Abeer Issa
يتعلق أمان أية منشأة جيوتكنيكية بمتانة التربة على القص. إذا فقدت التربة متانتها على القص فإن المنشأة المقامة عليها سوف تخضع لهبوطات كبيرة مسببة الكثير من الأضرار وتهديد حياة الأشخاص القاطنين في تلك المنشأة. يستخدم مصطلح المتانة للتعبير عن مقاومة القص وهي ضرورية لتحديد قدرة تحمل التربة ولدراسة توازن المنحدرات ولدراسة الإجهادات والتشوهات في التربة.
سلوك الترب تحت تأثير القوى القاصة: تعرف متانة التربة على القص بأنها مقاومة التربة للإجهادات القاصة من أجل فهم سلوك التربة تحت تأثير الإجهادات القاصة فإننا سوف نشرح سلوك مجموعتين من الترب تحت تأثير إجهادات قاصة.
المجموعة الأولى: مقاومتها ضعيفة، وتشمل الرمل المخلخل والغضار المشدد طبيعياً.
المجموعة الثانية: مقاومتها مرتفعة، وتشمل الرمل المتراص والغضار مسبق التشديد.
لنأخذ عينتي تربة ممثلتين للمجموعتين الأولى والثانية ونجعلهما تتشوهان تحت تأثير تشوهات قاصة سوف نعتبر أن التشوهات الناظمية الأفقية معدومة وبالتالي فإن التشوه الحجمي سوف يكون مساوياً للتشوه الناظمي الشاقولي سوف نفترض أن كلاً من عينتي التربة معرض لإجهاد ناظمي شاقولي ثابت ولإجهاد قاص متزايد.
نتائج التجارب على عينة المجموعة الأولى هي كالآتي:
1. زيادة تدريجية لإجهاد القص مع زيادة تشوه القص حتى قيمة ثابتة تقريباً لإجهاد القص.
2. زيادة انضغاط التربة مع زيادة التشوهات القاصة حتى قيمة ثابتة للتشوه الشاقولي يكافئ ذلك نقصان لعامل المسامية مع زيادة تشوه القص حتى قيمة ثابتة لعامل المسامية.
أما نتائج التجارب بالنسبة لعينة المجموعة الثانية فهي كما يلي:
1. زيادة سريعة لإجهاد القص مع زيادة تشوهات القص حتى تصل إلى الذروة عند قيمة منخفضة نسبياً للتشوهات القاصة، ثم تنخفض الإجهادات القاصة مع زيادة تشوهات القص حتى الوصول إلى قيمة ثابتة تقريباً.
2. انضغاط التربة في البداية ثم زيادة في الحجم حيث تصبح التربة أقل كثافة حتى الوصول إلى قيمة حدية لعامل المسامية.
التحميل المصرف والتحميل غير المصرف
يكون التحميل مصرفاً عندما تتبدد زيادة ضغط الماء المسامي المتكونة نتيجة للتحميل. أما التحميل غير المصرف فيحصل عندما لا يمكن لزيادة ضغط الماء المسامي أن تتبدد على الأقل بسرعة. تتعلق حالة التحميل مصرفة أم غير مصرفة بنوع التربة وتشكيلها الجيولوجي وبسرعة التحميل.
تكون سرعة التحميل في التحميل غير المصرف أكبر بكثير من سرعة تبدد زيادة ضغط الماء المسامي وينعدم بذلك التغير الحجمي للتربة، وينتج عن ذلك تغيراً لضغط الماء المسامي.
الترب التي تميل إلى الانضغاط في حالة التحميل المصرف يحصل فيها زيادة في ضغط الماء المسامي أثناء التحميل غير المصرف، وهذا يؤدي إلى انخفاض قيمة الإجهادات الفعالة، أما الترب التي تميل إلى التوسع في حالة التحميل المصرف فسوف يحصل فيها نقصاناً في ضغط الماء المسامي أثناء التحميل غير المصرف وهذا يؤدي إلى زيادة الإجهادات الفعالة.
يحتاج الغضار لفترة طويلة من الزمن تصل إلى عدة سنوات من أجل تبدد الزيادة في ضغط الماء المسامي لذلك إذا خضعت الترب الغضارية لتحميل خلال فترة قصيرة من الزمن، فيجب أن يطبق عليها حالة التحميل غير المصرف، أما إذا كان التحميل طويل الأمد كالتشديد الناتج عن الأحمال الثابتة للمنشأ، فيمكن اعتماد التحميل المصرف في دراسة سلوك التربة.
أما إذا خضعت الترب المفككة الخشنة لزيادة في ضغط الماء المسامي فإنها تتبدد بسرعة ويمكن أن يطبق عليها التحميل المصرف لجميع حالات التحميل الستاتيكي، أما التحميل الديناميكي فيعتبر تحميلاً غير مصرفاً حتى في حالة الترب المفككة.
عند تصميم المنشآت الجيوتكنيكية يجب على المهندس الجيوتكنيكي دراسة حالتي التحميل المصرف وغير المصرف واعتماد الحالة الملائمة بما يتناسب مع حالات التحميل التي يمكن أن يخضع لها المنشأ.
