جامعة دمشق كلية الهندسة المدنية قسم الهندسة الجيوتكنيكية ميكانيك التربة 1 د.م.عبد الرحمن المنصوري المحاضرة األولى

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "جامعة دمشق كلية الهندسة المدنية قسم الهندسة الجيوتكنيكية ميكانيك التربة 1 د.م.عبد الرحمن المنصوري المحاضرة األولى"

Καλλιστράτης Ταρσούλη
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 جامعة دمشق كلية الهندسة المدنية قسم الهندسة الجيوتكنيكية ميكانيك التربة 1 المحاضرة األولى

أوال - تعاريف أساسية : التربة : جسم طبيعي غير متجانس نشأ نتيجة

من حجم وشكل حبيبات والمواد الكيمائية للحبيبات.

متفككة أو متماسكة بقوى داخلية, وتوجد في الطبقات العليا من األرض.

بدراسة وتحليل وتصنيف وفق تجارب وتحريات حقلية لمختلف أنواع الترب

الموجودة, مختلف أنواع األنفاق, أنظمة السند الجانبي بمختلف

2 أوال - تعاريف أساسية : التربة : جسم طبيعي غير متجانس نشأ نتيجة تاثير العوامل الجوية على الصخور, حيث الخواص الفيزيائية للتربة) من حجم وشكل حبيبات والمواد الكيمائية للحبيبات...( بشكل أساسي تحددها المنراالت المؤل فة لحبيبات التربة, وهي إما متفككة أو متماسكة بقوى داخلية, وتوجد في الطبقات العليا من األرض. الهندسة الجيوتكنيكية : هي فرع من فروع الهندسة المدنية تعنى بدراسة وتحليل وتصنيف وفق تجارب وتحريات حقلية لمختلف أنواع الترب والصخور ودراسة )مختلف أنواع االساسات السطحية والعميقة حسب تربة الموجودة, مختلف أنواع األنفاق, أنظمة السند الجانبي بمختلف أنواعها, السدود الترابية والركامية, تحسين وتثبيت الترب... ) 1- - الشكل ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 1

3 ثانيا دورة حياة الصخورSoil : Rock Cycle and the Origin of حسب طريقة التشكل تقسم الصخور إلى ثالث أنواع : صخور اندفاعية igneous ناتجة عن تبريد الالفا المنصهرة الخارجة من باطن األرض صخور رسوبية sedimentary ناتجة عن رص الرواسب والتي تم تشكيلها نتيجة تأثير العوامل الجوية )تأثير فيزيائي والرياح (. صخور متحولة metamorphic تتشكل نتيجة تحول الصخور االندفاعية والرسوبية نتيجة الضغط والحرارة كيمائي بيولوجي( وعمليات النقل )المياه الشكل ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 2

4 ثالثا : قياس حبيبات التربة :Soil-Particle Size حسب قياس الحبيبات تقسم الترب إلى : بحص : Gravel يتكون من قطع صخرية مع منرال الكوارتزأو الفلدسبار احيانا وبعض المنراالت األخرى. رمل : Sand تتألف غالبا من منرال الكواتر والفلدزبار ومنراالت أخرى. سيلت : Silt تتألف من حبيبات ناعمة جدا من منرال الكوارتز مع بعض حبيبات صفائحية من منرال الميكا. غضار : Clay حبيباتها له شكل صفائحي حيث تتألف من حبيبات صفائحية من منرال الميكا ومنراالت الغضار وبعض المنراالت األخرى وتوجد عدة أنظمة لتصنيف الترب حسب قياس الحبيبات منها, حيث االكثر استخداما هو نظام التصنيف the Unified Soil :(ASTM) American Society for Testing and Materials والمعتمد من قبل Classification System is 1- - الجدول ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 3

شكل التالي يوضح حدود كل نوع تربة حسب االنظمة المختلفة : 3- - الشكل رابعا : التحليل الميكانيكي للتربة : Mechanical Analysis of Soil يستخدم لتحديد مجال توزع أقطار مختلف الحبيبات الموجودة في التربة معبر

5 شكل التالي يوضح حدود كل نوع تربة حسب االنظمة المختلفة : 3- - الشكل رابعا : التحليل الميكانيكي للتربة : Mechanical Analysis of Soil يستخدم لتحديد مجال توزع أقطار مختلف الحبيبات الموجودة في التربة معبر عنها كنسبة مئوية من وزن التربة الجاف الكلي وحسب أقطار الحبيبات يوجد نوعين من أنظمة التحليل : تحليل منخلي : sieve analysis من أجل اقطار الحبيبات أكبر من mm تحليل هيدروميتر : hydrometer analysis من أجل أقطار حبيبات أصغر من mm.1.2 ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 4

التحليل المنخلي : Sieve analysis هو عبارة

6 التحليل المنخلي : Sieve analysis هو عبارة عن عملية نخل للتربة عبر إمرارها مع الهز بمجموعة من المهزات ذات األقطار المتدرجة من األكبر قطرا حتى األصغر وانتهاءا بال Pan ويوجد عدة أنواع للمهزات منها : U.S. standard.i 2- - الجدول 4- - الشكل ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 5

7 أيضا هناك نوعين من التحليل المنخلي : تحليل رطب : يستخدم من أجل فصل الحبيبات الناعمة Fine عن الخشنة Coarse حيث نقوم بغسل العينة وهي في المنخل ذا القطر مم بحيث تبقى الحبيبات الخشنة فقط. تحليل جاف : يستخدم في حال أقطار حبيبات أكبر من مم حيث الحبيبات الناعمة غير موجودة. خطوات التحليل المنخلي : يتم وضع العينة على مجموعة المهزات المرتبة بحسب أقطارها ثم نقوم بعملية الهز إما ميكانيكيا أو يدويا. نقوم بقياس وزن المحجوز في كل مهزة )المحجوز : هي الحبيبات المحجوزة والتي أقطارها أكبر من فتحة المهزة ) M1,M2, Mn يتم حساب الوزن الكلي للمحجوز بجمع المحجوز الجزئي لكل مهزة.ΣM=M1+M2+ +Mn حسب المحجوز التراكمي وهو وزن المحجوز على مهزة محددة Mi ومجموع أوزان المحجوز للمهزات التي فوقها.M1+M2+ +Mi يتم حسب وزن التربة المارة من المهزة المحددة بطرح الوزن الكلي من المحجوز التراكمي (M1+M2+ +Mi) ΣM- ثم يتم حساب النسبة المئوية للمار لكل مهزة : F ثم يتم الرسم على مخطط نصف لوغاريتمي بيحث المحور األفقي يمثل أقطار المهزات والمحور الشاقولي يمثل نسبة المار لينتج معنا منحني يدعى ب منحني التدرج الحبي.particle-size distribution curve 5- - الشكل ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 6

8 أيضا هناك ثالث نقاط هامة على المنحني ومنها نحدد معاملين هامين في وصف منحني التدرج الحبي : d10 : القطر القعال وهو قطر المهزة األعظمي الذي يمرر %10 من وزن العينة. d30 : قطر المهزة األعظمي الذي يمرر %30 من وزن العينة. قطر المهزة األعظمي الذي يمرر %60 من وزن العينة. d60 : 6- - الشكل معامل التجانس : Uniformity coefficient Cu معامل التدرج : Coefficient of gradation Cc ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 7

9 وممكن حسب منحني التدرج الحبي معرفة نسبة كل من البحص والرمل واالسلت والغضار : 3- - الجدول أيضا حسب شكل منحني التدرج الحبي ممكن وصف التربة ب : a. جيدة التدرج الحبي : يوجد تدرج واسع ألحجام حبيبات التربة حيث معامل التجانس له أكبر من 4 للبحص وأكبر من 6 للرمل ومعامل تدرج من 1 إلى 3 للبحص والرمل b. سيئة التدرج الحبي : معظم حبيبات التربة بنفس الحجم تقريبا c. تربة ذات فجوة : أحد اقطار ضمن الحبيبات ضمن التدرح الحبي غير موجودة 7- - الشكل ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 8

التدرج الحبي الناتج باتباع الخطوات السابقة يمكن تنظيم

10 -1-: مثال أظهرت نتائج تجربة التحليل المنخلي النتائج التالية : 4- - الجدول قم بالحسابات الالزمة وارسم منحني التدرج الحبي الناتج باتباع الخطوات السابقة يمكن تنظيم الجدول التالي : الحل : 5- - الجدول ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 9

11 ثم نقوم برسم منحني التدرج الحبي حسب الجدول السابق : 8- - الشكل مثال -2-: من أجل منحني التدرج الحبي بالمثال السابق, أحسب :. d60, d30, d10 معامل التجانس. Cu معامل التدرج. Cc الحل : من الشكل -8- نالحظ أن : ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 10

الترسيب لحبيبات التربة في الماء, حيث عندما يتم وضع التربة المشتتة في الماء فإن كل حبيبة تترسب بسرعات مختلفة بحسب شكلها وقطرها ووزنها

12 وبالتالي حسب القوانين السابقة : مثال -3-: لمنحني التدرج الحبي السابق حدد نسبة كل من البحص والرمل والسلت والغضار باستخدم تصنيف USCS الحل : من منحني التدرح الحبي يمكن استنتاج التالي وحسب الجدول -3- : 6- - الجدول تحليل الهيدروميتر : Hydrometer analysis يعتمد على مبدأ الترسيب لحبيبات التربة في الماء, حيث عندما يتم وضع التربة المشتتة في الماء فإن كل حبيبة تترسب بسرعات مختلفة بحسب شكلها وقطرها ووزنها ولزوجة الماء. للتبسيط يتم فرض شكل حبيبات التربة كروي وباالتالي يمكن استخدام قانون ستوك Stokes law لحساب السرعة :.II ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 11

13 حيث : : v السرعة. : ρ s كثافة حبيبات التربة. : ρ W كثافة الماء. : η لزوجة الماء. : D قطر حبيبات التربة. وبالتالي من المعادلة السابقة : حيث : بالتعويض : أو : : ρ W وباعتبار = 1 g/cm 3 ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 12

14 9- - الشكل قيمة L بال سم من أجل ASTM 152H hydrometer ممكن حسابها كالتالي : حيث : : L 1 المسافة على طول جذع الهيدروميتر من أعلى االنتفاخ وحتى عالم قراءة الهيدروميتر بال سم : L2 طول االنتفاخ للهيدورميتر ويساوي 14 سم ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 13

15 67 VB : حجم االنتفاخ للهيدروميتر والذي يساوي cm مساحة المقطع العرضي لالسطوانية للهيدروميتر وتساوي Cm 2 : A حيث قيمة L1 هي 10.5 سم من أجل 0=R و 2.3 سم من أجل 60=R وبالتالي يمكن حساب L1 ألي قيمة R: 7- - الجدول حيث ال R معامل تصحيح الشكل الهاللي لسطح الماء بالتالي : ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 14

16 ممكن جمع المخططن الناتجين من التحليل الحبي ومن التحليل الهيدروميتر : الشكل التحليل المنخلي يعطي القطر المتوسط بينما التحليل الهيدروميتر يعطي قطر مكافئ لكرة تسقط ضمن الماء بنفس النسبة التي تسقط فيها حبيبة التربة. نهاية المحاضرة ا ل م ح ا ض ر ة ا أل و ل ى 15

Σχετικά έγγραφα

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) z : = 4 = 1+ و C. z z a z b z c B ; A و و B ; A B', A' z B ' i 3

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) z : = 4 = 1+ و C. z z a z b z c B ; A و و B ; A B', A' z B ' i 3 ) الحدة هي ( cm ( 4)( + + ) P a b c 4 : (, i, j ) المستي المرآب منسب إلى المعلم المتعامد المتجانس + 4 حل في مجمعة الا عداد المرآبة المعادلة : 0 6 + من أجل آل عدد مرآب نصع : 64 P b, a أ أحسب (4 ( P ب عين