روابط وزنی حجمی خاک، مجموعه‌ای از روابط اصلی برای مطالعه مکانیک خاک و مهندسی ژئوتکنیک هستند. از مهم‌ترین روابط وزنی حجمی خاک می‌توان به نسبت تخلخل، تخلخل، درجه اشباع، رطوبت وزنی و وزن مخصوص اشاره کرد.
خاک، توده‌ای متشکل از ذرات جامد است که فضای خالی بین ذرات توسط آب یا هوا پر می‌شود. به این ترتیب، محیط خاک می‌تواند به طور همزمان دارای سه فاز مایع، جامد و گاز باشد. تصویر زیر، یک توده خاک و فازهای مختلف آن را به طور مجزا نمایش می‌دهد.
به منظور درک بهتر روابط وزنی حجمی خاک، کلیت تصویر بالا را به خاطر داشته باشید.
فرمول محاسبه حجم خاک چیست؟
با توجه محیط و فازهای موجود در یک توده خاک، حجم کلی آن با مجموع حجم فضای خالی و ذرات جامد برابر خواهد بود. به این ترتیب داریم:
- V: حجم کلی خاک
- Vs: حجم ذرات جامد
- Vv: حجم فضای خالی
- Vw: حجم ذرات آب (محتوای آب)
- Va: حجم هوا
فرمول محاسبه وزن خاک چیست؟
با فرض ناچیز بودن وزن هوا، وزن خاک از رابطه زیر به دست می‌آید:
- W: وزن کلی خاک
- Ws: وزن ذرات جامد
- Ww: وزن ذرات مایع
در ادامه، هر یک روابط حجمی (نسبت تخلخل، تخلخل و درجه اشباع) خاک را به صورت مجزا معرفی می‌کنیم.