ستجد في هذه المقالة تعريف الضغط وما تستخدم هذه العملية من أجله. وبشكل أكثر تحديدًا، فهو يشرح بالتفصيل ما هو ضغط التربة.
ما هو الضغط؟
الضغط هو عملية تفقد فيها المادة الصلبة مساميتها تدريجيًا. لضغط التربة، يتم تطبيق ضغط عالٍ لتقليل المساحات الفارغة، وبالتالي زيادة كثافتها. وبالإضافة إلى ذلك، فإن ضغط التربة يحسن خواصها الميكانيكية.
في الجيوتقنية، يتضمن الضغط تقليل حجم التربة، ويتم ذلك عن طريق تطبيق حمل كبير على التربة باستخدام الآلات.
ومن ناحية أخرى، في الجيولوجيا، الضغط هو عملية طبيعية تقلل من خلالها الرواسب مساميتها. وبالمثل، هناك نوعان من الضغط: الضغط الميكانيكي والضغط الكيميائي.
ومع ذلك، في هذه المقالة سوف نركز على المعنى الفني للضغط، أي أننا سوف ندرس مما يتكون ضغط التربة.
انضغاط التربة
ضغط التربة هو عملية يتم فيها بذل جهد كبير على التربة لتقليل حجمها الإجمالي، أي أن ضغط التربة ينطوي على إزالة أكبر عدد ممكن من المسام في التربة.
الهدف النهائي لضغط التربة هو تحسين خصائصها التقنية، لأن التربة الأكثر ضغطًا تكون أكثر مقاومة وأقل تشوهًا.
وبالمثل، فإن فكرة ضغط التربة مهمة جدًا في الهندسة المدنية، لأن التربة المضغوطة تسمح ببناء إنشاءات أثقل، لأنها يمكن أن تتحمل أحمالًا أكبر.
طرق ضغط التربة
لاختيار أفضل طريقة لضغط التربة، يجب إجراء دراسة أولاً. سيسمح لك ذلك بتحديد أفضل تقنية لضغط التربة.
وبالتالي، اعتمادًا على نوع التربة، سيتم اختيار إحدى الطرق التالية لضغطها:
- الضغط الساكن : يتكون من ممارسة ضغط قوي على الأرض ببطء شديد باستخدام آلات كبيرة.
- عن طريق التأثير : يتضمن ذلك ضغط التربة من خلال بذل جهد كبير جدًا لمرة واحدة. للقيام بذلك، يتم إسقاط كتلة كبيرة عدة مرات على سطح الأرض.
- عن طريق الاهتزاز : تنتقل الاهتزازات إلى سطح الأرض بتردد عالي.
- عن طريق الدوران : تؤثر قوة ثابتة في نفس الاتجاه على الأرضية التي تدور حول محور الحمل الثابت. هذه الطريقة ليست شائعة جدًا، ولكنها مفيدة جدًا في ظروف معينة.
- عن طريق العجن : يتمثل في ممارسة ضغط بقيم عالية جدًا ولكن موضعيًا على مساحات أصغر من الأرض. ومن الأمثلة النموذجية لهذه الطريقة هو ضغط النفايات في مدافن النفايات، والذي يتم باستخدام بكرات القدم.
- الدحرجة : وهي عبارة عن دحرجة الأسطوانة على الأرض، بحيث تضغط الأسطوانة وتضغط أثناء تقدم الآلة على الأرض. على سبيل المثال، غالبًا ما يتم ضغط الملاعب الرياضية باستخدام هذه المنهجية.
فوائد ضغط التربة
من الناحية الفنية، فإن ضغط التربة له العديد من المزايا:
- يمكن أن تتحمل الأرضية أحمالًا أعلى. منطقيا، إذا كان هناك العديد من المسام في التربة، فهي أقل استقرارا للأحمال الخارجية. عن طريق ضغط التربة، يتم تقليل المساحات الفارغة، وبالتالي تزيد قوتها.
- أنها تسمح للتربة بالغرق. عندما يتم بناء مبنى على أرض غير مستوية، فإن الأرض تتدلى وتسبب تشوه الهيكل، مما قد يسبب تشققات أو حتى انهيار المبنى.
- يقلل من تغلغل المياه. عندما يتم ضغط التربة، تقل مساميتها، مما يزيد من صعوبة اختراق الماء. وبهذه الطريقة، لا يتأثر أساس الهيكل بمواسم الأمطار أو مواسم الجفاف.
- يقلل من خطر تلف الصقيع. وترتبط هذه الميزة بالميزة السابقة، لأنه إذا كانت التربة تحتوي على كمية أقل من الماء، فمن الواضح أن خطر الضرر الناجم عن الصقيع يكون أقل. ومن المهم تجنب تجمد الماء لأنه مادة يتغير حجمها حسب ما إذا كانت في حالة صلبة أو سائلة، مما يسبب عدم انتظام في التربة.
درجة ضغط التربة
درجة ضغط التربة هي العلاقة بين الوزن النوعي للتربة في موقع البناء والحد الأقصى للوزن النوعي الذي يتم الحصول عليه عن طريق عملية مخبرية.
لذلك، لحساب درجة ضغط التربة، يجب قسمة وزنها النوعي على الوزن النوعي الذي تم الحصول عليه في المختبر.
ذهب
هو الوزن النوعي للتربة بعد الضغط في الموقع
هو الوزن النوعي الذي تم الحصول عليه في المختبر. يتم التعبير عن نتيجة درجة الضغط نتيجة لذلك.
ومن الناحية المنطقية، كلما ارتفعت درجة ضغط التربة، كلما كان ذلك أفضل، لأنه يعني أن الثقل النوعي للتربة أقرب إلى القيمة المثالية التي يتم الحصول عليها من خلال عملية الدمك المختبري.
مراقبة جودة ضغط التربة
بمجرد ضغط التربة، مهما كانت الطريقة المختارة، يجب إجراء مراقبة الجودة للتأكد من أن النتيجة التي تم الحصول عليها كافية وبالتالي قابلة للبناء.
ولإجراء مراقبة الجودة، يتم عادة اختيار سلسلة من النقاط بشكل عشوائي ويتم تحليل خصائص التربة في هذه النقاط. وبشكل أكثر تحديداً، يتم تحديد قيم الثقل النوعي وقدرة التحمل للتربة عند نقاط الدراسة بشكل عام، ومن ثم يتم التحقق من أن القيم مناسبة.
ومن ناحية أخرى فإن أكثر الاختبارات المستخدمة لمعرفة خواص التربة هي اختبار ضغط بروكتر واختبار تحميل اللوحة واختبار المسافة البادئة.
تطبيقات الضغط
كما رأيت خلال هذه المقالة، فإن ضغط التربة مهم جدًا عند إنشاء مبنى، لأنه من الضروري أن يكون أساس أي هيكل مستقرًا.
وبالتالي فإن الضغط يعمل بشكل أساسي على دعم الهيكل. وبالتالي فإن التطبيق الرئيسي لهذه العملية هو ضغط التربة.
ومع ذلك، فإن دراسة ضغط التربة تنطبق أيضًا على الزراعة. وعلى الرغم من أن الأمر في هذه الحالة هو العكس، إلا أنه من الأفضل في كثير من الحالات تفريغ التربة لتعزيز التهوية والصرف وبالتالي تحسين الإنتاجية الزراعية.