Handbook of geotechnical investigation and design tables by Burt

کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک به عنوان یک مرجع برای مهندسین ژئوتکنیک در نظر گرفته شده است. این کتاب در اصل یک کتاب با مجموعه غنی از داده ها برای مهندس ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی شاغل در زمینه های زیر می باشد:

1- برنامه ریزی در زمینه تحقیقات محلی

2- طبقه بندی خاک و سنگ

3- آزمایش های متداول و مرتبط در زمینه کاوش های صحرایی و تحقیقات محلی

4- بررسی خصوصیات مقاومتی و تغییر شکل مرتبط با نتایج آزمایش ها

5- ارزیابی مهندسی پارامترهای ژئوتکنیکی برای خاک و سنگ

6- فعالیت در کاربری های طراحی ژئوتکنیکی برای:

1. ارزیابی زمین و شیب ها
2. عملیات خاکی و مشخصات آن
3. زیرسازی ها و روسازی ها
4. زهکشی و فرسایش
5. ژئوتکستایل ها
6. سیستم های پایدارسازی
7. پی ها
8. تونل ها
9. حرکات و تغییرشکل ها

این داده ها توسط یک سری جداول و همبستگی ارائه شده است تا توسط متخصصان ژئوتکنیک با تجربه استفاده شود. این جداول نکات را به صورت موردی ذکر کرده است. خواننده باید برای دستیابی به توضیح کامل کاربرد مفاهیم ذکر شده و درک بهتر آن به مراجع ارائه شده مراجعه نماید. پیچیدگی های رفتار خاک ها در شرایط مختلف به نحوی است که نمی توان آن را بیش از حد ساده نمود. ذکر این نکته حائز اهمیت است که با وجود اینکه این کتاب به عنوان مرجعی برای محاسبه و تفسیر داده های ژئوتکنیکی ضروری و نیز طراحی در نظر گرفته شده است، نباید بدون درک مفاهیم اساسی مورد استفاده قرار گیرد. هدف کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک به هیچ وجه ارائه جزئیات مفاهیم مکانیک خاک نمی باشد زیرا اطلاعات آن به راحتی در بسیاری از منابع به صورت کامل برای مخاطب قابل تهیه می باشد.

مهندس ژئوتکنیک در بسیاری از موارد پیش بینی هایی را ارائه می دهد که اغلب بر اساس داده هایی محدود است. با مقایسه نتایج روش‌های مختلف، مهندس می تواند این نتایج را دسته بندی نماید زیرا اغلب مدل‌هایی که برای پیش‌بینی در زمینه های مختلف استفاده می شود نتایج متفاوتی را تولید می کنند. این امر سبب دستیابی به مجموعه ای از داده های متداول در شرایط مختلف می شود. بنابراین این طبقه بندی این قابلیت را به مهندسین می دهد تا با اطمینان خاطر بیشتری به تحقیقات محلی، تفسیر آن و استفاده از این داده ها برای طراحی ادامه دهد.

این طبقه بندی نتایج  با روش های مختلف، سبب می شود تا اعتبار روش ها نیز به نوعی کنترل و ارزیابی شود چرا که یک گزارش یا طرح ژئوتکنیکی اغلب فقط به خاطر روش مورد استفاده می تواند تفسیرهای متفاوتی را به همراه داشته باشد.

حتی در برخی از بخش‌های کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک می توان پاسخ‌های متفاوتی (برای داده های مشابه) بر اساس مراجع مختلف مشاهده نمود و این نکته را در مورد تغییرات بر اساس روش‌های مختلف نشان داد. با این حال در این کتاب سعی شده است تا برخی از این ناهماهنگی ها بین متون و مقالات مختلف، به نحوی منطقی مطرح شود. البته هنوز بسیاری از مسائل به صورت حل نشده باقی مانده است و این کتاب در این قسمت ها ورود نکرده است.

در اکثر موارد، ارزیابی های اولیه انجام شده در زمین بدون انجام آزمایش های آزمایشگاهی و یا بررسی های بیشتر، برای طراحی نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. این امر در بهترین حالت می تواند منجر به یک طراحی محافظه کارانه و غیر بهینه شود. نمونه هایی از این موارد عبارتند از:

• زدن گمانه هایی در ابتدا در محل پروژه و استفاده از نتایج آن در طراحی نهایی بدون بررسی های ژئوتکنیکی.
• استفاده از نتایج آزمایش SPT بدون اعمال ضرایب اصلاحی که می تواند سبب تغییر مشخصه های خاک و تفاوت آن با مقدار واقعی شود.
• استفاده از نتایج برای ظرفیت باربری اولیه خاک، پی و شمع در گزارش ژئوتکنیکی. این ظرفیت های باربری مجاز معمولاً بر اساس شرایط خاک فقط برای پی سطحی «متداول» است، در حالی که پارامتر طراحی دقیق نیاز به در نظر گرفتن عمق مدفون، اندازه، نوع پی، محل پروژه و برخی پارامترهای دیگر دارد.

علاوه بر این به نظر می رسد شکاف قابل توجهی در بین رابط ها در مهندسی ژئوتکنیک وجود دارد. برخی از این موارد عبارتند از:

• جمع آوری داده های ژئوتکنیکی و به کارگیری این گونه داده ها:

 به عنوان مثال، زمین شناسان می توانند زمان زیادی را صرف ارائه توصیف دقیق توده سنگ نمایند و اطلاعاتی را در مورد درزه های سنگ، فاصله درزه ها، مشخصات ماده پر کننده و غیره ارائه دهند. با این حال ارتباط موجود پارامتر های مذکور اغلب از نظر بسیاری از مهندسین امری ناشناخته است و مهندسین تنها نظری که در این موضوع می دهند این است که این روش جمع آوری اطلاعات مناسب بوده و اطلاعات خوبی را از ماهیت سنگ می دهد. اما نویسنده در کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک سعی دارد تا با برقراری ارتباط بین داده های مختلف به بهبود فرآیند طراحی کمک نماید.

• تجزیه و تحلیل و طراحی دقیق:

تجزیه و تحلیل چارچوبی برای منطقی کردن هدف طراحی است. اما پس از آن تجزیه و تحلیل و گزارش، این هدف باید به یک نقشه اجرایی منتقل شود. در مسائل طراحی جزئیات زیادی وجود دارد که تجزیه و تحلیل را پوشش نمی دهد، اما باید در نقشه های طراحی برای اهداف ساخت و ساز گنجانده شود. این موضوع یکی دیگر از اهداف این کتاب است چرا که در بسیاری از متون مربوط به مکانیک خاک به جزییات طراحی که ممکن است مهندس در پروژه با آن مواجه شود اشاره ای نمی شود.

برای یادگیری معمولا مفاهیم مختلف ژئوتکنیکی در منابع مختلف به شکلی متوالی بیان می شوند تا ارتباط بین فصل های مختلف توسط خواننده درک شود. اما این کتاب با فرض آن که خواننده درک مناسبی از مفاهیم اساسی زمین شناسی، مکانیک خاک و مکانیک سنگ دارد، در نحوه چینش مطالب رویکردی تصادفی را اتخاذ کرده است.

برخی از جداول داده ها با استفاده از روابط شناخته شده استخراج شده اند، در حالی که برخی از جداول از نمودارهای موجود به دست آمده اند. این بدان معنی است که بسیاری از کاربران که ترجیح می دهند از نمودار های مختلف استفاده کرده و به مقادیر موجود دسترسی پیدا کنند، خود را در یک محیط غیر بصری می بینند که در آن نمودار مطابق با فلسفه عنوان کتاب “جدول بندی” شده است و چندان با آن احساس راحتی نمی کنند. به همین دلیل در این کتاب نویسنده سعی کرده است تا نظر دو گروه مخاطب را جلب نماید.

بسیاری از ورودی های طراحی در این کتاب از تجربه و برون یابی از ادبیات فنی استخراج شده اند. تغییرات زیادی برای این مقادیر پیشنهادی وجود دارد و نویسنده مشتاقانه منتظر نظراتی برای اصلاح چنین ورودی‌ها و ارائه استثنائات اجتناب‌ناپذیری است که رخ می‌دهند. فقط مسائل رایج ژئوتکنیکی پوشش داده شده و بسیاری از مباحث تخصصی حذف شده اند.

باز هم نمی توان اغراق کرد، توصیه ها و جداول ارائه شده در اینجا، از جمله مشخصات مواد و برخی موارد دیگر به عنوان راهنما تنها در مورد مسائل کلیدی که باید در نظر گرفته شوند، ارائه شده است و باید برای شرایط محلی و پروژه های خاص برای اهداف طراحی نهایی در نظر گرفته شوند. دامنه کاربردها و شرایط زمین بسیار متنوع است و نمی توان با کتاب مکانیک خاک و سنگ مانند یک کتاب آشپزی برخورد نمود و آن را بیش از حد فشرده نمود.

همبستگی‌های جدول‌بندی شده، بررسی و قوانین طراحی باید به عنوان یک راهنما عمل کنند و جایگزینی برای ارزیابی خاص پروژه نیستند. بسیاری از این دستورالعمل‌ها طی سال‌های متمادی تکامل یافته اند، به عنوان نکته آخر، در انجام این کار، اگر هر جدولی به طور ناخواسته دارای منبع ناشناخته باشد، عمدی در کار نیست بلکه، یک ابهامی بین تجربه و برون یابی/کاربرد در یک مرجع اصلی است.

در طی 23 فصل از کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک، نویسنده سعی کرده است تا مجموعه کاملی از روابط همبستگی بین مشخصه های مختلف در مکانیک خاک و مکانیک سنگ را به مخاطب ارائه دهد. طرح بندی فصل ها در این کتاب از ترتیب زیر پیروی می نماید:

در چهار فصل اول مباحث تحقیقات محلی، طبقه بندی خاک ها و طبقه بندی سنگ ها و نکات مربوط به نمونه گیری و آزمون های برجا پرداخته شده است. فصول 5 و 6 کتاب به مقاومت برشی خاک و سنگ و روابط موجود اشاره شده است. در فصول 7 تا 10 کتاب برخی از خصوصیات خاک ها در خاک های دانه ای و چسبنده نظیر حدود اتربرگ، ضریب پیش تحکیمی رس ها، زاویه اصطکاک داخلی خاک ها، نفوذ پذیری، خصوصیات مختلف سنگ ها مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 11 کتاب مشخصه های تغییرشکل و ارتباط بین آن ها و دیگر پارامترها بررسی شده است. در فصل 12 خواننده با نکات مربوط به گودبرداری و پارامترهای مرتبط آشنا می شود. در فصل های 13 تا 14 روابط موجود در روسازی و شیروانی ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. فصل 15 و 16 از کتاب راهنمای جداول طراحی و مطالعات ژئوتکنیک به مبحث زهکشی، ژئوسنتتیک ها و برخی مباحث مرتبط پرداخته است. نکات مربوط به ویژگی های مصالحی که برای خصوصیات خاکی که برای خاک ریزی در راهسازی استفاده می شود در فصل 17 مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم های مختلف طبقه بندی سنگ ها در فصل 18 به طور کامل پرداخته شده است. فصل 19 و 20 این کتاب نیز به مباحث فشار جانبی خاک ها و دیوار حائل پرداخته شده است. فصل های 21 تا 23 نیز پی های خاکی و پی های سنگی و نیز انواع حرکت ها پرداخته شده است.