تحسين خواص التربة الطينية الضعيفة بالتسليح بشبك من المواد البوليميرية

تحسين خواص التربة الطينية الضعيفة بالتسليح بشبك من المواد البوليميرية

عرف الانسان أسلوب تسليح التربة منذ القدم واستخدمه فى تقوية الطوب اللبن بإضافة القش اليه. لكن نتناول هذا الاسلوب بشكل علمى وأكاديمي لم يبدأ إلا فى أواخر الخمسينات من القرن الماضى على يد المهندس الفرنسى هنرى فيدال. وخلال السبعينات والتمانينات تطورت أنظمة تسليح التربة بشكل فعال حيث كثير من المواد البوليميرية التى يتم صناعتها أساسا من الألياف الصناعية وذات الخصائص والاستعمالات المختلفة مثل النسيج الصناعى والشبك الصناعى وقد تم استخدام هذه المواد فى مجالات مختلفة أهمها إنشاء الطرق على الأراضى الضعيفة وجسور السكك الحديدية وأسفل المنشآت البحرية مثل حماية الشواطىء والأرصفة والميول ودعامات الكبارى والحوائط الساندة وأخيرا تم استخدامها فى تقوية التربة أسفل الأساسات. وقد تم اعداد هذا البحث بهدف الوصول معمليا ونظريا الى دراسة سلوك التربة الطينية الضعيفة عند استخدام المواد البوليميرية فى تسليحها ولإمكان دراسة العوامل المتعددة التى تؤثر على هذا السلوك. تنقسم هذه الدراسة الى جزئين رئيسيين: الجزء الأول: يتضمن سلسلة من التجارب المعملية باستخدام جهاز القص الثلاثى تحت ظروف مماثلة للطبيعة لمعرفة سلوك التربة الضعيفة المسلحة بالمواد البوليميرية المصنعه فى مصر أولا: تجارب القص تحت تحميل غير منصرف للمياه داخل التربة على عينات غير مقلقلة بقطر 6.35سم وارتفاع 12.7سم. ثم تم تجهيز عينات فى المعمل بنفس الأبعاد بعد محاولات عديدة لتعطى نفس خواص العينات الغير مقلقلة مثل علاقة الاجهاد والإنفعال وضغط المياه البينية والا انفعال ومعاملات القص. ثانيا تجارب القص تحت تحميل غير منصرف للمياه داخل التربة على عينات التربة الطينية الضعيفة الغير مسلحة والمسلحة بطبقة وطبقتين وثلاث طبقات من الشبك والنسيج الصناعى بقطر 10سم وارتفاع 15سم بنفس طريق تجهيز العينات السابقة للمقارنة مع العينات الغير مقلقلة لدراسة سلوك التربة الضعيفة المسلحة على المدى القصير. ثالثا: تجارب القص المنصرف البطىء للمياه داخل التربة على عينات بقطر 10سم وارتفاع 15سم غير مسلحة ومسلحة بطبقة وطبقتين وثلاث طبقات من الشبك الصناعى لدراسة سلوك التربة الضعيفة المسلحة على المدى الطويل. رابعا: تجارب الانضغاط على المدى الطويل للتربة الضعيفة باستخدام جهاز الانضباط القياسى وجهاز آخر معدل تم تصنيعه بمعرفة الباحث. الجزء الثانى: يتضمن الدراسة النظرية بإستخدام طريقة العناصر المحددة بواسطة برنامج معد خصيصا لميكانيكا التربة (PLAXIS) الذى يأخذ فى الإعتبار النماذج الرياضية المعبرة عن التغير الغير خطى- المرن – اللدن لسلوك التربة. حيث تم استخدام الدراسة النظرية لأساس شريطى فوق التربة الطينية الضعيفة الغير مسلحة والمسلحة بالنسيج الصناعى المستخدم فى الدراسة العملية. أخذا فى الاعتبار تأثير عمق طبقة التسليح أسفل الأساس وطول طبقة التسليح وعدد الطبقات والمسافة بينها تحت ظروف تحميل غير منصرفة ومنصرفة. وقد خلصت هذه الدراسة الى أن تتحسن خواص التربة الضعيفة المسلحة بزيادة عدد الطبقات مثل زيادة قدرة تحمل التربة وعلاقة الاجهاد الانفعال ومقاومة التربة للقص. لكن التسليح ليس له أى تأثير على ضغط المياه البينية داخل التربة. أثبتت التجارب المعملية أن التربة الضعيفة المسلحة بالسبك الصناعى تعطى تحسنا فى خواص التربة أفضل نسبيا من التربة المسلحة بالنسيج الصناعى. تتحسن خواص التربة الضعيفة المسلحة بزيادة عدد الطبقات على المدى الطويل. ولكن التحسن فى خواص التربة المسلحة على الدى القصير أفضل منه على المدى الطويل. النسيج الصناعى يقلل من الازحات الرأسية والأفقية ويعيد نوزيع الاحهادات على مساحة اكبر داخل التربة المسلحة. تتحسن خواص التربة المسلحة كلما اتجهت طبقة التسليح نحو الأساس. ولكن طول طبقة التسليح له تأثير ضعيف على خصائص التربة المسلحة. أثبتت الدراسة النظرية أن كلما قلت المسافة بين الطبقات كلما زاد التحسن فى خواص التربة المسلحة لذلك أحسن مسافة بين الطبقات تعادل خمس عرض الأساس.