أهم الإختبارات على المخبرية والحقلية على التربة

فحوصات الاختراق (Penetration tests)- وتستخدم هذه الفحوصات لغرض تحديد قدرة تحمل التربة وخصائصها. وتقسم إلى فحوصات الاختراق الاستاتيكي (Static penetration tests)، التي يتم خلالها اختراق السطح الطبيعي للتربة بواسطة مخروط له أبعاد محددة، ومثالها فحص المخروط، المعروف بـ (Dutch cone test)، وفحوصات الاختراق الديناميكي (Dynamic penetration tests)، التي يتم خلالها كذلك اختراق التربة بواسطة جهاز أسطواني خاص في مقدمته جامع عينات (Soil sampler) بواسطة مطرقة خاصة، ومثال هذه الفحوصات فحص الاختراق القياسي (Standard Penetration Test- SPT) واسع الانتشار، والذي سنعرضه بالتفصيل
فحوصات القص (Shear tests)- وتستخدم غالباً لقياس مقاومة القص للتربة الطينية الناعمة ذات الرطوبة العالية، وأهمها فحص القص بالريشة (Vane shear test).
فحوصات النفاذية (Permeability tests)- ويتم إجراء هذه الفحوصات داخل الآبار السبرية (Boreholes) أو الحفر الاختيارية (Trail pits) لقياس معامل نفاذية التربة (Coefficient of permeability ) بتركيبها الطبيعي.
ويتم اللجوء إلى إجراء هذه الفحوصات، والتي تتميز عن الفحوصات المخبرية بدقتها، في حالة المشاريع ذات الأهمية الخاصة، حين يكون لنفاذية التربة دور أساسي في تحديد سلوكها، كما هو الحال في المنشآت المائية (Hydraulic structures) كالسدود والقنوات، أو في حالة اساسات المباني والمنشآت الموجودة في مناطق تتأثر بمنسوب المياه الجوفية.
فحوصات التحميل (Loading tests)- وتستخدم هذه الفحوصات لدراسة خصائص الهبوط والقص وقدرة التحمل للتربة. ومثالها فحص قرص أو صفيحة التحميل (Plate bearing test) الذي يجري في الحفر الاختبارية عند منسوب التأسيس أو أي منسوب مطلوب. ويتم خلال الفحص تعريض القرص أو الصفيحة المثبتة على سطح التربة لحمل ستاتيكي (Static load) متصاعد حتى حصول الانهيار (Failure) أو الوصول إلى حمل معين، مع أخذ ما يلزم من قراءات لإجراء الحسابات اللازمة.
وسنقدم في هذا الباب من الكتاب، أهم تفاصيل الفحوصات الحقلية الاكثر اتنشاراً.

.

1 – اختبار الاختراق القياسي Standard Penetration Test ,SPT :
يعد هذا الاختبار من الاختبارات المهمة لتحديد مقاومة التربة الرملية أثناء تنفيذ الجسة، وهو من أسهل الطرق وأفضلها لمعرفة قيمة زاوية الاحتكاك الداخلي وكثافة التربة الرملية . ويتلخص عمل هذا الاختبار في إسقاط مطرقة خاصة وزنها 63.5كجم من ارتفاع 760مم على أنبوبة الجهاز لتدخل مسافة 460مم في التربة، ومن ثم حساب عدد الدقات (N)لاختراق آخر 305مم، ويتم إيقاف الاختبار في حالة الحصول على 100دقة أو 10 دقات متتالية بدون اختراق ، وفي بعض الأحيان يتم تسجيل عدد الدقات التي يتم الحصول عليها منسوبة إلى 100 بمعنى أنها عدد الدقات التي اخترقت 100مم . وبالرغم من أن هذا الاختبار قد وضع أساساً للتربة المفككة لصعوبة الحصول على عينات غير مقلقلة للرمل إلا أن هذا الاختبار قد ينفذ في التربة المتماسكة، ويجب الحذر عند استخدام نتائجه في هذه الحالة وذلك لعدم دقة النتائج لاحتواء التربة المتماسكة على الماء.

2 – اختبار الاختراق الاستاتيكي Cone Penetration Test ,CPT :
يستخدم هذا الاختبار في جميع أنواع التربة ماعدا التربة الطينية القاسية والركامية، ويجرى الاختبار بدفع مخروط الجهاز إلى التربة بسرعة 10 إلى 20 مم /دقيقة وقياس مقاومة رأس المخروط ومقاومة احتكاك جوانب ماسورة مثبتة أعلى المخروط، وتستخدم نتائج هذا الاختبار في تقدير حمل خوازيق الارتكاز والاحتكاك المستخدم في الأساسات العميقة، ويمكن أيضاً تقدير تحمل التربة وتقدير الهبوط للأساسات، ويأتي الجهاز في عدة أنواع منها المخروط السيزمي والذي يمكن من خلاله قياس معامل القص الديناميكي.

3 – اختبار مقياس الضغط Pressuremeter :
يتكون جهاز مقياس الضغط من جزأين رئيسيين هما: المجس Probe وجهاز قياس الضغط الحجمي Pressure – Volumeter موصلين بأنبوبة بلاستيكية يمر من خلالها الماء أو الغاز، ويعمل الجهاز عن طريق تسجيل التغير الحاصل في الضغط والحجم ورسمها في منحنى والتي يمكن من خلالها تحديد الثوابت المرنة للتربة Elastic Constants ومعامل القص للتربة Shear Strength ويستخدم هذا الاختبار في التربة الناعمة.

4 – اختبار القص الدورانيTest Vane Shear:
يستخدم هذا الاختبار لتحديد معامل القص للتربة ضعيفة التباين والحساسة والضعيفة والمغمورة بالمياه التي لا يمكن أخذ عينات منها لإجراء الاختبارات المعملية، ويعمل الجهاز عن طريق قياس عزم اللي Torque اللازم عند إدخال الريش الموجودة في مؤخرة الجهاز Vanes في التربة حتى الامتناع وتحليل المعلومات المسجلة لتحديد مقاومة التربة للقص.

5 – اختبار مقاومة التربة القص Borehole Shear Device :
يستخدم الاختبار لجميع أنواع التربة ذات الحبيبات الدقيقة بحفر حفرة قطرها 76مم رأسية أو أفقية أو مائلة لعمق أكبر من المكان المراد قياس مقاومة التربة فيه، وبعد ذلك يتم إدخال رأس الجهاز بعناية في الحفرة إلى النقطة المراد قياس مقاومة التربة فيها، ثم يفتح قسما الجهاز الموجودة في اسطوانة، ويتم الضغط على السطح عن طريق الأنابيب، ثم تسحب الأسطوانة ويسجل مقدار السحب والمسافة والضغط والتي منها يتم تقدير مقاومة التربة للقص ، ويوضح الشكل رقم (6) جهاز اختبار مقاومة التربة في الحقل .

جهاز اختبار مقاومة التربة للقص في الحقل

6 – اختبار مقياس التمدد الحراري Dilatometer:
يتكون جهاز الاختبار من مجس وغشاء مطاطي قابل للتمدد، وتستخدم فيه أجهزة الاختراق القياسي أو الاستاتيكي لدفع الجهاز في الجسة للأعماق المطلوبة، ويعمل جهاز الاختبار عن طريق إدخال المجس إلى العمق المطلوب إجراء الاختبار عليه، ومن ثم زيادة الضغط تدريجياً حتى يمتد الغشاء المطاطي بمقدار 1.1مم إلى التربة المجاورة، ثم إنقاص الضغط بمثل ضغط الماء الزائد في التربة Excess Pore Water Pressure ثم تكرر العملية على عمق يزيد عن العمق الأول بـ 150 إلى 200مم وتسجل المعلومات، وهكذا حتى يتم الوصول إلى الأعماق المطلوبة. ويعتبر هذا الاختبار سريعاً حيث يمكن الوصول إلى عمق 10م في خلال نصف ساعة من بداية الاختبار، ويستخدم هذا الاختبار للحصول على جميع معاملات التربة الضرورية .

7 – اختبار تحديد نفاذية التربة Field Permeability :
يستخدم في هذا الجهاز مقياس الضغط Piezometer لقياس نفاذية التربة عن طريق أنابيب المياه القائمة برفع وخفض الماء من موقع التوازن وأخذ قراءات في فترات متقطعة لمستوى الماء مع الوقت اللازم للوصول إليه حتى يعود منسوب الماء إلى موقع التوازن الأصلي، وتحليل هذه المعلومات لاستنتاج معامل النفاذية K .

8 – اختبار الوحدة الوزنية الجافة للتربة Dry Unit Weight :
تعتبر الوحدة الوزنية الجافة من أهم معاملات التربة التي تستخدم في الحسابات الهندسية للتربة وفي عمليات الدك والجودة الفنية لها، وهناك عدة طرق لتحديد قيمة الوحدة الوزنية الجافة في الحقل منها طريقة الرمل والقمع Sand – Cone والطريقة النووية Nuclear باستخدام الجهاز النووي وغيرها، وتساوي الوحدة الوزنية الرطبة للتربة وزن التربة على حجمها.

9 – اختبار القرص المحمل Plate Bearing Test :
يستخدم هذا الجهاز لقياس قدرة تحمل التربة لمواد الرصف والأحمال المارة عليها، ويستخدم في الاختبار أقراص معدنية مستديرة أقطارها 300، 450، 600، 750 مم ويتم تحميل هذه الأقراص بواسطة رافعة ميكانيكية أو هيدروليكية، ويقاس مقدار هبوط الأقراص بمؤشرات من ثلاثة إلى أربعة، والذي منه يستنتج مقدار الجهد الواقع على التربة أسفل القرص.

10- اختبار تحديد دليل قوة تماسك الصخر Rock Quality Designation, RQD:
في هذا الاختبار يمكن معرفة قوة تماسك الصخر ووصف كمية التكسر في الموقع، وتتلخص الطريقة في حساب أطوال قطع الصخر المستخرجة من الحفر الاختبارية داخل أنبوبة العينة والتي يزيد أطوالها عن 4 بوصة (101.6مم ) وقسمته على طول العينة، وهذه النسبة تمثل المردود مـن الصخر،

اختبارات التربة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

» قوام التربة - تحديد قوام التربة - مثلث نسجة التربة
» الى عشاق التربة وبعد طول انتظار : الكتاب الشامل في اختبارات التربة 2009
» بحث علمي شامل عن التربة وانواع التربة
» تجربة رص التربة
» كل كتب ميكانيكا التربة من هنا