اختبارات القص في التربة عرض تقديمي موسع – الهندسة الجيوتقنية
مقدمة مقاومة القص للتربة من أهم خصائصها الهندسية. أهميتها: - استقرار المنحدرات - تصميم الأساسات - تحليل ضغوط التربة على الجدران الاستنادية
نظرية موهر-كولومب العلاقة الأساسية لمقاومة القص: τ = c + σ tan(φ) حيث: - τ = مقاومة القص - c = التماسك - φ = زاوية الاحتكاك الداخلي - σ = الإجهاد العمودي
اختبار القص المباشر (Direct Shear Test) - توضع العينة داخل صندوق القص. - تطبيق الحمل الرأسي σ. - تحريك نصف الصندوق أفقياً حتى الفشل. - تسجيل قوة القص والإزاحة. - رسم بياني: إجهاد القص مقابل الإزاحة.
جهاز القص المباشر يتكون من: - صندوق القص - نظام تحميل رأسي - آلية قص أفقية - أجهزة قياس الحمل والإزاحة
الاختبار الثلاثي (Triaxial Test) - العينة مغلفة بغشاء مطاطي. - توضع داخل خلية ضغط. - تطبيق ضغط محيطي σ3. - تحميل المحور الرأسي σ1 حتى الفشل. - تسجيل منحنيات إجهاد-انفعال ودوائر موهر.
أنواع الاختبارات الثلاثية 1- UU: غير مصروف، غير محصور. 2- CU: مصروف، غير محصور. 3- CD: مصروف ومحصور.
جهاز الاختبار الثلاثي مكونات الجهاز: - خلية ضغط أسطوانية - غشاء مطاطي للعينة - نظام تحميل محوري - حساسات قياس الانفعال والضغط
اختبار القص بالريشة (Vane Shear Test) - مناسب للتربة الطرية (الطينية). - إدخال ريشة معدنية وتدويرها حتى فشل التربة. - استخراج مقاومة القص.
المقارنة بين الاختبارات - القص المباشر: سهل التنفيذ، اتجاه فشل محدد. - الثلاثي: دقيق، مرن، دراسة ظروف تصريف مختلفة. - الريشة: مناسب للتربة الطرية في الموقع.
تطبيقات النتائج - قدرة تحمل الأساسات - استقرار المنحدرات - تصميم الجدران الاستنادية - حساب الانزلاقات
خاتمة - اختبارات القص ضرورية لتوصيف التربة. - اختيار نوع الاختبار يعتمد على ظروف المشروع. - النتائج تساعد في تصميم آمن وفعال للمنشآت الهندسية
المراجع - Braja M. Das, Principles of Geotechnical Engineering - Coduto, Foundation Design - ASTM Standards for Soil Testing