شناخت انرژی دقیق مربوط به این حالت مرزی الزامی است زیرا در این حالت فشار آب منفذی به مقدار حداکثر رسیده است. لازم به تذکر است هنگامی که انرژی اشباع حاصل شد، استعمال انرژی بیشتر صرف نطر از زیانآور بودن، به طور کامل هدر میرود [6].
2-3-2-3 نفوذ پذیری
از بین رفتن خیلی سریع فشار آب منفذی اولیه با استفاده از ضریب نفوذ پذیری که قبل از تراکم اندازه گیری شده قابل توضیح نیست. بلکه خصوصیت ویژهای است که در محلهای تراکم دینامیکی مشاهده میشود.
افزایش فشار آب منفذی باعث گسستن بافتهای جامد خاک (ایجاد ترک) شده و در نتیجه جریان آب در این ترکهای جدید متمرکز میشود. تمایل به تشکیل ترک در خاکهای طبیعی محسوس است به خصوص اگر ساختمان خاک لایهای باشد، این مسئله برای خاکهایی که دست نخوردهاند یا به طور مصنوعی یکنواخت شدهاند کمتر دیده میشود [6].
با متمرکز بودن انرژی تراکم در محلهای مشخص شبکه پیشبینی شده، ترکهای قائم ایجاد میشوند و به طور منظم در اطراف نقطه ضربه پخش میشوند؛ این مناطق زهکشی ترجیحی عموماً عمود بر امتداد کمترین تنش هستند. چشمههای آب تحت شرایط زمین شناسی مشخص، چند ساعت پس از تراکم در نزدیکی گودیها ظاهر میشوند که به وسیله این شبکه جریان آغاز و تغذیه میگردند [6].
در موارد خاص ملاحظه شده است که تراکم نا منظم و بی قاعده، جریان دائمی این کانالهای طبیعی را منقطع میسازد و جایگزینی مجدد به منظور طراحی بعدی و بهتر مراحل تراکم را مشکلتر مینماید [6].
همچنین در آزمایشگاه مشاهده شده وقتی تنشهای بین دانهای کاهش مییابد، ضریب نفوذ پذیری افزایش مییابد و هنگامی که خاک روان میشود، این ضریب به بیشترین مقدار خود خواهد رسید. در این حالت، فشار آب منفذی برابر فشار کل رو بار است. این مسئله نیز دلیلی است که در حین عملیات تحکیم دینامیکی در شرایط محلی عموماً منجر به روانگرایی میشود، نفوذپذیری زیادی میشود. این نفوذپذیری در آغاز همراه با فشار خیلی زیاد آب منفذی است. امواج ضربه، آبی را که جذب سطحی شده است، به آب آزاد تبدیل میکنند و در نتیجه منجر به افزایش مقاطع عرضی کانالهای مویی میگردد. حالت عکس وقتی اتفاق میافتد که خاک در اثر پدیده بندش دوباره سازی شود. لازم به ذکر است که این اطلاعات به علت آنکه اندازه گیری تغییرات ضخامت لایههای آب جذب سطحی عملی نیست، فقط میتواند به عنوان یک حدس مطرح شود [6].
2-3-2-4 بندش بازیافتی خاک
در حین عملیات تراکم، ابتدا افت قابل ملاحظهای در مقاومت برشی مشاهده میشود که میزان حداقل آن وقتی است که خاک روان شده یا به حالت روانی میگراید، در آن زمان مجموعه خاک بهطور کامل گسیخته شده و قسمتی از آب جذب سطحی که نقش مهمی را در سختی ساختمان خاک ایفا میکند به آب آزاد تبدیل میشود؛ هنگامی که فشار آب منفذی از بین میرود افزایش قابل توجهی در مقاومت برشی و مدول تغییر شکل ملاحظه میشود. این به علت تماس نزدیکتر ذرات و همچنین تثبیت لایههای جدید آب جذب سطحی است. این مرحله ممکن است چند ماه زمان صرف کند. خاصیت بندش که در رسهای حساس به خوبی شناخته شده است در حقیقت در همه خاکهای ریز دانه قابل تشخیص است [6].
2-3-2-5 نمایش ترسیمی
شکل (2-4) دو سیستم تحکیم را نشان میدهد. شکل (2-4 الف) تئوری تحکیم دینامیکی (منارد) را نشان داده و شکل (2-4 ب) تئوری تحکیم کلاسیک (ترزاقی) را نشان میدهد [6].
این دو سیستم از نظر چهار خصوصیت اصلی به شرح زیر با هم تفاوت دارند:
آب منفذی که داخل سیلندر را پر کرده، به علت وجود حبابهای ریز مقداری قابل تراکم است.
بین پیستون که نیروی ناشی از بارگذاری را انتقال میدهد و سیلندر که محتوی آب است اصطکاک وجود دارد، این منجر به اثراتی در عکسالعمل بین افزایش فشار هیدرولیک و مقدار سربار پیستون میشود. از اینجا میتوان استنباط کرد که کاهش فشار در مایع، به طور اتوماتیک منجر به جابجایی پیستون یا تغییر در فنر نمیشود.
سختی فنر (که معرف مدول تراکم مجموعه جامد است) عموماً ثابت فرض میشود ولی این نظریه غالباً در تجربه و عمل معتبر نیست. در حقیقت تغییرات قابل ملاحظهای در مدول تراکم بر اثر تغییرات بارگذاری به وجود میآید. آب جذب سطحی نقش مهم و اساسی در این مرحله ایفا مینماید و در نتیجه اضافه شدن انرژی بصورت اتفاقی (ارتعاشها، افزایش حرارت و غیره) قسمتی از آن آزاد میشود. این فعل و انفعالات تضعیف اتصال مکانیکی بین ذرات جامد خاک را به همراه دارد و در نتیجه باعث کاهش مقاومت کلی خاک میگردد.
تراوایی در حالت تحکیم دینامیکی به وسیله یک روزنه با مقطع متغییر مشخص شده است.
الف- تئوری تحکیم دینامیکی ب- تئوری تحکیم کلاسیک
1- پیستون اصطکاکی 1- پیستون بدون اصطکاک
2- مایع متراکم شونده 2- مایع غیر قابل تراکم
3- ضریب فنر متغییر است 3- ضریب فنر ثابت است
4- روزنه با قطر متغیر 4- روزنه با قطر ثابت
(شکل 2-4) مقایسه تئوری تحکیم دینامیکی و کلاسیک