મૃદા (માટી) ઇજનેરી શાસ્ત્ર : ખડકના ભૌતિક અને રાસાયણિક વિઘટનથી પેદા થયેલા અવસાદો (sediments) અને તેમાં એકઠા થયેલા મુખ્યત્વે કાર્બનિક ઘટકોનું મિશ્રણ ધરાવતા ઘન કણો હોય છે તેને લગતું શાસ્ત્ર. ઇજનેરી શાસ્ત્રની ર્દષ્ટિએ ખડક પર મળી આવતા ખનિજ અને કાર્બનિક પદાર્થો તથા અવસાદકોનો પ્રમાણમાં નરમ જથ્થો કે જેને સહેલાઈથી ખનિજ કે કાર્બનિક ઘટકોના કણોમાં રૂપાન્તર કરી શકાય તેને મૃદા કહેવામાં આવે છે. મૃદા ઇજનેરી એટલે મૃદા ક્રિયાગત શાસ્ત્રના નિયમો વડે ઇજનેરી ઇમારતોની ડિઝાઇનને લગતું શાસ્ત્ર. મૃદા ઇજનેરી એ બાંધકામની સામગ્રી રૂપે વપરાતી મૃદાનાં ગુણધર્મો, વર્તણૂક અને કાર્યલક્ષણ દર્શાવતું શાસ્ત્ર છે. મૃદા ઇજનેરી એ જમીનના સંદર્ભમાં સિવિલ ઇજનેરીની એક શાખા છે. જમીનમાં રહેલ ભેજ, વાતાવરણમાં રહેલું પાણીનું પ્રમાણ, ભૂગર્ભ પાણીની સ્થિતિ, તાપમાન વગેરે પરિબળો મૃદાને વિવિધતા બક્ષે છે.
મૃદાનો બાંધકામના માલ (વસ્તુ) તરીકે માર્ગો, બંધો, નાળાં, નહેર, ઇમારતોના પાયા વગેરેમાં ઉપયોગ થાય છે. નીચાણવાળા વિસ્તારોમાં મૃદાનો ઉપયોગ પૂરણી કરવા વપરાય છે. બાંધકામની સ્થિરતા અને સલામતી માટે મૃદાનું અન્વેષણ અને પૃથક્કરણ કરવું જરૂરી છે. મોટી ઇમારતોના ભારે વજનને કારણે ઇમારતોમાં નિષદનના પ્રશ્નો ઊભા થાય છે. ડૉ. કાર્લ ટરઝાગી મૃદા ઇજનેરીના ‘પિતામહ’ કહેવાય છે. તેમણે કરેલાં સંશોધનો પરથી પ્રકાશિત પુસ્તકો મૃદાના સિદ્ધાંતો તથા તેના ગુણધર્મો સમજાવે છે. આ ઉપરાંત ચાર્લ્સ ઓગસ્ટીન કુલમ્બ, ડાર્સી, વિલિયમ જે મેક્રોન, રેન્કીન, ઓ. મ્હોર વગેરે ઇજનેરોએ મૃદા ઇજનેરીશાસ્ત્રમાં પોતાનું આગવું પ્રદાન કર્યું છે.
મૃદા ઇજનેરીમાં મૃદાનો સ્રોત, રાસાયણિક બંધારણ, વિવિધ અવસ્થા, વિવિધ પદો, તેમની વચ્ચેના સંબંધો વગેરે બાબતોનો સમાવેશ થાય છે. વિવિધ ક્ષમતા નક્કી કરવાના સિદ્ધાંતો અને પ્રયોગોની બાબતો પણ આવે છે. મૃદાના કણોનું માપ, તેનું વર્ગીકરણ, વિવિધ સંકેતચિત્ર અને સ્મારક ચિત્રથી સમજાવવામાં આવેલું છે. મૃદાની પારગમ્યતા, સ્રાવ, કુટાઈ, ર્દઢીકરણ, કર્તનસામર્થ્ય, દબાણ વગેરે સ્પષ્ટ કરી તેનું પ્રમાણ વધારવા, ઘટાડવા અને નક્કી કરવાની પ્રાયોગિક રીતો પણ સમાવાય છે. મૂળભૂત વ્યાખ્યાઓ જેવી કે ભેજમાત્રા, આર્દ્રતા, સંતૃપ્તતા, હવાનું પ્રમાણ, છિદ્રાળુતા, શુષ્ક ઘનતા, સ્થૂળ ઘનતા, સંતૃપ્ત ઘનતા, નિમગ્ન ઘનતા, વિશિષ્ટ ઘનતા, સાપેક્ષ ઘનતા વગેરે સમજૂતીનો સમાવેશ થાય છે.
મૃદા સ્થૂળ કણવાળી, સૂક્ષ્મ કણવાળી અને કાર્બન તત્વોવાળી એમ ત્રણ પ્રકારની હોય છે. તેમાં પ્રવાહી તરીકે પાણી ઉમેરી તેનું પૃથક્કરણ કરી તેની પ્રવાહી સ્થિતિ, સુઘટ્ય સ્થિતિ, ઘન સ્થિતિ, અર્ધઘન સ્થિતિ એમ ચાર તેની સઘનતા-મર્યાદા હોય છે. તેના પરથી વિવિધ આંક નક્કી કરવામાં આવે છે. વિવિધ માપની ચાળણીઓથી પણ તેની જાત નક્કી કરવામાં આવે છે.
મૃદાની પારગમ્યતા એટલે જલીય દબાણ હેઠળ તેમાંથી પાણી પસાર થવાનો ગુણધર્મ. જો પારગમ્યતા ચકાસેલ ન હોય તો તે બાંધકામની નિષ્ફળતા માટે જવાબદાર બની શકે છે. કુટાઈથી મૃદાની ઘનતા અને ધારણક્ષમતા વધારી શકાય છે. મૃદાની રિક્તતા ઘટાડી શકાય છે. સ્થળ પર મૃદાની કુટાઈ કરવા જુદી જુદી જાતનાં યાંત્રિક સાધનો(રોલરો)નો ઉપયોગ થાય છે. સાદાં રોલર, શીપ ફુટ રોલર, ન્યૂમૅટિક રોલરનો ઉપયોગ માટીના બંધ બાંધવામાં થાય છે. ચોમાસામાં પાણી ભરાતાં ઇમારતોના પાયા બેસી જવા, દીવાલ ધસી પડવી, તળાવ ફાટવું કે બંધ તૂટી જવો એ બધી ઘટનાઓ મૃદાના કર્તન-સામર્થ્યને આભારી હોય છે. કર્તન-સામર્થ્યની મ્હોર સર્કલ કે કુલમ્બના નિયમથી ગણતરી કરી શકાય છે.
મૃદા ઇજનેરીના સિદ્ધાંતોની અવગણના બાંધકામની નિષ્ફળતા માટે જવાબદાર નીવડી શકે છે.
નગીન મોદી