انواع روانگرایی خاک چه هستند ؟

روانگرایی خاک به دو نوع زیر تقسیم می‌شود:

• روانگرایی جریانی
  • تغییر شکل ناگهانی و شدید خاک به دلیل عدم تحمل وزن خود
• روانگرایی تناوبی
  • روانگرایی تدریجی و نسبتا خفیف خاک به دلیل تجمیع کرنش‌های جانبی

روانگرایی جریانی چیست ؟

«روانگرایی جریانی» (Flow Liquefaction)، پدیده‌ای است که در آن، بارهای استاتیکی یا دینامیکی، تعادل توده خاک با مقاومت باقیمانده پایین را بهم می‌زنند. مقاومت باقیمانده، مقاومت خاک در حالت روانگرایی است. بارهای روسازه، از نمونه بارهای استاتیکی و بارهای ناشی از زلزله، انفجار و شمع‌کوبی نیز از نمونه بارهای بارهای دینامیکی هستند که می‌توانند باعث شروع پدیده روانگرایی شوند. پس از شروع روانگرایی جریانی، مقاومت خاک مستعد روانگرایی دیگر قادر به تحمل تنش‌های استاتیک نخواهد بود.

برای درک روانگرایی جریانی، ورزش پرش با اسکی را در نظر بگیرید. اسکی‌باز، در ارتفاع و وضعیت ثابت (حالت تعادل) قرار می‌گیرد. به محض حرکت کردن اسکی‌باز (کوچک‌ترین حرکت ممکن)، تعادل استاتیکی او بهم می‌خورد و شروع به حرکت می‌کند. نیروی گرانش، اسکی‌باز را به سمت پایین می‌کشد و سرعت آن را به مرور افزایش می‌دهد. در این شرایط، دیگر نیروی اصطکاک بین برف و کف اسکی، قادر به نگه داشتن اسکی‌باز نخواهد بود. این وضعیت، مشابه پدیده روانگرایی جریانی است. در هر دو وضعیت، یک اغتشاش کوچک در حالت تعادل، باعث غلبه نیروی جاذبه و ایجاد حرکت‌های سریع و بزرگ می‌شود.

شکست‌های ناشی از روانگرایی جریانی خاک، اغلب با حرکت سریع و بزرگ زمین شناخته می‌شوند. تصویر زیر، زمین‌لغزش ارتفاعات آلاسکا را نمایش می‌دهد. این زمین‌لغزش، بر اثر روانگرایی ناشی از زلزله رخ داده است.

روانگرایی تناوبی چیست ؟

«روانگرایی تناوبی» (Cyclic Liquefaction) یا «تحرک تناوبی» (Cyclic Mobility)، یکی دیگر از انواع پدیده روانگرایی است که بر اثر بارگذاری تناوبی رخ می‌دهد. این پدیده، اغلب در محل‌هایی با تنش برشی استاتیک پایین‌تر از مقاومت خاک مشاهده می‌شود. تغییر شکل‌های ناشی از روانگرایی تناوبی، به صورت تدریجی گسترش می‌یابند. گسترش جانبی، از پیامدهای رایج این نوع روانگرایی است که در شیب‌های ملایم و زمین‌های مسطح نزدیک به دریاچه و رودخانه رخ می‌دهد.

تصویر بالا، نمونه‌ای از تاثیر روانگرایی تناوبی بر کناره‌های یک رود را نمایش می‌دهد. این تاثیر به صورت ترک‌های موازی با راستای جریان رود قابل مشاهده است. در زمین‌های مسطح، فشار آب منفذی بالا می‌تواند باعث خروج ناگهانی و سریع آب به سطح شود. خروج آب منفذی به سطح، هم در طی زلزله و هم پس از زلزله اتفاق می‌افتد. اگر سرعت آب منفذی بالا باشد، ذرات ماسه از طریق ترک‌ها به سطح می‌آیند و در آنجا جمع می‌شوند. به این ترتیب، جوشش ماسه رخ می‌دهد.

مقایسه روانگرایی جریانی و تناوبی

جدول زیر، ویژگی‌های روانگرایی تناوبی و جریانی را از نظر معیارهای مختلف با یکدیگر مقایسه می‌کند.