حد السيولة للتربة أسفل الأساسات الخرسانية

ما هو حد السيولة للتربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

تُعد كمية المياه في التربة ذات الحبيبات الدقيقة عاملاً رائعًا لتحديد الحالة الفيزيائية للتربة وتصنيفها. كما يُعد المحتوى المائي أحد العوامل التي يعتمد عليها سلوك التربة المتماسكة أسفل الأساس الخرساني.

يمكن أن تكون التربة المتماسكة في ظروف فيزيائية مختلفة، بتناسق مختلف يتميز بالمحتوى المائي في المراحل الحرجة (الصلبة والبلاستيكية والسائلة). حيث يسمى المحتوى المائي بين الحالة الفيزيائية السائلة والبلاستيكية للتربة بحد السائل.

نظرًا لأن اختبار حد السائل هو أحد أكثر اختبارات التربة شيوعًا، فقد تم اقتراح طرق مختلفة لتحديد حد السائل (LL). وأهم الطرق هي مقياس اختراق مخروط السقوط وطرق كاساغراند (Casagrande).

تم وصف طريقة مخروط السقوط بواسطة طرق اختبار التربة لأغراض الهندسة المدنية، بينما تم تحديد الطريقة الكلاسيكية بواسطة طرق الاختبار القياسية لحد السائل وحد البلاستيك ومؤشر اللدونة للتربة.

أصبح الأسلوب السابق أكثر شيوعًا في الوقت الحاضر بسبب نقاط الضعف الأساسية المختلفة لطريقة أتيربيرج كما جادل العديد من العلماء. كما تتطلب المواصفة القياسية الأوروبية تقنية مقياس الاختراق المخروطي.

ومع ذلك، توصي الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد باستخدام جهاز كاساغراند (Casagrande). حيث ازدادت شعبية طريقة اختراق مخروط السقوط في مجتمع الممارسة الدولي بشكل ملحوظ.

هناك العديد من أوجه القصور في طريقة كاساغراند (Casagrande)، مثل الاعتماد الكبير على المشغل وضرورة تقدير مقدار إغلاق الأخدود وصعوبة قطع الأخدود المثالي وسرعة التشغيل البطيئة وبالتالي فإنّ درجة التكرار ضعيفة للغاية.

تتمثل إحدى قيود طريقة كاساغراند (Casagrande) الرئيسية في صعوبة اعتماد الطريقة على التربة منخفضة اللدونة بسبب انزلاق كتلة التربة بدلاً من التدفق نحو الأخدود.

اكتشف العديد من الباحثين أن قيم حد السائل التي تم العثور عليها بواسطة طريقة المخروط وطريقة كاساغراند (Casagrande) غير متطابقة. وبالنسبة للتربة ذات اللدونة المنخفضة، تعطي طريقة كاساغراند قيمة أقل مقارنة بالطريقة المخروطية.

ما هي طريقة كاساغراند لتحديد حد السائل للتربة؟

حد السائل للتربة هو محتوى الماء الذي تتصرف فيه التربة عمليًا مثل السائل، ولكن لها قوة قص صغيرة. حيث يتدفق لإغلاق الأخدود في 25 ضربة فقط في جهاز تحديد السائل من (Casagrande).

نظرًا لأنه من الصعب الحصول على 25 ضربة بالضبط في الاختبار، يتم إجراء 3 إلى 4 اختبارات ويتم تحديد عدد الضربات (N) المطلوبة في كل اختبار. ومن ثم، يتم رسم مخطط شبه لوغاريتمي بين السجل (N) ومحتوى الماء (w).

معدات اختبار حد السائل على التربة:

• جهاز (Casagrande) لحد السائل.

• أدوات الحز من النوعين القياسي.

• طبق تبخير أو لوح زجاجي.

• الملعقة المسطحة.

• منخل 425 ميكرون.

• ميزان بدقة 0.01 جرام.

• قنينة مغسولة.

إجراء اختبار حد السائل على التربة:

1. ضبط قطرة كوب جهاز تحديد السائل عن طريق تحرير المسمارين في الأعلى وباستخدام مقبض أداة الحفر أو المقياس. كما يجب أن تكون القطرة 1 سم بالضبط عند نقطة التلامس على القاعدة. وشد المسمار بعد الضبط.

2. أخذ حوالي 120 جرام من عينة التربة المجففة بالهواء والتي تمر من غربال 425 ميكرون.

3. مزج العينة جيدًا مع الماء المقطر في طبق تبخير أو طبق زجاجي لتكوين عجينة موحدة. كما يجب أن يستمر الخلط لمدة 15 إلى 30 دقيقة، حتى يتم الحصول على مزيج موحد.

4. الاحتفاظ بالخليط تحت ظروف رطبة للحصول على توزيع موحد للرطوبة لفترة كافية. ولبعض الطين الدهني. حيث قد يصل وقت النضج هذا إلى 24 ساعة.

5. أخذ جزءًا من العجينة الناضجة وأعد مزجها جيدًا. ثم وضعها في كوب الجهاز بواسطة ملعقة والقيام بتسويتها بواسطة ملعقة أو حافة مستقيمة بحيث يكون الحد الأدنى لعمق التربة 1 سم عند نقطة أقصى سمك. كما يجب نقل التربة الزائدة، إن وجدت، إلى طبق التبخير.

6. قطع أخدود في العينة في الكوب باستخدام الأداة المناسبة. ثم رسم أداة الحز من خلال العجينة في الكوب على طول المحور المتماثل، على طول القطر عبر الخط المركزي للكوب. وإمساك الأداة بشكل عمودي على الكوب.

7. إدارة مقبض الجهاز بمعدل دورتين في الثانية. والقيام بحساب عدد الضربات حتى يتلامس نصفي عينة التربة في أسفل الأخدود على مسافة 12 مم بسبب التدفق وليس عن طريق الانزلاق.

8. جمع عينة تمثيلية من التربة عن طريق تحريك الملعقة العرضية من حافة إلى الحافة الأخرى من كعكة التربة بزاوية قائمة إلى الأخدود. ويجب أن يشمل ذلك جزء الأخدود الذي تتدفق فيه التربة لإغلاق الأخدود.

9. إزالة التربة المتبقية من الكأس. ثم خلطها مع التربة المتبقية في طبق التبخير.

10. تغيير المحتوى المائي للخليط في طبق التبخير إمّا بإضافة المزيد من الماء إذا كان المحتوى المائي سيزداد أو عن طريق عجن التربة، إذا كان المحتوى المائي سيقل. وفي أي حال من الأحوال يجب إضافة التربة الجافة لتقليل محتوى الماء.

11. كرر الخطوات من 4 إلى 10 وتحديد عدد الضربات (N) والمحتوى المائي في كل حالة.