منتدى كليه علوم الارض والتعدين ( حلفا)
منتدى كلية علوم الارض و التعدين

مرحبا زائرنا الكريم نسعد كثيرا

بتسجيلك في منتدى كليه علوم

الارض و التعدين





















بحـث
 
 

نتائج البحث
 


Rechercher بحث متقدم

سحابة الكلمات الدلالية

عن  بحث  البترول  

المواضيع الأخيرة
» الجيولوجيا الهندسية Engineering geology
الخميس أكتوبر 03, 2013 4:17 pm من طرف م/ خالد محمود الاصبحي

» بعض مصطلحات الجيولوجيا
الأربعاء أكتوبر 02, 2013 4:55 pm من طرف م/ خالد محمود الاصبحي

» جيولوجيا هندسيه
الثلاثاء ديسمبر 11, 2012 3:15 pm من طرف مصطفى سكريب

» مقدمه جيوفيزياء للفصل الخامس
الخميس نوفمبر 22, 2012 9:41 pm من طرف مصطفى سكريب

» الصخور المتحوله
الخميس نوفمبر 22, 2012 9:30 pm من طرف مصطفى سكريب

» دراسة الصخور الرسوبيه الفتاتيه في الحقل
الخميس نوفمبر 22, 2012 9:16 pm من طرف مصطفى سكريب

» مستحثات
الخميس نوفمبر 22, 2012 9:11 pm من طرف مصطفى سكريب

» مكونات حجر الرمل
الأربعاء أكتوبر 24, 2012 6:44 am من طرف مصطفى سكريب

» التراكيب الجيولوجية
الثلاثاء أكتوبر 23, 2012 7:02 pm من طرف محمد فضل

سبتمبر 2017
الإثنينالثلاثاءالأربعاءالخميسالجمعةالسبتالأحد
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 

اليومية اليومية

أفضل 10 أعضاء في هذا المنتدى
مصطفى سكريب
 
محمد فضل
 
م/ خالد محمود الاصبحي
 


جيولوجيا هندسيه

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

جيولوجيا هندسيه

مُساهمة من طرف مصطفى سكريب في الثلاثاء ديسمبر 11, 2012 3:15 pm

مقدمة
فى العصر الحديث حدثت تطورات عظيمة في مجال الهندسة الحديثة وذلك من خلال تفاعل و تداخل خيرات المدنية من جهة والتقدم العلمي والتقني على مستوي الإنسانية من جهة أخرى لذا ازداد معامل الأمان في تصنيع المواد وتحسنت طرق صنعها واستخداماتها وكيفية التعامل معها وايجاد البدائل المناسبة لها وفي الوقت نفسه ازدادت المقاييس والحجوم والأوزان للتراكيب الإنشائية بحيث تضاعفت عدة مرات عما كانت عليه سابقاً بسبب التقدم العلمي والتقني الهائل.
- فنمو السريع الذي صاحب تطور علوم الأرض وميكانيكا الصخور سواء في النظريات أو الأجهزة المستخدمة او طرق القياس في الكشف والتحدي الجيولوجي تعد من العوامل الأساسية التي ساعدت في تنفيذ هذه التطبيقات الهندسية في عدة مجالات من الحياة المدنية . حيث ان تطور المدينة الحديثة وزيادة الكثافة السكانية وتعقد الحياة استوجبت القيام ببناء مشاريع هندسية كبيرو كالأنفاق والسدود والخزانات لمواكبة هذه التطور في حين تقتضي بعض الظروف لقيام ببناء او استقلال فتحات تحت سطح الأرض
لغرض خزن المواد فيها كالبترول والمواد الكيميائية والاعذية وبعض التجهيزات الطبية. أما أهمية استخدام الخبرة الجيولوجية في الهندسة المدنية والإنشاءات ، لقد سب قان اشرنا في الفقرة السابقة خول استخدمات الجيولوجيا في مبادئي الهندسة بصورة عامة وهنا سنركز على اهتمامات المهندس المدني في هذا المجال . رغم معرفتنا بان مجال التطبيق هو المعرفة العلمية والممارسة الميدانية
ولكن سنكتسب الخبرة يصوره أسرع وأدق عندما نتضمن مفردات دارسة الهندسة المدنية أساسات مادة الجيولوجيا الهندسية .
وهذا يتطلب تقديم براهين وأدلة عن بعض فوائد المعرفة الجيولوجية التي يمكن تلخيصها بما يلي :-
1- المعرفة على أصل مواد الأرض وطريقة تكوينها وأماكن تواجدها في الطبيعة وكيفية استخراجها ومجالات الفائدة من استخراجها . ويضاف إلى ذلك معرفة خواصها الفيزيائية والميكانيكية وطبيعة المنشت المقامة فيها .
2- معظم اساسات المشاريع الهمدسية الكبيرة كالمباني والجسور والسدود والخزانات والانغال والطرق عبارة عن مسائل جيولوجية لكونها تقام على الارض وتنشأ من مواد أرضية طبيعية .
3- المعرفة الجيولوجية تساعد المهندس المدني في نخطيط عمليات الحفر في الارض في صورة امينة مقبولة عندما يتم استطلاع الموقع بصورة جيدة سواء في توفر المواد المطلوب ازالتها او استبدالها بمواد اخرى في هذا الموقع او ذاك .
4- معرفة المهندس المدني باماكن تواجد المياه تعد ذات اهمية كبيرة في فروع الهندسة المائية كالهندسة الصحية وإسالة المياه او الري وابزل او الحفريات او السيطرة على الانهيارات الارضية .
5- الالمام الجيد بالمياه السطحية وافعالها الجيولوجية توفر اساساً مهماً في كيفية السيطرة على الانهار واعمال المواني والسواحل والمحافظة على التربة وحماية البيئة .
6- توفر الخبرة الجيولوجية للمهندس المدني القابلية على قراءة التقارير الجيولوجية والخرائط الطبوغرافية والجيولوجية والصور الجوية وتفسيرها وهذه بدورها تساعد في تخطيط المشاريع الهندسية وطريقة توزيع الطبقات الصخرية وانواع الترب في اى منطقة محددة . يضاف الى ذلك التعرف على اهم التراكيب الجيولوجية المؤثرة عند الانشاء كالفوالق والثنيات والفواصل
7- احيراً . تزيد المعرفة الجيولوجية من قدرة المهندس المدني على تشخيص المشاكل الجيولوجية والتصال بالمختصين بعلوم الارض عند مواجهتها والتعلرف على المفاهيم الجيولوجية ولغتها الفنية .
الخواص الفيزيائية والميكانيكية للتربه

تعريف التريه : هى تلك الطبقه المفتته والمفككه من القشره الارضيه بفعل عوامل التعريه والتجويه وتتكون من خليط للمواد الصلبه والسائله والغازيه . ومن اهم عوامل تكوين التربه :
ا- الماده الصخريه الاصليه ب – المناخ ج- الانحدار للسطح د- الكائنات الحيه ه- الزمن
ومن انواع التربه : التربه المتبقبه (Residual Soil) والتربه المنقوله Transported ومن اقسامها : التربه الخشنه المفككه و التربه الناعمه المتماسكه وهنالك ثلاثه حالات التربه : الحاله الصلبه وهى عباره عن الحبيبات الصلبه المكونه للتربه والحاله السائله وهى المياه الموجوده بين الحبيبات والفراغات والحاله الغازيه وتتمثل فى الهواء الموجود فى الفراغات غير المشغوله. وقد تكون التربه ثنائيه اذا كانت فراغات التربه مليئه بالماء وهى حالة تشبع Saturation ) ) وقد تكون ثلاثيه فى حالة ان تكون الفراغات مشغوله جزئيا بالماء وجزئيا بالهواء بمعنى انها فى حالتها المبلله او الطبيعيه .


1- خاصية الثقل النوعى Specific Gravity
هو وزن وحدة حجم التربه في حالتها الصلبة وتتميز بالجرام لكل سم3 وتساوي رياضياً


حيث ان:
WS وزن امادة الصلبة لعينة الصخر بالجرام VS هوحجم المواد الصخرية للعينة السنتمتر المكعب δ هو الثقل النوعى.
2- نسبة الرطوبة Moisture Ratio(M):
هي النسبة المئوية للرطوبة في التربة بين وزن الماء و الوزن الذى يحتوية حجم معين من الصخر ( التربة)
تجربة توضح ايجاد المحتوى المائى في الصخر:-
تحدد درحة الرطوبة في الصخر بالخطوات التالية:-
(1) نحضر صندوق خاص بغطاء يوزن (W)
(2) نقوم باحضار عينة من التربه الرطبه وزنها من 10 -20 جرام ، نضعها داخل الصندوق نقوم بقفل الصندوق جيداً ويتم وزنة (W1)
(3) يتم تحويل الصندوق وبداخلة العينة داخل دولاب التجفيف، نرفع الغطاء من الصندوق وبانتظام في حدود (1-2) ساعة نقوم برفع درجة حرارة الدولاب الي 105 درجة مئوية ، عند هذة الدرجة تبقي عينة الصخر في حدود (5-6) ساعات.
(4) بعد ذلكيتم قفل الصندوق داخل الدولاب ونقوم بتحويلة الي اناء زجاجى سميك بداخلة كمية من CaCl الذى يعمل علي امتصاص الرطوبة من الصخر وفي خلال (30-40) دقيقة تبرد العينة ونقوم بوزنها (W2)
(5) للضمان نقوم بوضع الصندوق وبداخلة الغينة مرة اخرى دخل دولاب التجفيف لمدة ساعتينعند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، بعد ذلك نجعلة يبدرد داخل الوعاء الزجاجى الذي به CaCl ونقوم بوزنه مره اخري (W2) هذه العملية نقوم بتكرارها حتى يصل الفرق بين اخر وزنين لا يتعدى 0.02 جرام.
وبالتالي من التجربة ومن المعطيات السابقة نحدد درجة الرطوب في الصخر.


حـد السيولة (Liquid limit LL ) :
وهو أقل نسبة للمحتوى المائي للتربة والذي إذا قل عنه أصبحت التربة لدنة ، وعند هذا المحتوى توشك التربة أن تصبح سائلاً لزجاً اقترح أتربرج تعريف حد السيولة بأنه المحتوى المائي للتربة التي عندها يلتحم ولمسافة نصف بوصة جانبي شق في العينة من تأثير 25 ضربة في جهاز تعيين السيولة بحيث تسقط كل ضربة مسافة 1سم . وهناك عدة عوامل في هذا الاختبار تؤثر على المحتوى المائي هـي :
سرعة الضربات . الوقت اللازم لتحضير العينة في جهاز السيولة . الرطوبـة النسبيـة . نوع جهاز السيولة . مسافة السقوط والمحددة هنا بواحد سنتيمتر .
هذا بالإضافة إلى نوع التربة وكفاءة الشخص الذي يقوم بالتجربة


Cassagrande جهاز كاساجراند



حد اللدونة (Plastic Limit PL ) :
وهو المحتوى المائي للتربة والذي إذا قل عنه تصبح التربة غير لدنة . لقد أمكن من التجربة إعطاء حد اللدونة تعريف كيفي على أنه المحتوى المائي الذي يمكن عنده فتل التربة إلى خيط قطره ( 0.125 بوصة ) دون أن ينقطع هذا الخيط ، وتعتمد هـذه التجربة نوعاً ما علـى الشخص الذي يقوم بها مقارنة بتجربة حد السيولة ، وذلك لصعوبة تقدير قطر قدره ( 0.125 بوصة ) . ولكن للحصول على نتائج أكثر دقة يمكن مقارنة خيط التربة بسلك أو قضيب قطره ( 0.125 بوصة ) ، حيث يمكن إجراء التجربة من قبل فنيين مختلفين والحصول على نتائج في حدود 1- 3٪ لنفس نوع التربة .
أما الخواص المتعلقة بنوعية اللدونة فتشمل ما يلي :
1- كلما كانت التربة ذات لدونة عالية نجد بان احتمال انهيار التربة كبير عند تحميلها وان زوايا مقاومة الفص تكون قليلة .
2- عندما تتشابه التربة حيث تاريخها الجيولوجي وحد سيولتها لربما تسلك نفس السلوك في درجة الانضغاط تأثير الأحمال المسلطة عليها .
3- عندما تتشابه التربة حيث تاريخها الجيولوجي سيولتها ولكنها تختلف فيما يبينها من حيث حد اللدونة مما تنتج عنها أن تختلف في نفاذتها أو درجة ترابطها سواء كانت جافة أو رطبة .
4- عندما تكون التربة من حيث تاريخها الجيولوجي ودليل لدونتها متشابه ولكنها مختلفة من حيث حد السيولة ن مجد ان التربة التي تمتلك حد سيولة عالية لها قابلية انضغاط وانفاذية علية وتتماسك بالسرعة
* مؤشر اللدونة Plasticity Index ( PI ) :
هو الفرق بين حد السيولة وحد اللدونة للتربة ويمكن كتابته كما يلي :
PI = LL - PL
تكون التربة عديمة اللدونة في الحالات التالية :
1. عندما يصعب تعين حد السيولة أو حـد اللدونـة .
2 - عندما يكون حد اللدونة مساوياً أو أكبر من حـد السيولة
3- ويسمى الصلصال لدن عندما يكون دليل اللدونة اكبر من 15 .

*حد الانكماش Shrinkage Limit (SL) ) :
وهو أقل نسبة مئوية للمحتوى المائي والتي لا يحدث بعدها أي نقص في حجم التربة نتيجة لفقدان الرطوبة منها
*التدرج الحبيبي للتربة Grain Size Distribution
يستخدم اختبار التدرج الحبيبي في تصنيف التربة عن طريق التحليل المنخلي لها Sieve Analysis باستخدام المناخل التي تتراوح فتحاتها من 100ملم ( 4 بوصة ) إلى 0.075ملم ( منخل رقم 200) حسب المواصفات الأمريكية وهي

رقم المنخل الفتحات بالملم
4ً 100.00
3 ً 75.00
2 ً 50.00
2/1 1 ً 37.5
1 ً 25.00
4/ 3 ً 19.00
2/1 ً 12.5
8/3 ً 9.5
4 4.75
10 2.00
20 0.850
40 0.425
80 0.180
200 0.075
جدول رقم ( 2 ) أرقام المناخل ومقاساته
ويقاس التدرج الحبيبي لجزء التربة المار من المنخل رقم (200) باستخدام جهاز قياس الثقل النوعي Hydrometer ، ويتم بعد ذلك رسم منحنى التدرج ومن ثم تحديد نسب المواد المكونة للتربة والتي من أهمها نسبة المواد الطينية ، ويتم تحديد المواد المخصصة للردم أو لتصميم الطريق بناءاً على المواصفات الخاصة بالمشروع والتي تعطي أفضل تدرج وثبات وأكبر قدرة تحمل ، ويتم التأكد من مطابقة المواد لتلك المواصفات عن طريق التحليل المنخلي لعينة منها .
*اختبار الدمك Compaction (Proctor ) Test)
يتم في اختبار الدمك تحديد العلاقة بين الكثافة الجافة للتربة المائي (W ) ومن ثم تحديد الكثافـة الجافـة العظمى Maximum Dry Unit Weight ( والمحتـوى الرطوبـي الأمثـل Optimum Moisture Content, (OMC) للتربة باستخدام طريقتي اختبار بروكتور ، وذلك من أجل تحديد الكثافة القصوى والرطوبة المثلى التي ستقارن بها الكثافة الحقلية ، وكذلك تحديد الطاقة التي تتعرض لها التربة في الدمك في المعمل لتمثيلها على الطبيعة باستخدام أدوات ومعدات الدمك المختلفة . والطريقتان المستخدمتان للدمك همــا :
1. اختبار بروكتر القياسي Standard Proctor Test .
2. اختبار بروكتر المعدل Modified Proctor Test .
ويتم حساب الطاقة المبذولة في عملية الدمك كما يلي :
الطاقة المبذولة في الدمك ( كيلوجول /م3) =
(عدد الطبقات × عدد الضربات × الارتفاع (م) وزن المطرقة (نيوتن ))/حجم القالب (م3)
فمثلا الطاقة المبذولة في الطريقة القياسية باستخدام قالب قطره 101.60ملم = 593.7كيلوجول /م3 وعند تمثيل الطريقتين على رسم بياني نجد أن في الطريقة المعدلة تكون التربة خالية من الهواء Air Voids Zero عندها تكون التربة مشبعه تماماً بالماء.

القياسي المعدل
القالب Mold قالب 4ً قالب 6ً قالب 4ً قالب 6ً
القطر (ملم) 101.60 152.4 101.6 152.4
الطول(ملم) 116.43 116.43 116.43 116.43
الحجم (سم) 944 2124 944 2124
وزن المطرقة نيوتن 24.5 44.5 24.5 44.5
عدد الضربات 25 25 25 25
عدد الطبقات 3 3 5 5
ارتفاع المطرقة (ملم( 305 305 457 457
جدول رقم ( 3 ) الفرق بين الأجهزة المستخدمة في طريقتي الدمك




* تحديد نسبة تحمل كاليفورنيا California Bearing Ratio , CBR
وهو قياس الحمل اللازم لغرز إبرة ذات قطر معين وبسرعة معينة في عينة التربة عند قيم محددة للمحتوى المائي والكثافة ، وحساب نسبة هذا الحمل ( الضغط ) إلى الحمـل ( الضغط ) القياسي عند غرزٍ للإبرة مقداره 5,2ملم ( 1ر. بوصة ) أو 5ملم ( 2ر. بوصة ) ويعطي الاختبار معلومات عن مدى انتفاخ التربة ومقدار القوة المفقودة للتربة عندما تكون التربة مشبعة بالماء ، كما تعطي نسبة التحمل لكاليفورنيا تصوراً عن تصرف التربة تحت الأزفلت ( مواد الأساس ) ، ويمكن عمل الاختبار في الحقل أو المعمل , ويوضح الجدول التالي بعض القيم لنسبة التحمل .
1. المواصفات الفنية .
ASTM – 854
AASHTO T -100
2. الأدوات المستخدمة .
1. دورق بحجم 100 مليلتر .
2. ثرمومتر وماء مقطر .
3. ميزان وفرن تجفيف .
3. الطريقة
1. املأ الدورق بماء مقطر إلى علامة 100 مليلتر .
2. قس وزن الدورق والماء Wa ثم حدد درجة حرارة الماء .
3. زن حوالي 100 جرام من التربة ثم ضعه في الدورق و أضف إليه الماء المقطر إلى ثلثي الدورق .
4. تخلص من الفقاعات الهوائية للمزيج باتباع أحد الخطوات التالية :
- سخن الدورق لمدة 15- 20 دقيقة مع التحريك ببطء .
- صل الدورق بجهاز الشفط Vacuum لمدة 10 دقائق وحرك الدورق باتجاه نصف دائري .
5. تأكد من أن درجة حرارة الماء بالدورق تساوي درجة الحرارة التي تم قياسها في 2 .
6. أضف ماءً مقطراً إلى الدورق حتى علامة 100 مليلتر ثم احسب وزن الدورق مع التربة والماء Wb .
7. ضع جميع ما في الدورق من التربة والماء في طبق تبخير ثم ضعه في الفرن ليجف وحدد وزن التربة الجافة Wo .
8. احسب الوزن النوعي كما يلي .
- الوزن النوعي ( درجة حرارة المعمل ) .
Gs @ Tx = W o { W o + ( W a – W b) }
حيث إن :
TX : درجة حرارة المعمل .
Wo : وزن التربة الجافة بالجرام .
Wa : وزن الدورق مملوءاً بالماء عند درجة حرارة المعمل بالجرام .
W b : وزن الدورق مع التربة والماء عند درجة حرارة المعمل بالجرام .
- الوزن النوعي ( درجة water /حرارة 20 ) = الوزن النوعي ( درجة حرارة المعمل ) × ( درجة حرارة المعمل ) water ) .( درجة حرارة 20 )
نسبة التحمل CBR تصنيف المواد مجال الاستخدام النظام الموحد USC نظام آشتوAASHTO
0-3 ضعيفة جداً القاعدة الترابية OH,CH,MH,OL A5 ,A6,A7
3 – 7 ضعيفة القاعدة الترابية OH,CH,MH,OL A4 , A5 ,A6,A7
7 – 20 مقبولة تحت الأساس OH,CH,MH,OL A2 , A4 ,A6,A7
20-50 جيدة أساس و تحت الأساس GM ,GC,SW
,SM ,SP,GP A1b , A2 – 5,
A3,A2-6
أكبر من 50 ممتازة أساس GW ,GM A1a,A2-4,A3



الخواص الفيزيائية والميكانيكية للصخور
أولا الخواص الفيزيائية للصخور

- الفراغات (voids)
وتعني الفتحات الموجودة في الصخور أو التربة التي لا تشغل بالمواد الصلبة وقد تكون هذه الفجوات ممتلئة بالهواء أو الماء أو اى موانع أخرى وتختلف هذه الفجوات بحجمها وطريقة تريبها
1- المسامية Porosity
تعرف مسامية المادة الصخرية بانها نسبة حجم الفراغات في عينة ما الى الحجم الكلي . وتعتمد مسامية الصخور على عدة عوامل منها شكل الجبيبات المعدنية المؤلفة للصخر وتدرج احجامها وكيفية نرتيبها ورصها بالاضافة الى درجة الانضغاط وصلابة هذا الصخر او احتوائها على حبيبات مختلفة الحجوم حيث ان الاجزاء الصغيرة سوف تحل الفراغات بين الحبيبات الكبيرة وبذلك تقل المسامية . ولذا يمكن حساب المسامية وفق المعادلة التالية :


المسامية = وزن الماء اللازم لتشبيع العينة وهي جافة × 100
الحجم الكلي للعينة
المسامية = ( الوزن النوعي للعينة وهي جافة – الوزن النوعي وهي متشبعة ) × 100
وقيمة المسامية فى الصخور تحدد بواسطة معامل المسامية.
معامل المسامية: هو النسبة بين حجم الفراغات داخل الكتلة الصخرية الجافة والحجم الكلي الطبيعي للكتله الصخرية.




حيث ان Vpحجم الفراغات داخل الكتلة و Vnالحجم الطبيعي للكتله الصخرية
المسامية العامة للصخور يعبر عنها بقيمة المسامية العامة بالنسبة المئوية
نسبة المسامية: هي حجم الفراغات الي الحجم الاجزاء الصلبة .




ومما سبق يمكن فهم العلاقة الحسابية بين نسبة المسامية (e) ومعامل المسامية (n).
بما أن :

وإن:


وبالقسمة علي الحجم الكلى للعينة(Vn) فإن:







وبالقسمة على حجم الاجزاء الصلبة لان نسبة الفراغات






●تنقسم الصخور بالنسبة لمساميتها الي ثلاثة اقسام هي:-
أ- صخور ذات مسامية منخفضة وفيها معامل المسامية اقل من5%.
ب- صخور ذات مسامية متوسطة وفيها معامل المسامية (5 - 20)%.
ج - صخور ذات مسامية عالية وفيها معامل المسامية اكبر من 20 %.
تنتمي الصخور الرسوبية عامة الي الصخور ذات المسامية العاليا اما الللصخور النارية والمتحولة فهي تختلف من صخر الي اخر ، وهي عامةً تنتمى الي الصخور منخفضة المسامية باستثناء التوفا وألآش والتراكيت و اخريات .


▪عموماً إن معامل المسامية دائماً اقل من واحد صحيح لانة اذا كان واحداً فان الصخر لايحتوي على مواد صلبة ، اما نسبة الفراغات فقد يكون اكبراواصغر من واحد صحيح.
العوامل التى توثر على المسامية:-
• عدد الحبيبات المكونة للصخر
• درجة استدارة الحبيبات
تدرج الحبيبات غير المتساوي
ثانياً الخواص الميكانيكية للصخور
من اهم العوامل الجواجب معرفتها عند التصميم او تقيم ثبالتية اي نوع من التراكيب الانشائية لابد من معرفة الصفات الميكانيكية المكونة للمواد المؤلفة لهذه التراكيب ويعني هذا كيفية تشوه او انهيار هذه المواد تحت تاثير القوي المسلطة عليها .
تعاريف ومفاهيم:
الاجهاد : يعني القوة مقسومة على وحدة المساحة ويرمز له عادة بالحرف اللاتيني (σ) سيكما لذا يكون
القوة / المساحة = F / A= σ
الانفعال : يعني التغير الحاصل على الجسم سواء في الحجم او الشكل او الطول او الزوايا وينتج من تاثير الاجهاد ويرمز له بالرمز اللاتيني (€ ) ابسيلون .
التشويه : يعني مقدرة الزيادة او النقصان في حجم او طول الزوايا للجسم ويرمز له عادة بالحرف الانجليزي (d)
,والمادة المرنة تماماً وهي تلك المادة التي تزول عندها كل الانفعالات الناتجة عن جهاد معين هند زوال هذا الاجهاد المسلط عليها .
المادة اللدنة : هي المادة التي لا يزول عنها الانفعالات حتى بعد رفع الاجهاد عنها .
المادة المطاعة : هي المادة التي يمكن سحبها بواسطة الشد الى مقطع اصغر من مقاطعها الاصلي .
المادة الهشة هي المادة التي تنقصها المطاعة ونجدها تتفتت وتتكسر عند تعرضها لاجتهادات وتفوق قوة تحميلها .
نقطة الخضوع: هي النقطة التي تظهر عندها اول علامة تشويه غير للزوال تحددها قيمة للاجهاد عند تلك النقطة حيث تحدث التشويهات اللدونة عند اجهادات اعلى او تفوق نقطة الخضوع .
نقطة الزحف : هي النقطة التي تظهر عندها اولي علامات الانتفاخ المستعرض وغير قابل للزوال وعندما تتعرض المادة الصخرية الى اجهادات لفترات طويلة ومن الزمن يحدث ما يسمى للزحف او الانفعال الذي يعتمد بدوره على الزمن الذي يشكل نوعاً من انواع الجرنان
العلاقة بين الاجهاد والانفعال
وفي حالة الاجهاد التي تكون قيمته اقل من (δa) نجد بان الانفعال يتناسب تناسباً طردياً مع اجهاد المسلط وهذا ما يعرف بالتشويه المرن وهذا يعني يزول التشويه حال رفع الاجهاد وفي وهذا المجال تسلك المادة سلوكاً مرناً وخطياً حيث تتبع قانون هوك وان نقطة A تعرف بأعلى حد المادة المرن تماماً اما بعد نقطة A فتسلك المادة سلوكاً غير مرن وعندما تزداد قيمة الإجهاد فوق ( δa) وتصل الى (δb) التي عندها سوف لا يختفي الانفعال حالة رفع الاجهاد وهذا يعني حصول التشويه دائم وفي هذه الحالة نقطة B وتعرف بنقطة الخضوع والمجال بين الأصل ) O) ونقطة B ويعرف بمجال المرونة وفي ومعظم المواد يتطابق حد المرونه مع نقطة الخضوع لذا يجب الافتراض بانه في حالة اي اجهاد اكبر من اجهاد الخضوع فان المادة ليست فقط تسلك سلوكاً غير مرن وانما ينتج عنه تشويه دائم لا يمكن ازالته وان هذا التشويه في المجال غير المرن يعرف عادة بالتشويه اللدن او التشويه اللزج لذا تعرف المادة بانها تمتلك اجهاد خضوع لدن كامل اذا لم تتحمل اجهاداً اكبر من اجهاد الخضوع وتبقى في حالة تشوه باستمرار ولا يمكن استعادة هذه التشويه ويبين الشكل (3-3) منحنى الاجهادا – الانفعال للمادة المرنة تماماً


الشكل (2-3) يبين العلاقة بين الاجهاد والانفعال

الشكل (3-3) منحنى الاجهادا – الانفعال للمادة المرنة تماماً

● اذا تعرضت الصخور للاجهادات Stresses صاحب ذلك تغير فى شكلها او حجمها . فاذا كانت ذلك الاجتهادات اجهادات ضغط (nδ) تنشأ عن ذلك انضغاط في طول العينة الموازية لاجهادات ، اما اذا كانت الاجهادات المؤثرة هي اجهادات شد استطال الجسم في الاتجاهات وانكمش في الاتجاه العمودي .
● اما اجهادات القص يصاحبها تغير في الزوايا التي تصنعها الخطوط الموصله بين نقط معينة في الجسم .
● عند تخليص الجسم من القوي الخارجية الواقعة عليه فقد يصاحب ذلك ان يستعيد الجسم شكله الاصلي وهذه تخضع لقانون هوك( Hook`s Law ) ، ا وان يستعيد فقط جزءاً من التغير الذي طرأ عليه .
● تصف المادة او حالة المادة التي تعود فيها الي وضعها الاصلي عند ازالة الاجهاد او الحمولة آنياً ولكنه عملياً بعد مدة زمنية معينة بالمرونة وعكسها تماماً تسمى اللدونة (Plasticity) وهي المادة او حالة المادة التي لاتعود فيها حالتها الاصلية بعد اذالة الحمل ولو بعد فترة زمنية معينة .
الصخور عامة لا تتبع هذه التعريف للمواد المرنة حرفياً ، معني ذلك ان الصخور بعد ازالة الحمل عنها يعود جزء منها فقط ، فإذا أعيد تحميلها مرة آخري بنفس القدر ، فانها تعود الي الشكل الذي اتخذته بعد التحميل الاولي ، وعند ازالة الحمل ثانية فانها تاخذ نفس الشكل الذي كانت عليه عند ازالة الحمل الاول ،أي نفس القيمةالتى تمت ازالتها ، نجد ان العينة الصخرية ينحصر مجال التغير الذي يطرأ عليها في الحدود التي حددتها دورة التحميل وازالة التحميل الاولى .
أي انه يمكن القول بان العينة الصخرية تكتسب صفات المادة المرنة بعد الدورة الاولي من التحميل والازالة . ويجب ان نزكر علي وجه التحديد ان الحمل المشار اليه فيما سبق يكون دائماً اقل من الحمل (الاجهادات) اللازمة لاحداث تشققات او سطوح انهيار من الصخر .
قوة تحمل الصخور للضغط Compressive Strength
تعرف قوة تحمل الضغط للصخور على انها اجهادات الضغط اللازمة لكسر عينة من الصخور تحت تاثير قوة ضغط محورية ( إجهاد عامودي ) بشرط ان لا تتعرض جوانب العينة لأي نوع من القوة .
مثال لذلك احضار عينة صخرية وتركز عليها قوة ضغط التي تسبب في كسر العينة عند وصولها لحد المقاومة الخطية فاذا كانت مساحة مقطع العينة فى الاتجاه العمودي على خط عمل القوة هى (s) فان اجهادات الضغط هي :
=
فاذا كانت القوة المؤثر لحظة حدوث الكسر في العينة 20000 kg.
وكانت مساحة المقطع (s) 25 سم2 .فان قوة تحمل هذا النوع من الصخور للاجهادات الضغط

* الصخور النارية عامة تكون قوة تحملها للضغط مرتفعة وتتوقف قوة تحمل الصخر للضغط وتتوقف قوة تحمل الصخر للضغط على الترتيب الحبيبي ، فكلما صغرت إحجام الحبيبات المكونة للصخر كلما ازدادت قوة تحمل الضغط ويتصف الصخر عند ذلك بخاصية الثبات Stability وهي قابلية المادة لمقاومة الحمولات ، يعبر عن هذه المتانة بالقوة في وحدة المتانة والتي أيضاً تؤدي إلى الانهيار في شروط معينة في الهندسة التطبيقيه .
* إن كلمة المتانة نسبية في الشروط الاتيه (أ) الظروف المحيطة بالعينة (ب) حجم العينة (ج) شدة التحميل وقوته( د) قيمة الضغط الجانبى ( ه) الحراره والضغط
ونضيف إلى ذلك إن خواص المتانة في الصخور محكومه بالترتيب الكيفي والكمي للمعادن المكونة للصخر مثال لذلك هذه الخاصية تظهر جلياً في الأنواع المختلفة للحجر الرملي والصخور النارية المتحولة اذا كانت بلوراتها مترابطة ، كانت اقوي على تحمل قوى الضغط . جدول رقم(6 )
*أما في الصخور الرسوبيه بالإضافة الي التركيب الحبيبى لها فان قوة المادة اللاحمه تحدد مدى تحمل الصخر للضغط ، يظهر ذلك في الكنجلومريت وبعض أنواع الحجر الرملي ، فإذا كانت المادة اللاحمة طينية فان الصخر يضعف على مقاومة الضغط ، وقد يكون ذلك سبباً في ضعف الحجر الجيري غلى مقاومة الضغط إذا تخلل تركيبه طبقات رقيقة من الطين .
إما إذا كانت المادة الملاحمة في الصخر الرسوبي حصى الكوارتزاكثبه ذلك اكبر قوة تحمل للضغط إذا ما قورنت بالأنواع الأحرى من المواد اللاحمه
جدول رقم(6 ) قوة تحمل بعض الصخور لقوى الضغط
نوع الصخر قوة تحمله للضغط gm2 ka/
1- بغض انواع البازلت بعض انواع الكوارتزية الجرانيت دقيقة الحبيبات دبوريت اكثر من 2900
2- بازلت , الكوارتزيت - حجر جيري – حجر رملي اذا كانت حبيباته متلاصقة والمادة اللاحمة قوية - 2900 1800
3- حجر رملي – حجر جيري , الجرنيت الخشن والمتوسط , النيس 700 -1800
4- حجر الرملي المسامي والطفل – الحجر الجيري المسامي 350 -700
5- الطباشير والحجر الرملي والحجر الجيري اذا كانت المسامية عالية اقل من 350


تأثير قوة التحمل للصخور بسبب الضغط بالداخل
1- وجود تشققات بالعينة خاصة اذا كانت التشققات في نفس اتجاه مستويات الانهيار
2- اتجاه خط عمل قوة الضغط بالنسبة لاتجاه مستويات التطابق ، قوة التحمل تكون كبيرة عند ما تتعامد خط عمل قوة الضغط مع مستويات التطابق .
3- درجة تشبع الصخر ودرجة المساميه .... حيث تقل قوة التحمل كلما ازدادت درجة التشبع و درجة المساميه ودرجة الامتصاص
قوة تحمل الصخور للقص Shear Strength
تعرف قوة تحمل الصخور للقص على انها اجهادات القص اللازمة للكسر عينة من الصخر وذلك تحت تاثير قوى ضغط محورية (عمودية) وقوى احادية جانبية .
مثال لذلك اذا وضع مكعبان من صخر احدهما فوق الاخر وضغطا الي بعضهما بقوة راسية Pn وكان المكعب السفلي مثبتاً , بينهما تعرض العلوى لقوة افقية ( جانبية احادية) (τ (P فانه بنشأ من القوتين الراسية ( المحورية ( Pn والجانبيه (τ (P , اجهادات ضغط واجهادات قص تاثر على سطح الفاصل بينهما بحيث تكون اجهادات القص (τ):

حيث:
(τ (P القوه الجانبيه و( (S هي مساحة السطح الفاصلة بين المكعبين (τ) اجهادات قص
فاذا كان معامل الاحتكاك بين مكعبين الصخر هو (f) فان المكعب العلوى يبدا في التحرك فوق المكعب السفلي وفق المعادله الاتيه:


اجهادات الضغط المحوري - ( ( اجهاد القص – (τ) معامل الاحتكاك - (f)
*هذه الظاهرة هي تقريبياً تمهيد لدراسة ما يحدث داخل الكتله الصخرية في الحقل , اذا , تعرضت
لقوة القص ( τ ) وينشأ الاختلاف فيما بينهما من حيث ان:
* المكعبين الصخريين في المثال يقاومان القوة الفاصلة عن طريق الاحتكاك المباشر بين سطحيهما
* اما في حالة الكتله الصخرية في الحقل فان المقاومة تنشأ عند التلاحم بين حبيبات الصخر وكذلك على الطريقة التي تتواجد بينهما الحبيبات متجاورة داخل الكتل الصخرية .
على ذلك ففي حالة كتلة الصخر المتماسكة في الحقل يستعاض عن معامل احتكاك (f) بمعامل اخر يسمى (معامل مقاوم القص للاحتكاك الداخلي) ويكتب عادة بدلالة ما يسمى زاوية مقاومة القص
(Angle of Shearing Strength)
معامل مقاومة القص tang.=
*الاختلاف الثاني بين الجانبين يتضح من المعادلة :
ففى حالة المثال (حالة المكعبين الصخريين ) عند انصدام اجهادات الضغط نجد ان اجهادات الفص تؤول الي الصفر وفق المعادله الاتيه:
x= o (Zero) δ = τ
اما في حالة الكتله الصخرية المتماسكة في الحقل بانها تتحمل قوة قص (اجهادات ) معينة اذا انعدمت قوي الضغط المحوري العامودي وتسمى هذه القوي بقوة التماسك الصخري بالتالي قوة التحمل اجهادات القص للكتله الصخرية المتماسكة في الحقل نوجدها بالمعادلة :
tang.. C+ = τ
اجهادات القص بحجم على ;كجم /سم2 - τ
قوة التماسك الصخري كجم /سم2 C-
قوة الضغط المحوري العامودي كجم /سم2
ظل زاوية مقاومة القص
تحديد زاوية مقاومة القص قوة التماسك بواسطة دوائر موهر :
تتغير قيم قوة التماسك وزاوية مقاومة القص تبعاً لتغير الاجهاد ( اجهاد القص ) . وباختلاف المعدن الذي يزداد به الضغط المحوري . ولقد استطاع موهر (Mohr) ايجاد العلاقة بين الاجهادات العمودية القاصه (τ) وزاوية المقاومة القص tang , وقوة التماسك الصخري (C) بواسطة دوائر تعرف باسمه (cycles Mohr'' s)
خطوات رسم هذه الدوائر
1- ارسم محورين الافقي يمثل اجهادات الضغط والراسي يمثل اجهادات القص (τ)
2-ارسم OA – OA1 على المحور الافقي يمثلان وحدات الضغط الجانبي كجم /سم2 لاختبارين متتالبين على العينة
3- ارسم OB – OB1 على المحور الافقي يمثلان الاحمال المحوريه الحرجة (حمل الكسر ) الواقعة على العينة كجم /سم2
4- ارسم المماس للدائرتين التي تساوي اقطارها المساوتين . A¯B¯ , AB علي التوالي ليقطع محور اجهادات القص في النقطة (C) . ومقدار ميل هذا المماس يمثل زاوية المقاومه للقص ( ) . المسافة (OC) تمثل قوة التماسك الصخري . طول الاعمدة الساقطة من نقطة التقاء المماس بالدائرتين علي المحور الافقي يمثلان قيم الاجهادات القاصة (2τ,1τ)
.
الشكل رقم (3 ) A يمثل حالة وجود ضغوط عمودية وجانبية اما الشكل رقم (3 ) B يمثل حالة وجود ضغوط محورية فقط (لا توجد ضغوط جانبية)


الشكل رقم (3 ) A يمثل حالة وجود ضغوط عمودية وجانبية

(B) يمثل حالة وجود ضغوط محورية فقط (لا توجد ضغوط جانبية)

استنتاجات دوائر موهر :-
1- قيم الضغط المحوري اللازم لا حداث الانهيار يزداد بزيارة الضغوط الجانبية .
2- هذه التجربة توضح لنا جلياً ما يحدث للصخور في اعماق مختلفة ، أي ان الحمل الذي يمكن ان يتحمله الصخر دون ان يتعرض لكسر يتناسب مع عمق طبقة الصخر .
الاجهادات المسموح بها :-
لكي نضمن سلامة المنشأت الهندسية يجب تصميمها بحيث لا تتعرض الصخور التي تقام عليها هذه المنشأت لاجهادات تصل الي قوة تحملها القصوى بل يجب ان تكون اقل من ذلك بكثير .
تسمي النسة بين قوة تحمل الصخر واجهادات التصميم (بمعامل الامان) .
ففي حالة حالة الصخور المستخدمة في البناء يتراوح معامل الامان بين 6-10 ، اما في حالة استخدام الصخور كمادة للتاسيس (Foundation) يزداد معامل الامان ليصل الي 20-30 .
قوة تحمل الصخور لاجهادات الشد Tensile Stress
هي اجهادات الشد اللازمة لتشويه عينة صخر وذلك بتأثير قوتين شد جانبيتين متساويتين في المقدار ومختلفتين في الاتجاه . الشكل رقم (4 )
تقل قوة تحمل الصخور كثيراً عند تعرضها لاجهادات الشد مقارنة باجهادات الضغط ،

الشكل رقم (4 ) اجهادات الشد
لذلك يجب تدعيم هذه المنشأت بدعائم مناسبة لتفادي انهيارها تحت تاثير هذه الاجهادات عموماً يمكن الربط بين قوة تحمل الصخور لاجهادات الضغط واجهادات الشد بالعلاقة الاتية :-

حيث ان :
قوة تحمل الصخورلاجهادات الشد T-
- معامل تحمل الصخر لاجهادات الشد - K
تتراوح قيمة K بين .250-0.1
علي سبيل المثال فان قوة تحمل الجرانيت لا تتجاوز1. 0 من قوة تحمله لاجهادات الضغط ، حيث انها لا تزيد عن 70 كلم/سم2 . اما الرخام فقوة تحمله للشد تتراوح بين 50 – 65 كلم/سم2 ، وتتناقص هذه القوة فتصبح حوالي 35 كجم/ سم2 للحجر الجيري ومن 7-15 كجم /سم2 للحجر الرملي
● الثوابت المختلفة للمواد المرنة
(1) معامل المرونة Coefficient Elasticity
في المواد المرنة المتجانسة تتناسب اجهادات الضغط ( ) او اجهادات الشد (tδ) تناسباً طردياً مع الانفعالات الطولية المحورية (nε) التي تنشأ عنها ، بحيث اذا عرضنا عينة لقوة ضغط محورية ، وقمنا بقياس الانفعالات الناتجة عن قدر معين من الاجهادات ، وقمنا برسم قيم الاجهادات ( ) التي تتعرض لها العينة علي المحور الرأسي والانفعالات الناتجة علي المحور الافقي المتعامد مع المحور الرأسي كما مبين بالشكل رقم (5)
يعرف معامل المرونة في هذه الحالة علي انه الثابت الذي يظهر في معادلة الخط المستقيم الذي يحدد العلاقة بين الاجهادات والانفالات المحورية nε
أيجاد معامل المرونة للمادة المرنة المتجانسة E وفق المعادله الاتيه:

- يميز معامل المرونة بنفس تمييز الاجهادات كجم/سم2 في الرسم البياني يمكننا الحصول علي معامل المرونة لهذه المادة المرنة المتجانسة باختيار أي نقطة علي خط المستقيم وتحديد ما يقابل هذه النقطة من اجهادات وانفعال ومنها تحدد قيمة معامل المرونة .
مثال فاذا اخترنا النقطة (A)
الاجهادات المقابل للنقطة = 200
الانفعال المقابل للنقطة = 0, 008=800, سم حيث ان الانفعال المقابل فى الشكل يقاس بجذء من المليون للسنتميتر
:. معامل المرونة = = = 250000 كجم /سم2

الشكل رقم (5) العلاقة بين الاجهادات والانفالات المحورية nε
(2) نسبة وعدد بويسون Poisson's Ratio – Number :-
تعرف نسبة بويسون بانها النسبة بين مقدار الانفعال الجانبي ومقدار الانفعال الطولي
* نسبة بويسون النسبة بين التشوه المستعرض والتشوه السطولي` الشكل رقم (6) تتراوح قيمة بويسون μ بين (0 - 0,5 )

الشكل رقم (6) التشوه المستعرض والتشوه السطولي

* اما عدد بويسون (M) فهو عملية عكسية لنسبة بويسون أي انه النسيه بين الانفعال الطولي ومقدار الانفعال الجانبي
عدد بويسون(M) = ∆L/L ÷ ∆R/R النسبة بين التشوه الطولي والتشوه المستعرض

(3) معامل القص :- Shear Modulus
يعرف معامل القص للمواد المرنة المتجانسة علي انه النسبة بين اجهادات القص التي تتعرض لها المادة و الانفعالات الناتجة من هذه الاجهادات

معامل القص –
انفعالات القص –
اجهادات القص –
ايضاً يميز معامل القص ينفس تمييز الاجهادات كجم /سم2
(4) المعامل الكلي للمادة المرنة :- (Bulk modules)
اذا تعرضت عينة من مادة مرنة حجمها الاصلي (v) الي اجهادات ضغط متساوية علي جميع اجزاء سطحها الخارجي وكان مقدار هذه الضغط ، فانه ينتج عنه نقص وانفعال في حجم العينة مقداره ( )
المعامل الكلي للمادة المرنة Kv:- هو النسبة بين اجهادات الضغط المشا المؤثرة علي حجم العينة الصخرة والانفعال الحجمي الناتج من هذه الاجهادات أي ان

يميز المعامل الكلي بنفس تمييز الاجهادات كجم /سم2
تعتمد قوة تحمل الصخور الرسوبية للاجهاد على العوامل الاتية :
1- شكل العينة وحجمها .
2-محتوى الرطوبة حيث تقل تحملها كلما كانت نسبة احتوائها على الماء عالية .
3- معدل وفترة التحميل للصخر .
4- نوع الالواح التي توضع فيها العينة .
5- اتجاه الضغط بالنسبة لاتجاه التطابق خصوصاً في الطبقات الرسوبية .
6- درجة التلاحم والترابط بين الحبيبات الصخرية .
7- وجود الفجوات والتشققات في العينة الصخرية . حيث يظهر تاثيرها اثناء فحص العينة وفي هذه الحالة تقل قوة تحمل الصخر للاجهادات .
نوع الصخر قوة تحمله للضغط gm2 ka/
1- بغض انواع البازلت بعض انواع الكوارتزية الجرانيت دقيقة الحبيبات دبوريت اكثر من 2900
2- بازلت , الكوارتزيت - حجر جيري – حجر رملي اذا كانت حبيباته متلاصقة والمادة اللاحمة قوية - 2900 1800
3- حجر رملي – حجر جيري , الجرنيت الخشن والمتوسط , النيس 700 -1800
4- حجر الرملي المسامي والطفل – الحجر الجيري المسامي 350 -700
5- الطباشير والحجر الرملي والحجر الجيري اذا كانت المسامية عالية اقل من 350




اختبار مقاومة الخرسانة للضغط (Compressive Strength)
- الغرض من التجربة:-
معرفة مدى تحمل الخرسانة لقوى الضغط المطبقة عليها, ويتم إجراء تجربة واحدة لكل
( 100) متر مكعب من الخرسانة .
- الأدوات المستخدمة:-
- قالب مكعب معدني قياس (cm x 20(20cm x20cm.
- قضيب معدني بطول (50-60cm) وقطره (16mm) .
- يجب أن تكون قوالب المكعبات نظيفة تماماً ويفضل طلائها بطبقة رقيقة من الزيت وذلك لمنع التصاقها بالخرسانة ولسهولة فك القوالب في اليوم التالي.

- طريقة الاختبار:-
- تؤخذ العينة من الخرسانة الحديثة الخلط في الموقع ونقوم بملأ عدد (6) قوالب مكعبات بالخرسانة بحيث تملأ علي (3) طبقات ثم تدمك كل طبقـة علي حـدة بواسطـة قضيب الدمـك بعدد (25) مرة لكل طبقة بحيث توزع عدد الضربات بانتظام علي سطح الخرسانة وبعد الانتهاء من دمـك الطبقـة العلوية يسوي سطحها مع سطح القالب بواسطة المسطره , ويتم كتابة البيانات اللازمة علي المكعب الخرساني ويؤرخ على وجهها العلوي تاريخ الصب وعيار الخرسانة ( نوعها .(
- تحفظ القوالب المملوءة بالخرسانة بعيداً عن أشعة الشمس وعن أي اهتزاز وذلك لمدة (24) ساعة.
- تحفظ المكعبات في الموقع في مكان بعيد عن الاهتزازات وتغطي لمدة (24 (days ثم تفك من القوالب وترقم وتغمر في الماء ثم تختبر العينات ثلاثة منها بعد (7 (days والثلاثة الأخرى بعد ( 28days ) وذلك باختبار أحمال الضغط بعد إخراجها مباشرة من الماء وهي مازالت رطبة.
- تجري اختبارات علي الموقع أثناء التنفيذ للتأكد من أن خواص الخرسانة تتفق مع تلك التي حددت لها, ويجب اختبار (6) قوالب لكل منشأ أو لكل يوم صب أو لكل (100m3) من الخرسانة في المنشأ
ويجب ألا تقل مقاومة القوالب في الضغط عن المقاومة المميزة المحددة للتصميم.
يتم كسر المكعبات الخرسانية عادة بعمر(7days) و(28days) لمعرفة مقاومة الخرسانة في كل عمر, بحيث توضع المكعبات بين سطحي آلة الضغط وتطبق عليها حمولة منتظمة, ثم نقوم بحساب جهد الكسر(F) من خلال المعادلة التالية :-

F = P/ A
هو جهد الكسر ووحدته (kg /cm2) F =

هو حمل الكسر المستعمل ووحدته (kg) P =

A = هي مساحة أو مسطح مكعب الخرسانة أو مسطح الاسطوانة ووحدتها (cm2).
__________________








تطبقات على جيولوجيا المشروعات :
تلعب العوامل والظروف الجيولوجية بالمناطق المختلفة دوراً هاماً قي تخطيط وتحديد مواصفات أساسات المباني والمنشآت الهامة وبصفة عامة توجد ثلاث حالات لطبيعة الأرض في مواقع المنشآت الهندسية هي
1- أن تكون الصخور المكشوفة على سطح الأرض أو بالقرب من السطح صخور صلبة صماء خالية من الفواصل والفوالق , في هذه الحالة توضع أساسيات المباني مباشرة على الصخور الصلبة وتمثل هذه الحالة أفضل الظروف الجيولوجية لإقامة أساسات المباني والمنشآت الهندسية .
2- أن يكون سطح الأرض مغطى برواسب فتاتيه أو صخور مفككة قليلة العمق ويوجد بعضها مباشرة الصخور الصلبة الصماء في هذه الحالة يفضل من الوجهة الاقتصادية اختراق الرواسب المفككة وإقامة الأساسات على الصخور الصلبة .
3- يوجد على سطح الأرض تربة تتكون عادة من مواد طينية رملية ناتجة من ترسيب مواد حملتها الرياح أو الأنهار والقنوات المائية من مناطق بعيدة وتوجد الصخور الصلبة على أعماق كبيرة لدرجة انه لا يكمن استخدامها لا قامة الأساسات عليها في هذه الحالة توضع أساسات المباني والمنشآت الهندسية فوق التربة الضعيفة التي تكوم الطبقات السطحية من الأرض
اختبارات الأساسات في الصخور الصلبة :
الظروف الجيولوجية للأساسات في حالة الصخور الصلبة او المتماسكة تختلف عنها في حالة التربة والصخور المفككة وفي هذه الحالة يجب دراسة الصخور من حيث :
1- تحديد ما إذا كان الصخر المكشوف على سطح الأرض هو كتلة مستقلة تحيط بها من جميع الجهات صخور أخرى متجانسة ا وان الصخر المكشوف يمثل الصخور الصلبة الأصلية التي تمتد لعمق كبير تحت سطح الأرض .
2- معرفة مدى تأثر الصخر لعوامل التجوية .
3- تحديد نوع الفواصل الموجودة بالصخر .
4- دراسة مستوى المياه الأرضية والعوامل المؤثرة عليه وخاصة في حالة السدود والخزانات




نوع الصحر الضفط المسموح به كجم/سم2
جرانيت – بازلت 40-30
صخور رملية او جيرية 30-20
صخور رملية طيتية او جيرية طينية 20-10
صخور صخور متحللة بعوامل التجوية الكسميائية 10-5


إنشاء الأساسات في التربة والصخور المفككة
يتوقف استقرار التربة او الرواسب المفككة التي نشاء عنها أساسات والمنشات في مقدار ما تحتويه من ماء في مسامها وكذلك من عوامل أخرى مثل نوع وشكل الحبيبات وطريقة ترتيبها قوى الترابط بينها ومعامل الاحتكاك الداخلي بين حبيبات التربة والخواص الطبيعة والميكانيكية للماء الذي تحتويه التربة مثل مقدار الملوحة الأملاح المذابة في معظم الأحيان يعتمد استقرار التربة على نوع معادن الطين (الصلصال ) وأهمها الكاولينيت والمونتمريلييت والاليت .
وفي حالة التربة أو الصخور المفككة تنفذ الأساسات عادة بعدة طرق مختلفة نذكر منها :
1- القواعد المنفصلة Isolated Footings : ذلك بعمل قواعد خرسانية مسلحة منفصلة أسفل أعمدة المباني وترتكز على طبقة ترابية قريبة من سطح الأرض
2- الفرشة المتصلة Continuous Footings : وفي حالة التربة السطحية الضعيفة نوعاً ما في حالة الحاجة إلى مسطحات كبيرة من قواعد المفصلة ( اكبر من نصف مساحة المبنى ) يفضل بعمل فرشة خرسانية مسلحة بكامل السطح وترتكز على طبقة قريبة من سطح الأرض
3- الخوازيق Piles : إذا كانت التربة غريبة من سطح الأرض ضعيفة يجب عدم التأسيس عليها ويقل الحمل إلى الطبقات السفلي الأقوى وهذا يتم بعمل الخوازيق
طرق تثبيت التربة Soil Stabilization :
إذا كانت التربة السطحية غير صالحة للتأسيس سواء لإنشاء مبنى أو إنشاء طريق أو عمل سد فانه يمكن معالجة هذه التربة لتحسين خصائصها وجعلها غير منفذة للمياه وعموماً فانه يتم اختيار طريقة التثبيت المناسبة لكل جزء حسب الظروف المحيطة بالتربة وللاستخدام المطلوب ونزع المشروع .



الوسائل الشائعة لتثبيت التربة :
1- إضافة الاسمنت للتربة ويتم الخلط والدمج وهذه الطرقة تصلح أساساً في حالة إنشاء جسور الطريق والسكك الحديدية حيث نسبة الاسمنت حوالي 5% من حجم الخليط كما تستخدم الاسمنت لعمل مونه من الاسمنت والرمل والماء . يتم حقنها تحت ضغط لقفل الفواصل وملأ الفراغات كما هو الحال في حالة الصخور التي بها الفواصل أو في حالة الصخور المفتتة والخصوبة .
2- إضافة الجير بضاف إلي للتربة حيث يتم الخلط والدمك وتصلح هذه الطريقة في حالة التربة التي تحتوي على نسبة كبيرة من الصلصال التي تمتص الماء بشراهة مثل مجموعة المونتوريلييت .
3- إضافة البتومين السائل : بضاف البيومين السائل أو الغاز للتربة وخاصة الخشنة منها لربط الحبيبات ببغضها البعض وجعلها غير منفذة للمياه . وعادة يضاف البيومين بنسبة تتراوح بين 4 , 6 % من وزن التربة .
4- الحقن باستخدام صلصال البيتونيت او الطبقات الأخرى والتي تساعد على التحام الفراغات المبنية في الصخور أو الفواصل الدقيقة التي توجد بها .
5- الحقن بالمواد الكيميائية : تتبع طريقة الحقن بالمواد الكيميائية بقصد خفض او منع تسرب المياه خلالها وهذه الطريقة قليلة الاستعمال حالياً وتكاليفها عالية ويصعب إتباعها في حالة التربة الطينية .
وتتلخص هذه الطريقة في حقن خليط من محاليل المواد الكيميائية في التربة وتجمد هذه المحاليل بعد ذلك تكون كتل من التربة ذات مقاومة عالية لتسرب المياه خلالها .
زاكثر مخاليط هذه المحاليل الكيميائية شيوعاً في الاستعمال هو المكون من :
أ- الحلول الرئيسي : سليكات الصوديوم
ب- الحلول الثانوي : يتكون من كلورور الكالسيوم , كبريتات الالمونيوم
ومن التعرف على الخصائص الهندسية والطبيعية للتربة يمكن تحديد نوع الاساساتالملائم للمنشأوعي المهندس عمل الجساب المطلوبة للتعرف على القطاع الراسي لنوع التربة ومدى امتداد التربة السحطية التي يمكن رؤيتها مباشرة بالعين المجردة . كما ان منسوب المياه الارضية يلعب دوراً رئيسياً في تصمين الاساسات وعلى المهندس الاستعانة بالتقارير والدراسات الجيولوجية للموقع والشكل رقم 122 يوضح نموذجاً لاحدى الجسات .

واذا تطلب الامر عمل حفر راسية لمد شبكات المياه او الصرف الصحي او لاي مشروع هندسي يلزم التاكد من التربة وامكانية الجفر الراسي من عدمه ففي حالة المناطق الصخرية الصلبة قد لا توجد مشكلة بالنسبة لجوانب الحفر اما ي حالة الصخور المفتتة او التربة المفككة والطينية يلزم عمل ستائر لمنع انهيار التربة .
حالات انشاء الانفاق المختلفة :
1- الانفاق في الصخور الرسوبية والمتحولة
تكون مستويات الضعف في الصخور الرسوبية هي مستويات التطابق والفواصل . والفواصل العمودية على مستويات التطابق تعتبر اكثر الانواع خطراً على الانفاق . بينما في حالة الصخور المتحولة مثل الشيست والنيس تكون مستويات الضعف هي مستويات التورقFoliation ولذلك يجب دراسة :
أ- تاثير مستويات الضعف والفواصل على حالة اتزان الصخور المحيطة بالنفق . وفي حالة استخدام التفجيرات في الانشاء يلزم معرفة تاثير ذلك على حالة الصخور وعلى زيادة الشقوق واتساع الفواصل .
ب- تاثير الزمن على سلوك الصخور المحيطة بالنفق ومظهر تاثير ذلك في الفترة بين ازالة مخلفات التفجيرات وانشاء دعائم النفق المؤقتة او الدائمة .
ج- قدرة تحمل الصخور للاجهادات المختلفة وهذا يتوقف على ميل الطبقات
2- الانفاق في الصخور النارية :
كثير على ما يعتمد على السلوك القوي للصخور النارية اذا كانت خالية من الفواصل ويؤدي تداخل كتل الصخور النارية في بعضها البعض الى نوع من التدعيم الذاتي لسقف النفق ولذلك قد لا يستدعى الامر تبطين مثل هذه الانفاق . وظروغ انشاء الانفاق في الصخور النارية كالجرانيت تشبه تلك التي تنشأ في الصخور الرسوبية المتماسكة .
3- الانفاق في الصخور المهشمة :
عندما تتعرض الصخور المتماسكة والكتلية لاجهادات تتعدى قوة تحملها فانها تنهار و
avatar
مصطفى سكريب
Admin

عدد المساهمات : 11
تاريخ التسجيل : 14/10/2012
العمر : 27

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://geogeo.mam9.com

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى