خاک، برخلاف فلزات و بسیاری از سنگ‌ها، یک ماده توپر نیست. این ویژگی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی خاک تاثیرگذار است. میزان فضای خالی موجود در خاک معمولا با کمیت‌هایی نظیر نسبت تخلخل و تخلخل نمایش داده می‌شود.
نسبت تخلخل چیست؟
نسبت پوکی یا نسبت تخلخل، نسبت حجم فضای خالی به حجم ذرات جامد خاک است:
- e: نسبت تخلخل
- Vv: حجم فضای خالی
- Vs: حجم ذرات جامد
تخلخل چیست؟
پوکی یا تخلخل، نسبت حجم فضای خالی به حجم کل است:
- n: تخلخل
- V حجم کل خاک
رابطه بین تخلخل و نسبت تخلخل
با توجه به اینکه پارامترهای مورد نیاز برای محاسبه تخلخل و نسبت تخلخل با یکدیگر رابطه دارند، رابطه بین این دو کمیت، به صورت زیر قابل نمایش است:
به این ترتیب داریم:
کاربرد تخلخل و نسبت تخلخل در مکانیک خاک
میزان فضای خالی درون خاک، حجم، هدایت هیدرولیکی و حرکت ذرات را کنترل می‌کند.
- در صورتی که نسبت تخلخل در خاک بالا باشد، حجم توده در اثر اعمال بال به میزان بیشتری کاهش می‌یابد. از این‌رو، نسبت تخلخل را می‌توان به عنوان معیاری برای تراکم‌پذیری خاک در نظر گرفت.
- هدایت هیدرولیکی خاک (جریان آب در منافذ) به میزان زیادی به تخلخل بستگی دارد. هرچه خاک سست‌تر باشد، هدایت هیدرولیکی آن بیشتر خواهد بود.
- در خاک‌های سست، ذرات جامد به راحتی جابجا می‌شوند.