Soil Mechanics – William Lamb & Robert Whitman

کتاب مکانیک خاک ویلیام لامب – رابرت ویتمن به عنوان متنی برای دوره مقدماتی مکانیک خاک طراحی شده است. در این متن تلاش زیادی صورت گرفته است تا اصول مکانیک خاک و مبانی مرتبط با آن ابتدا شناسایی شده و سپس به شکلی کامل و قابل فهم به خواننده منتقل شود. مثال ها و مسائل عددی زیادی برای نشان دادن این اصول کلیدی در فصل های مختلف کتاب گنجانده شده است. این متن هم در دوره مقدماتی کارشناسی و هم در دوره مقدماتی کارشناسی ارشد با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است. اگرچه مکانیک خاک اصولاً برای دانشجو نوشته شده است ولی مهندسان شاغل نیز باید آن را به عنوان یک سند مرجع، ارزشمند بدانند چرا که در بسیاری از موارد نیاز به مطالب گفته شده در این کتاب خواهند داشت.

کتاب به پنج بخش تقسیم شده است:

• بخش اول کتاب مکانیک خاک ویلیام لامب ماهیت مشکلات خاک را که در مهندسی عمران، مهندسان با آن مواجه می‌شوند توصیف می‌کند و یک توضیح کلی از رفتار خاک ارائه می‌دهد.
• بخش دوم ماهیت خاک ها، به ویژه انتقال تنش ها بین ذرات خاک را مورد بررسی قرار می دهد.
• بخش سوم عمدتاً به خاک خشک اختصاص دارد زیرا بسیاری از جنبه های رفتار خاک را می توان با در نظر گرفتن برهم کنش ذرات خاک بدون حضور آب به بهترین وجه درک کرد.
• بخش چهارم با تکیه براصول بیان شده در بخش های 2 و 3 برای بررسی رفتار خاک هایی است که در آنها آب منفذی ثابت است یا در شرایط یکنواخت جریان دارد.
• بخش پنجم پیچیده ترین وضعیت را در مکانیک خاک در نظر می گیرد، که در آن فشار منفذی تحت تأثیر بارهای اعمال شده قرار می گیرد و از این رو آب حفره ای تحت شرایط گذرا جریان می یابد. این سازماندهی کتاب اجازه می دهد تا موضوعات به صورت متوالی ارائه شود و به تدریج اصول پیچیده با تکیه بر اصول ابتدایی ایجاد شود.

بخش های 3، 4 و 5 کتاب مکانیک خاک ویلیام لامب همگی قالب کلی یکسانی دارند. ابتدا چندین فصل وجود دارد که اصول اولیه رفتار خاک را بیان می کند. سپس به دنبال آن چندین فصل می آید که در آن ها از اصول بیان شده برای تحلیل و طراحی عملی سازه های نگهبان در گود ها، شیروانی ها و پی های سطحی صحبت می شود. به عنوان مثال، فصول مربوط به پی های سطحی در قسمت 3، 4 و 5 ظاهر می شود. فصل های ویژه در مورد پی های عمیق و بهسازی خاک در پایان قسمت 5 بیان شده است. این فصل های مسئله محور ترکیبی از نظریه های مختلف، مطالعات خاک و آزمایش های آزمایشگاهی و شواهد تجربی به دست آمده از تجربیات گذشته می باشد که برای ارائه روش های عملی اما معتبر برای تجزیه و تحلیل و طراحی سازه های ژئوتکنیکی استفاده می شود. این کتاب سعی ندارد تمام جزئیات این مسائل عملی را پوشش دهد به همین دلیل منابع متعددی برای راهنمایی دانشجو در جهت مطالعه بیشتر ارائه شده است. این کتاب مکانیک خاک شامل مطالب بسیار بیشتری از آنچه که می‌توان یا باید در یک دوره مقدماتی پرداخته شود، می باشد. بنابراین این امکان را برای مدرس فراهم می‌کند تا آزادی عمل بیشتری در انتخاب موضوع برای نشان دادن اصول اولیه داشته باشد. طبق تجربه نویسنده، بیان مشکلات موجود و حل مثال های عددی در ارتباط با این مسائل اگر زود تر بیان شود بازخورد بهتری از دانشجویان مشاهده می شود به همین دلیل بخش های اولیه این کتاب بدین ترتیب سازمان دهی شده است:

1-  قسمت 1: در دو جلسه پوشش داده شده است که به دانشجویان انگیزه لازم برای مطالعه مکانیک خاک و درک نحوه چینش مطالب را می دهد.

2-  در فصل 3 به تفصیل، روابط وزنی- حجمی خاک ها، توضیحات شرایط سه قسمتی خاک ها، منحنی دانه بندی، حدود اتربرگ، طبقه بندی خاک ها بر اساس سیستم طبقه بندی متحد و آشتو و بسیاری از مفاهیم کاربردی و ابتدایی دیگر مکانیک خاک پوشش داده شده است، اما در فصل های 4 تا 7 مخاطب با بررسی طبقه بندی خاک ها بر اساس اندازه، شکل ذرات و کانی های تشکیل دهنده خاک ها به ویژه کانی های تشکیل دهنده خاک های رسی، بافت خاک ها مقدمات تنش در خاک ها و نیز برخی از آزمایش های برجا نظیر آزمایش برش پره آشنا می شود.

3- فصل 8 چندین روش اساسی برای محاسبه تنش ها در خاک را شرح می دهد. دانشجویان باید به خوبی بر این روش ها تسلط داشته باشند. فصل‌های 9 تا 12 حاوی مفاهیم کلیدی خاصی در مورد رفتار خاک به علاوه موارد توصیفی، جداول و نمودارهای متداول هستند. این فصول ممکن است به سرعت پوشش داده شوند و تنها بر مفاهیم کلیدی تأکید کنند. سپس دانشجو برای مطالعه با سازه های نگهدارنده (فصل 13) و پی های سطحی (فصل 14) آماده می شود. اما فصل 15 کتاب به معرفی مسائل موجود در زمینه دینامیک خاک می پردازد و به عنوان مطالعه تکمیلی برای یک دوره مقدماتی می تواند اطلاعات خوبی را در اختیار دانشجویان قرار دهد.

4- در فصل 16 بر تعریف تنش موثر، نحوه محاسبه آن و تفسیر مکانیکی تنش مؤثر به شکل مناسبی تاکید شده است. فصل های 17 تا 19 ارتباط تنگاتنگی با دروس دیگر مانند مکانیک سیالات دارد. فصل های 20 تا 22 عمدتاً توصیفی هستند و ممکن است به سرعت با تأکید بر ویژگی های اصلی رفتار خاک مورد مطالعه قرار گیرند.

5- فصول 26 و 27 کتاب مکانیک خاک ویلیام لامب – رابرت ویتمن حاوی مفاهیم کلیدی و رویه های محاسباتی است و پوشش دقیق آن برای درک مطلب، مورد نیاز است. به طور مشابه، پوشش دقیق فصل 28 برای درک ارتباط کلیدی بین رفتار زهکشی شده و زهکشی نشده در خاک ها نیز بسیار مهم به نظر می رسد. در فصل‌ 29 از کتاب مباحثی نظیر مقاومت زهکشی نشده در خاک های اشباع، حساسیت در خاک های رسی، مقاومت خاک تحت بارگذاری های تکرار شونده مورد بررسی قرار گرفته است. مهندسین اغلب برای محاسبه نشست خاک از روابط حاکم بر تئوری الاستیسیته استفاده می کنند به همین دلیل همواره برای این موضوع باید یک تقریبی از مدول الاستیسیته خاک داشته باشند. در فصل 30 این کتاب، ارتباط بین تنش و کرنش در شرایط زهکشی نشده و ارتباط بین مدول یانگ، سختی برشی و نحوه محاسبه آن با استفاده از سرعت موج برشی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. این دو فصل عمدتا توصیفی هستند و می‌توان آن‌ها را به‌سرعت پوشش داد و فرصتی برای مطالعه دقیق موضوعات انتخاب شده از فصل‌های باقی‌مانده را باقی گذاشت.

مطالبی که در یک دوره مقدماتی پوشش داده نشده است برای معرفی دانشجویان با دوره های پیشرفته تر مفید است و می تواند به عنوان ماده مرجع برای آن دوره ها استفاده شود.

همانطور که خواننده خواهد دید، کتاب مکانیک خاک ویلیام لامب – رابرت ویتمن عکس ها و اطلاعاتی از زندگی نامه ای از شش پیشگام در علم مکانیک خاک را ارائه می دهد. این مردان سهم قابل توجهی در دانش مکانیک خاک داشته اند و تأثیر زیادی بر دانشجویان مکانیک خاک داشته اند. نسل دومی از رهبران وجود دارد که آثارشان بر مکانیک خاک تأثیر گذاشته و خواهد داشت. اشارات فراوانی که در کتاب توسط نویسنده به آثار این افراد صورت گرفته است گواه این واقعیت است.