مقدمه :
وقتی خاک اشباع تحت بار گذاری قرار می گیرد ، در آغاز تمام بار گذاری توسط آب حفره ای تحمل می شود و به آن افزایش آب حفره ای می گویند . در صورتی که زهکشی انجام شود ، به مرور زمان حجم خاک کاهش می یابد که به آن تحکیم گفته ی شود و باعث نشست می گردد .از طرفی ممکن است خاک در اثر جذب آب حفره ای یا فشار آب حفره ای منفی افزایش حجم دهد که به آن تورم می گویند .
نرخ تغییر حجم نمونه تحت بارگذاری به نفوذ پذیری نمونه بستگی دارد ، از این رو آزمایش تحکیم معمولا در خاکهای با نفوذ گذیری کم ( مانند رس ) انجام می گیرد .
آزمایش تحکیم در واقع آزمایشی جهت بر آورد پارامترهای تحکیم یک بعدی ترازقی است که از حل همزمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت تک بعدی حاصل شده است .
در مدلسازی رفتاری مصالح برخی مدلهای پلاستیک ، نظیر مدل حالت حدی ، پارامترهایی وجود دارد که با آزمایش تحکیم بر آورد می شوند . در بر آورد نشست تحکیمی و درجه تحکیم خاک همچنین طراحی چاههای زهکشی و تعیین میزان فشار آب حفره ای حین ساخت در هسته سدهای خاکی ، از آزمایش تحکیم استفاده می شود .
پارامترهای مهم خاک که از آزمایش تحکیم به دست می آید یکی اندیس های تراکم است که میزان تراکم پذیری نمونه خاک را مشخص می کند (Cc , Cr) و دیگری ضریب تحکیم (Cv) می باشد که شدت تراکم به علت بارگذاری را تعیین می کند .
برای تعیین میزان نشست خاکها به علت تحکیم از تئوری تحکیم ترازقی با فرضیات زیر استفاده می گردد :
1 . خاک همگن است .
2 . خاک اشباع است .
3 .زهکشی و تراکم یک بعدی است .
4 . خواص خاک ثابت است .
5 . منحنیe-log P یک خط راست را تشکیل می دهد .
در شکل ( 1 ) ، منحنی فشردگی نمونه خاک نسبت به جذر زمان رسم شده است . در این شکل ،d0 شروع فشردگی است .ds نقطه شروع اصلاح شده است که از امتداد مماس بر منحنی به دست آمده است .d100 نقطه 100% فشردگی و df حد نهایی آن است . فشردگی از d0 تا d100 تحکیم اولیه خوانده می شود و از d100 تا df تحکیم ثانویه خواهد بود . d0 معمولا بالای ds قرار دارد . با اعمال بار گذاری ، تحکیم اولیه شروع می شود و بعد از اتمام تحکیم ، فشردگی ادامه می یابد . در این حالت هیچ نوع فشار هیدرو ستاتیکی اضافه یا محو نمی شود . در واقع این حالت تحکیم ثانویه است که به علت شکستگی تدریجی باندهای بین دانه ها یا زهکشی اب جذب سطحی خود ذرات است . محاسبات زمانی تئوری ترازقی فقط برای تحکیم اولیه صحت دارد . نسبت فشردگی اولیه به فشردگی نهایی (r) نمایانگر میزان فشردگی کل است که با تئوری ترازقی پوشش داده می شود . به عبارت دیگر هر چهr بیشتر شود ، تئوری ترازقی جوابهای بهتری می دهد. در غیر این صورت معمولا نشستی که پیش بینی می گردد بزرگتر از نشست واقعی خواهد بود .