌توان مکانیک سیالات محاسباتی را به عنوان رشته علمی ‌جداگانه‌ای تلقی کرد که مکمل دینامیک سیالات نظری و آزمایشی به شمار می‌‌آید.

صنایع بطور روزمره از کامپیوتر بهره می‌‌گیرند تا از آن برای حل کردن مسائلی مربوط به جریان سیال که برای طراحی وسیله‌هایی چون پمپها ،‍ کمپرسورها و موتورها مورد نیازند، کمک بگیرند. مهندسان هواپیما جریان سه بعدی پیرامون کل هواپیما را در کامپیوتر شبیه سازی می‌‌کنند تا مشخصه‌های پرواز را پیش بینی کنند. در حقیقت قسمت قابل توجهی از بودجه طرح و توسعه غالبا به بررسیهای مبحث دینامیک سیالات محاسباتی اختصاص داده می‌‌شود.

مکانیزم جعبه دنده خودکار( گیربکس های اتوماتیک )

مشخصات روغن هیدرولیک گیربکس اتوماتیک

روغن های هیدرولیک گیربکس های اتوماتیک:

چهار وظیفه ی اصلی روغن در این سیستم:

قدرت موتور را از طریق مبدل گشتاور(کلاچ روغنی) انتقال میدهد.

گرمای جعبه دنده و مبدل گشتاور را به خنک کن منتقل کند.

فشار هیدرولیکی را از طریق سیستم هیدرولیکی انتقال دهد.

مانند روغن موتور تمام قسمتها را روعغنکاری کند.

دانلود تحقیق کامل درباره زیر ساخت مکانیک نیوتنی

اختصاصی از هایدی دانلود تحقیق کامل درباره زیر ساخت مکانیک نیوتنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

زیر ساخت مکانیک نیوتنی

مقدمه

قبل از آنکه اندیشه ی آدمی شکوفا قبل از آنکه اندیشه ی آدمی شکوفا گردد و به بهره وری رسد، باید شرایط آن فراهم گردد. در جو اختناق آلود قرون وسطی چنین شرایطی فراهم نبود. به همین دلیل تولیدات فکری تقریباً به صفر رسید. برای رشد و پیشرفتهای علمی نخست باید زمینه ی فلسفی آن در جامعه فراهم باشد، به عبارت دیگر فلسفه های مورد قبول و حمایت جامعه بایستی پذیرای نظریه های جدید باشند تا جامعه شاهد شکوفایی اندیشه و تولیدات آن باشد.  فلسفه توضیحی است برای بی نظمی طبیعی مجموعه ای از تجارب یا دانسته ها. بنابراین برای هر مجموعه ای از تجارب و  فلسفه ای وجود دارد  هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ی یک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عمیق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذیر نیست. در واقع بر عهده ی فلسفه ی علم است که حوزه ی فعالیتهای یک دانش از جمله فیزیک، اهداف و اعتبار گزاره های آن را تعیین کند و روش به دست آوردن نتایج را توضیح دهد. این فلسفه ی علم است که نشان می دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نیست. علم تنها مى تواند آنچه را که متعلق به حوزه واقعیت هاى فیزیکى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احکام ارزشى که متعلق به حوزه اخلاق و پیامدهاى یک عمل است، نظرى ابراز دارد .

در فیزیک هیچ فلسفه ای غایت اندیشه های فلسفی نیست و هرگاه فلسفه ی خاصی به چنین اعتباری برسد، با اندیشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطی شد. سیاه ترین دوران زندگی انسان زمانی بود که فلسفه و فیزیک ارسطویی از حمایت دینی برخوردار و غایت فلسفه ی علوم طبیعی قلمداد شد. در قرون وسطی گزاره های علمی، زمانی معتبر بودند که با گزاره های پذیرفته شده ی قبلی سازگار بودند. پس آزمون گزاره های جدید عملی بیهوده شمرده می شد و تنها سازگاری آنها با گزاره های قبلی کفایت می کرد. علاوه بر آن بانیان گزاره های ناسازگار با مجازات رو به رو می شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ی گالیله به همین دلیل بود. بنابراین نتیجه ی آزمایشهای گالیله بیش و پیش از آنکه یک تلاش علمی باشد، یک حرکت انقلابی برای سرنگونی یک نظام فکری و حکومتی بر اندیشه ی انسان بود .

 اندیشه ی روش استقرایی بعد از ترجمه ی آثار دانشمندان اسلامی بویژه ایرانیان به لاتین مورد توجه قرار گرفت. آزمایشهای گالیله با تدریس کارهای خواجه نصیرالدین طوسی و خیام توسط استادانی چون جان والیس در دانشگاه های اروپا همزمان بود. و همه اینها بعد از ترجمه ی آثار ابن هیثم به لاتین بود. 

فرانسیس بیکن فیلسوف انگلیسى براى اولین بار در کتاب خود با نام ارگانون جدید که نام آن برگرفته از کتاب ارسطو با نام ارغنون است، روش هاى تحقیق را مورد بررسى قرار داد و جان استوارت میل نیز به دنبال او در کتاب منطق خود بحث درباره شیوه هاى تجربى را بسط داد. البته برخى بر این باورند که سخن از استقرا و منطق عملى را اولین بار روگر بیکن، (در قرن سیزدهم میلادى) به کار برد. اما این گالیله بود که عملاً با آزمایشهای خود روش استقرایی را بکار برد. گالیله تا جایی پیش رفت که خواست سرعت نور را اندازه گیری کند. و این واقعاً یک انقلاب فکری بود که برتری روش استقرایی را نسبت به روش قیاسی نشان داد اندیشه اصلى استقراگرایى بر این مبناست که علم از مشاهده آغاز مى شود و مشاهدات به تعمیم ها و پیش بینى ها مى رسد. حال اگر یک مورد پیدا شود که با گزاره ی مورد قبول سازگار نباشد، گزاره ی فوق باطل مى شود. تفسیر استقراگرایان از این ابطال این است که استنتاجات علمى، هیچ گاه به یقین منتهى نمى شوند اما آنها بر این باورند که اینگونه استنتاجات مى توانند درجه بالایى از احتمال را به بار آورند.

رایشنباخ می گوید

اصل استقرا داور ارزش نظریه ها در علوم است و حذف آن از علم به مثابه ی خلع علوم از مسند قضاوت در باره ی صدق و کذب نظریه های علمی است. بدون این اصل، علم به کدام دلیل میان نظریه های علمی و توصیف های شاعرانه فرق خواهد گذاشت؟ ولی دقیق تر این است که اصل مجوز استقرا، معیار سنجش احتمالات خوانده شود.

3-1مقاومت جزم اندیشی در مقابل نوآوری

 هرچند سازمان تفتیش عقیده، کتاب کوپرنیک را که مخالف با کتاب مقدس بود، ممنوع اعلام کرد، اما اندیشه های کوپرنیک اثر شایسته ی خود را در اذهان دگراندیشان بچا گذاشت. یکی از این اندیشمندان جردانو برونو بود.  وی ریاضیدان، متفکر و فیلسوف ایتالیایی قرن شانزدهم بود که هم استاد کالج دوفرانس پاریس بود وهم استاد دانشگاه اکسفورد در انگلستان بود. او می گفت : تمام حقایق دارای ذات واحد هستند و خدا با جهان یکی است. همچنین ، به عقیده او روح و ماده یکی هستند و هر جزئی از حقیقت از دو امر مادی و روحی ترکیب یافته است که تجزیه نمی شوند. بنابراین وظیفه ی فلسفه عبارت است از مشاهده وحدت در کثرت، روح در ماده و ماده در روح و همچنین: مقصود از فلسفه عبارتست از پیدا کردن ترکیبی که در آن تمام تضاد ها و تناقض ها باهم یکی شده اند و همچنان مقصود از فلسفه رسیدن به بالا ترین درجه ی معرفت وحدت کلی است که مساوی است با عشق به خدا .

 برونو، نظریه ی کوپرنیک را تایید می کرد. یعنی این که : زمین به دور خورشید می گردد. نه خورشید به دور زمین . در کاینات خورشید ها و منظومه های شمسی دیگری وجود دارند. زمین یکی از اجزای سماوی است مانند میلیونها سیاره و ستاره دیگر. برونو از پژوش های کوپرنیک نتیجه های فلسفی نوین گرفت که با آموزش های کلیسا ناسازگار بود. بنابراین از طرف دیوان یا دادگاه تفتیش عقاید "انگزیسیون " به عنوان مرتد به محاکمه خوانده شد. او هشت سال شکنجه و رنج زندان را با شکیبایی فراوانی سپری کرد ولی چون از عقاید خود دست نکشید، بالاخره محکمه ی تفتیش عقاید او را محکوم کرد که با راحت ترین و سهل ترین طرق ممکن و بدون خونریزی کشته شود،یعنی زنده سوزانده شد .

گفتنی است که ماجرای نفرت انگیز، انگیزیسیون، چند قرن پیاپی ادامه داشت و اروپای مسیحی را به کشتار گاهی تبدیل کرد که خلایق را گروه گروه به شکنجه گاه ها و سیاهچال ها و شعله های آتش و چوبه های دار می سپرد. چراکه پاپ اعظم در مورد مشروعیت اینهمه جنایات هولناک از جانب عیسای مسیح فتوای شرعی صادر کرده بود . جلوه دیگری که شاید عیسای مسیح از آن بی خبر بود ولی به نام او و سبب رضا و خشنودی خدا انجام می گرفت . تنها در دادگاه تفتیش عقاید اسپانیا طبق آمار کلیسا  31912 تن زنده در آتش سوزانیده شدند اما گالیله (١٦٤٢ ? ١٥٦٤م ) ریاضی دان و فیزیکدان ایتالیایی که اختر شناس بنامی نیز بود و مخترع یکی از اولین دوربین های نجومی، ناگزیر شد در هفتاد ساله گی در برابر قضات و داوران انگیزیسیون زانو به زمین بزند، دست بر کتاب مقدس انجیل بگذارد و قسم بخورد که از عقیده کفر آمیز خود صرف نظر و توبه کند. گالیله در 36 سالگی یعنی در سال 1600 شاهد به آتش کشیده شدن برونو بود. شاید همین تجربه موجب شد که توبه کند و از اندیشه های خود دست بردارد. گالیله اظهار داشته بود که زمین ساکن نیست و به دور خورشید می چرخد، نه

پاورپوینت آشنایی با رشته مهندسی مکانیک

اختصاصی از هایدی پاورپوینت آشنایی با رشته مهندسی مکانیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پاورپوینت آشنایی با مهندسی مکانیک 

—رشته مکانیک بخشی از علم فیزیک است که با استفاده از مفاهیم پایه علم فیزیک و به تبع آن ریاضی به بررسی حرکت اجسام و نیروهای وارد بر آنها می‌پردازد و می‌کوشد تا با توجه به نتایج بررسی‌های خود ، طرحی نو در زمینه فن‌شناسی و صنعت ارائه دهد و در راه پیشرفت انسان گامی به جلو بردارد.

و ...
در 25 اسلاید
قابل ویرایش

تحقیق در مورد مروری بر مکانیک خاک

اختصاصی از هایدی تحقیق در مورد مروری بر مکانیک خاک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

مروری بر مکانیک خاک

ترکیب و طبقه‌بندی خاک

خاک از سه بخش تشکیل شده است، آب، هوا و قسمت جامد، که مجموع آب و هوا، منافذ گویند. و روابط زیر بین آنها حاکم است:

خاک‌ها از متلاشی شدن سنگ‌ها پدید می‌آیند و فضای خالی بین ذرات خاک از آب یا هوا (سیالات) پر شده است. پیوند ضعیف بین ذرات خاک معمولاً به علت رسوب کربنات‌ها و یا اکسیدها و یا به سبب وجود مواد آلی و یا پیوندهای بین مولکولی است. اگر مواد حاصل از متلاشی شدن سنگ‌ها در محل اصلی خود باقی بمانند، خاک حاصل از نوع برجا و در صورتی که مواد متشکل به محل دیگری حمل و به جای گذاشته شوند، خاک از نوع انتقالی است. نیروی ثقل، باد، آب و یخچال‌های طبیعی، عوامل جابجا شدن خاک‌ها می‌باشند.

روند تخریبی تشکیل خاک از سنگ ممکن است فیزیکی و یا شیمیایی باشد. روند تخریب فیزیکی به صورت فرسایش حاصل از عمل باد، آب و یخچال‌ها، جاذبه و سقوط و یا خرد شدن ناشی از تناوب ذوب و انجماد آب موجود در حفره‌ها و ترک‌های داخل سنگ صورت می‌گیرد. در این حالت، ذرات خاک پدید آمده همان ترکیب شیمیایی سنگ مادر را دارا هستند. مانند ماسه که از تخریب فیزیکی ماسه سنگ یا کوارتز حاصل می‌شود. خاک‌های بوجود آمده از این طریق دارای شکل‌های گرد، تیز گوشه، ورقه‌ای و یا سوزنی هستند که می‌توان به خاک‌های درشت دانه شنی و ماسه‌ای در این مورد اشاره نمود.

در روند تخریب شیمیایی نوع کانی سنگ مادر بر اثر عواملی از قبیل آب (به ویژه اگر قدری اسیدی یا قلیایی باشد)، دی اکسید کربن، اکسیژن و سایر عوامل دستخوش تغییر می‌شود و ساختمان خاک حاصل به لحاظ ساختار شیمیایی متفاوت با سنگ مادر است. مثلاً کانی رسی کائولینیت، از تجزیه فلدسپات تحت اثر آب و دی اکسید کربن بوجود می‌آید. غالباً خاک‌های ریزدانه تحت چنین فرآیندی بوجود می‌آیند و دارای بافت صحفه‌ای با باندهای الکتریکی‌اند.

شناسایی و طبقه‌بندی خاک ها

در مهندسی پی و پی‌سازی، خاک‌ها به دو دسته مهم، یعنی ریزدانه و درشت دانه تقسیم می‌شوند که می‌توان تعبیر خاک‌های چسبنده و غیرچسبنده (اصطکاکی) را نیز به ترتیب برای آنها بکار برد. خاک‌های ریزدانه از تخریب شیمیایی سنگ پدید می‌آیند و ذرات آنها با چشم دیده نمی‌شوند. مقاومت برشی آنها عمدتاً از طریق پارامتر چسبندگی (C) حاصل می‌شود. تراکم آنها دشوار است و عمده نشست ناشی از بارگذاری در آنها وابسته به زمان است. این خاک‌ها دارای قابلیت آبگذری و یا ضریب نفوذپذیری پایینی هستند و غالباً توان باربری و سختی کمتری نسبت به خاک‌های درشت دانه دارند. رفتار خاک‌های ریزدانه با جذب آب تغییر می‌کند. از طرف دیگر، خاک‌های درشت دانه دارای نفوذپذیری و زه‌کشی قابل توجه می‌باشند و از مصالح مناسب جهت کاربرد در صنعت راهسازی، زهکشی و فیلتر، بتن و آسفالت به شمار می‌آیند. به استثنای ماسه‌های شل و غیرمتراکم. این خاک‌ها معمولاً توان باربری و سختی مناسب با قابلیت تغییرات حجمی کم در بارگذاری استاتیکی دارند.

مقاومت برشی این خاک‌ها از طریق اصطکاک داخلی بین ذرات () حاصل می‌شود. نشست این خاک‌ها هنگام بارگذاری به صورت آنی و سریع است. تراکم اینگونه خاک‌ها نیز به سهولت توسط کوبنده‌های ارتعاشی انجام می‌پذیرد. خاک‌ها به دو روش صحرایی و آزمایشگاهی شناسایی و طبقه‌بندی می‌شوند. چگونگی روش‌های متداول طبقه‌بندی خاک‌ها به شرح زیر است:

شناسایی صحرایی خاک‌ها

به عنوان بررسی‌های محلی و شناسایی‌های اولیه گاهی لازم است که خاک در محل پروژه مورد ارزیابی قرار گیرد که در این زمینه روش‌های زیر متداول هستند:

شناسایی چشمی

اگر نصف ذرات خاک با چشم دیده شوند، خاک درشت دانه و در غیراینصورت ریزدانه می‌باشند. اگر در خاک درشت دانه بیش از نیمی از ذرات از دانه عدس بزرگتر باشند، خاک درشت دانه از نوع شن و در اینصورت ماسه می‌باشد.

تکان دادن (ارتعاش)

اگر با افزودن آب به یک مشت خاک، گلوله‌ای خمیری به قطر حدود 5 سانتیمتر درست کنیم و در کف‌دست چندین بار تکان دهیم. در صورتی که خاک موردنظر لای یا به اصطلاح سوئدی باشد «میتا» باشد، سطح خارجی آن با فیلم نازکی از آب شفاف می‌شود و در صورتی که رس باشد، پدیده قابل توجهی در سطح خارجی آن مشاهده نمی‌شود.

آزمایش مقاومت خشک

مقدار از خاک موردنظر را با آب مخلوط و خمیری می‌سازیم. خمیر حاصل را در گرمخانه (آون) خشک نموده، سپس به کمک انگشتان دست سعی می‌کنیم نمونه را بشکنیم. با افزایش خاصیت خمیری خاک، مقاومت خشک آن افزایش می‌یابد. رس با خاصیت خمیری بالا بیشترین مقاومت خشک را دارا می‌باشد. مقاومت رس با خاصیت خمیری کم و لای با خاصیت خمیری بالا، مقدار کمتر است. کمترین مقاومت را در این بین، خاک‌های آلی و لای با خاصیت خمیری پایین دارند. ماسه‌های ریز، لای‌های ریز و ماسه لای‌دار مقاومتی از خود نشان نمی‌دهند. این آزمایش را بر روی نمونه‌های خشک شده در محل نیز می‌توان انجام داد.

آزمایش سفتی

نمونه‌ای از خاک را با آب مخلوط و خمیره‌ای می‌سازیم. سپس همانند آزمایش حد خمیری در مکانیک خاک، فتیله کردن خمیر با کف دست روی یک سطح شیشه‌ای انجام می‌شود تا کاهش قطر آن به 3 میلیمتر بالغ گردد. خاک‌های آلی و لای‌دار در دفعات اولیه ترک برمی‌دارند، اما رس‌ها چندین بار قابلیت گلوله و فتیله شدن حتی تا قطر کمتر از 3 میلیمتر را از خود نشان می‌دهند.

آزمایش ته نشینی

حدود 50 گرم (برای خاک‌های شنی مقداری بیشتر) خاک را در یک ظرف یا لیوان شیشه‌ای به عمق 15 سانتیمتر ریخته و آن را با آب پر می‌کنیم. سپس آن را هم می‌زنیم. اگر خاک مورد مطالعه، شن یا ماسه درشت دانه باشد، سریعاً ته‌نشین می‌شود. اگر ماسه ریزدانه باشد، در مدت زمان کمتر از 10 دقیقه و اگر لای باشد از 10 تا 60 دقیقه ته‌نشین خواهد شد. در مورد رس‌ها زمان ممکن است چندین ساعت و حتی شبانه‌روز به طول انجامد.

رنگ، بو و احساس

رنگ‌های تیره مثل قهوه‌ای، خاکستری و سیاه، نشانه وجود خاک‌های آلی است. خاک‌های آلی بوی بدی دارند. ذرات ماسه‌ها و لای‌ها به سادگی توسط دست از هم جدا می‌شود. لای زیر دندان تولید صدا نموده، ولی رس زیر دندان صدا نمی‌دهد.

طبقه‌بندی خاک‌ها در آزمایشگاه

یک سیستم طبقه‌بندی خاک، نشان دهنده وجود یک فرهنگ و ادبیات فنی و استاندارد مشترک بین دست‌اندرکاران مهندسی عمران می‌باشد که علاوه بر تهیه یک روش سیستماتیک دسته‌بندی بر مبنای رفتار محتمل مهندسی خاک‌ها، امکان دسترسی به مجموعه تجارب به دست آمده دیگران را نیز فراهم می‌نماید. یکی از رایجترین سیستم‌های طبقه‌بندی آزمایشگاهی خاک‌ها، سیستم طبقه‌بندی متحد یا یونیفاید می‌باشد که در سال 1948 توسط کاساگرانده ارائه شد و بعدها اصلاح گردید.

طبقه‌بندی متحد خاک‌ها برای خاک‌های درشت دانه بر اساس توزیع دانه‌بندی ذرات است، در حالی که رفتار خاک‌های ریزدانه اساساً به پلاستیسیته (خمیری بودن) و درصد رطوبت آنها وابسته است. بنابراین در این سیستم، تعیین دانه‌بندی خاک‌ها به کمک آنالیز الک و نیز تعیین حدود اتربرگ با استفاده از تعیین حدود خمیری و روانی خاک‌ها صورت می‌گیرد. چهار دسته اساسی خاک‌ها در سیستم طبقه‌بندی متحد عبارتند از:

خاک‌های درشت دانه

خاک‌های ریزدانه

خاک‌های آلی

خاک‌های نباتی

ذرات با قطر متوسط معادل بزرگتر از 750 میلیمتر به مصالح اندازه بزرگ یا تخته سنگ اطلاق می‌شود. در این میان به اندازه‌های بزرگتر از 300 میلیمتر، پاره‌سنگ و به اندازه 75 تا 300 میلیمتر، قوه سنگ گفته می‌شود. شن‌ها از محدوده 76/4 تا 75 میلیمتر و ماسه‌ها 75/4 تا 07/0 میلیمتر را دربر می‌گیرند. اندازه ذرات لای در محدوده اندازه‌های 07/0 تا 002/0 میلیمتر قرار دارند و رس‌ها ذرات کوچکتر از 002/0 میلیمتر را شامل می‌شوند.

خاک‌های درشت دانه از قبیل شن و ماسه، ذراتی هستند که بیش از 50 درصدشان روی الک شماره 200 باقی مانده و به عبارتی نصف ذراتشان دارای اندازه معادل بزرگتر از 075/0 میلیمتر است. اگر بیش از نصف مصالح درشت دانه روی الک شماره 4 (75/4میلیمتر) باقی بماند، خاک موردنظر شن و در غیراینصورت ماسه است. خاک‌های درشت دانه به زیرگروه‌هایی تقسیم می‌شوند که زیرگروه‌ها بر اساس دانه‌بندی خوب یا پیوسته، دانه‌بندی بد یا گسسته و یا یکنواخت، لای‌دار و رس‌دار با پسوندهای W, P, M, C به ترتیب مشخص می‌شوند.

اگر خاکی بیش از 50% از الک 20 رد شده باشد، در محدوده خاک‌های ریزدانه قرار گرفته که لای‌ها و رس‌ها را دربر داشته و بر اساس نمودار پلاستیسیته ارائه شده توسط کاساگرانده و انجام شدن آزمایش‌های اتربرگ حدود روانی و خمیری و شاخص خمیری طبقه‌بندی می‌شوند. در چارت پلاستیسیته اگر نقطه بدست آمده حاصل از آزمایش‌های حدود اتربرگ برای خاک‌های رد شده از الک 40 در بالای خط A واقع شود، خاک مزبور رسی و اگر در زیر آن واقع شود، از نوع لای است. معادله خط A به صورت زیر تعریف می‌شود:

PI=0.73(LL-20)