بافت خاک
«بافت» (Texture)، نسبت ذرات ماسه، لای و رس تشکیل‌دهنده خاک را نمایش می‌دهد. بافت خاک، بر روی کارایی، میزان آب و هوای قابل ذخیره، نرخ نفوذ و حرکت آب تاثیرگذار است. طبقه‌بندی بافت خاک، معمولا بر اساس سیستم‌های زیر انجام می‌شود:
- سیستم طبقه‌بندی اداره کشاورزی ایالات متحده (USDA)
- سیستم طبقه‌بندی آشتو (AASHTO): مناسب برای پروژه‌های راه‌سازی
- سیستم طبقه‌بندی متحد (USCS): مناسب برای پروژه‌های ژئوتکنیکی
سیستم طبقه بندی USDA چیست؟
سیستم طبقه‌بندی USDA، انواع خاک را بر اساس میزان ذرات عبوری از الک شماره 10 (قطر 2 میلی‌متر) را نمایش می‌دهد. در این طبقه‌بندی، علاوه بر رس، لای و ماسه، نوع دیگری از خاک با عنوان «لوم» (Loam) نیز در نظر گرفته می‌شود. لوم، خاکی است که بخش عمده آن از لای، رس یا ماسه تشکیل نشده باشد.
سیستم طبقه بندی AASHTO چیست؟
طبقه‌بندی AASHTO، خاک را بر اساس ابعاد ذرات و حدود اتربرگ، به گروهها و شاخص‌های مختلف تقسیم می‌کند. در این طبقه‌بندی، خاک به گروه‌های A-1 (بهترین خاک) تا A-7 (بدترین خاک) تقسیم‌بندی می‌شود.
- گروه‌های A-1 تا A-3 (خاک عالی): مقدار عبوری آن‌ها از الک شماره 200 کمتر از 35 درصد است.
- گروه‌های A-4 تا A-7 (خاک متوسط تا ضعیف): مقدار عبوری آن‌ها از الک شماره ۲۰۰ بیشتر از ۳۵ درصد است.
در طبقه‌بندی AASHTO، شاخص هر گروه خاک، بر اساس رابطه زیر تعیین می‌شود:
- F: درصد عبوری از الک شماره 200
- LL: حد مایع
- PI: نشانه خمیری
هر چه عدد این شاخص به صفر نزدیک‌تر باشد، کیفیت خاک بهتر خواهد بود. خاک‌هایی با شاخص بیشتر از ۲۰، به عنوان مصالح ساختاری ضعیف در نظر گرفته می‌شوند. توجه داشته باشید که طبقه‌بندی خاک بر اساس استاندارد AASHTO، بیشتر برای مقاصد راه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، منظور کیفیت بالا یا پایین خاک در گروهها و شاخص‌های مختلف، عملکرد آن برای راه‌سازی است.
سیستم طبقه بندی USCS چیست؟
طبقه‌بندی USCS، یکی از سیستم‌های پرکاربرد در مهندسی ژئوتکنیک است که برای توصیف کیفیت خاک بر اساس بافت و اندازه ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این طبقه‌بندی، ابتدا مطابق با استاندارد ASTM D-2487، نوع خاک و کیفیت دانه‌بندی آن انجام می‌شود. جدول زیر، حروف مورد استفاده برای نمایش نوع خاک را نشان می‌دهد.
| حرف | خاک |
| G | شن |
| S | ماسه |
| M | لای |
| C | رس |
| O | آلی |
جدول زیر حروف مورد استفاده برای توصیف دانه‌بندی و روانی خاک را نمایش می‌دهد.
| حرف | توصیف |
| P | بد دانه‌بندی‌شده (اکثر ذرات هم‌اندازه هستند.) |
| W | خوب دانه‌بندی‌شده (توزیع ابعاد ذرات متنوع است.) |
| H | خاصیت خمیری بالا |
| L | خاصیت خمیری پایین |
در ادامه، کیفیت خاک، با استفاده از نمودار خمیری و بر اساس معیارهایی نظیر درصد عبوری از الک 200، ضریب یکنواختی، ضریب انحنا، حد مایع و شاخص خمیری تعیین می‌شود.
جدول زیر، طبقه‌بندی خاک بر اساس USCS را نمایش می‌دهد.
| علامت گروه | معیار |
| خاک‌های شنی | |
| GW | عبوری از الک نمره 200 کوچک‌تر از 5 درصد، Cu بزرگ‌تر یا مساوی 4 و Cc بین 1 و ۳ |
| GP | عبوری از الک نمره 200 کوچک‌تر از 5 درصد، و برآورده نشدن هیچ کدام از دو شرط GW |
| GM | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از 12، حدود اتربرگ زیر خط A یا نشانه خمیری کوچک‌تر از 4 |
| GC | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از 12، حدود اتربرگ بالای خط A یا نشانه خمیری بزرگ‌تر از ۷ |
| GC-GM | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از 12، حدود اتربرگ در ناحیه هاشور خورده (CL-ML) |
| GW-GM | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیارهای GW و GM |
| GW-GC | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیاری GW و GC |
| GP-GM | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآوردن شدن معیارهای GP و GM |
| GP-GC | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیارهای GP و GC |
| خاک‌های ماسه‌ای | |
| SW | درصد عبوری از الک نمره 200 کوچک‌تر از ۵، Cu بزرگ‌تر یا مساوی ۶ و Cc بین ۱ و ۳ |
| SP | درصد عبوری از الک نمره 200 کوچک‌تر از ۵، برآورده نشدن هیچ یک از دو شرط دیگر SW |
| SM | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از ۱۲، حدود اتربرگ زیر خط A یا نشانه خمیری کمتر از ۴ |
| SC | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از 12، حدود اتربرگ بالای خط A یا نشانه خمیری بزرگ‌تر از ۷ |
| SC-SM | درصد عبوری از الک نمره 200 بزرگ‌تر از 12، حدود اتربرگ در ناحیه هاشور خورده (CL-ML) |
| SW-SM | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیارهای SW و SM |
| SW-SC | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیاری SW و SC |
| SP-SM | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآوردن شدن معیارهای SP و SM |
| SP-SC | درصد عبوری از الک نمره 200 بین ۵ تا ۱۲، برآورده شدن معیارهای SP و SC |
| خاک‌های رسی و لای | |
| CL | غیر آلی، حد مایع کوچک‌تر از ۵۰، شاخص خمیری بزرگ‌تر ۷ و بالای خط A |
| ML | غیر آلی، حد مایع کوچک‌تر از ۵۰، شاخص خمیری کوچک‌تر از ۴ و زیر خط A |
| OL | آلی، حد مایع خشک‌شده با آون کمتر از 0.75، حد مایع خشک‌نشده کمتر از ۵۰ |
| CH | غیر آلی، حد مایع بیشتر از ۵۰، شاخص خمیری منطبق یا بالای خط A |
| MH | غیر آلی، حد مایع بیشتر از ۵۰، شاخص خمیری زیر خط A |
| OH | آلی، حد مایع خشک‌شده با آون کمتر از 0.75، حد مایع خشک‌نشده بیشتر از ۵۰ |
| CL-ML | غیر آلی، ناحیه حد مایع و نشانه خمیری در ناحیه هاشور خورده |
| Pt | تورب، ماک و سایر خاک‌های عالی |