الهندسةالهندسة المدنية

خصائص الصخور للأغراض الهندسية والإنشائية

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي الصخور المستخدمة للأغراض الإنشائية
  • ما هي خصائص الصخور للأغراض الهندسية

ما هي الصخور المستخدمة للأغراض الإنشائية؟

 

يوجد في الطبيعة العديد من أنواع الصخور المتوفرة والتي تستخدم في أغراض البناء والهندسة. ولكن عندما يتعلق الأمر باستخدام كل منهم له خصائص ومعلمات مختلفة. حيث يجب تصنيف الصخور للأغراض الهندسية بشكل أساسي. كما في عام 1974، اقترح بينيويسكي نظام تصنيف ميكانيكا الأرض للصخور بناءً على قيمة تصنيف كتلة الصخور (RMR) للصخور.

 

ما هي خصائص الصخور للأغراض الهندسية؟

 

تعتمد قيمة تصنيف كتلة الصخور (RMR) على جودة الصخور وتتفاوت قيمتها من 0 إلى 100. حيث يتم اشتقاق كتلة الصخور من 6 معلمات معطاة أدناه:

 

  • قوة الصخر.

 

 

  • تباعد المفاصل.

 

  • الخصائص المشتركة.

 

 

  • اتجاه المفاصل.

 

1. القوة الانضغاطية للصخور:

 

تعتمد قيمة كتلة الصخور على قوة الانضغاط غير المحصورة (qu) للصخور ويمكن تحديدها من اختبار ضغط المختبر على عينة صخرية معدة. أو اكتشاف بطريقة أخرى القيمة التقريبية لقوة الضغط من اختبار الحمل النقطي على القطع السليمة من لب الحفر. حيث يتم استخدم المعادلة التالية لإيجاد (qu).

 

(qu = 25 Is)

 

(Is): هي قوة تحميل النقطة. حيث يعطي الجدول التالي قيمة كتلة الصخور للصخور اعتمادًا على قوة تحميل النقطة (Is) والقوة غير المحصورة (qu). وتختلف الزيادات من 15 إلى 0.

 

مؤشر تحميل النقطة (Is) (ميجا باسكال) قوة الانضغاط غير المحصورة (qu) (ميجا باسكال) زيادات تصنيف كتلة الصخور
> 8 > 200 15
4-8 100-200 12
2-4 50-100 7
1-2 25-50 4
<1 10-25 2
<1 3-10 1
<1 <3 0

 

عندما تكون زيادة قيمة كتلة الصخور أقل من 3 (لآخر 3 صفوف)، فلا تستخدم هذه الصخرة لأغراض هندسية.

 

2. جودة الحفر الأساسية:

 

ترتبط جودة قلب الحفر بتسمية جودة الصخور (RQD) والتي يتم التعبير عنها من حيث النسبة المئوية. حيث يتم تحديد جودة الصخور للصخر من النسبة المئوية لاستعادة اللب بأطوال أكبر من 10 سم للنوى NX (قطر 57.2 مم). وبالنسبة للأنواع الأخرى، يتم تحديد نسبة الاسترداد بأطوال أكبر من ضعف القطر المقابل. بينما قيمة كتلة الصخور لجودة لب الحفر تعتمد على قيمة جودة الصخور موضحة في الجدول أدناه. وتختلف الزيادة من 20 إلى 3.

 

جودة الصخور (RQD)% زيادة قيمة جودة الصخور (RMR)
91-100 20
76-90 17
51-75 13
25-50 8
<25 3

 

3. تباعد المفاصل:

 

يجب أن يحدد التباعد بين المفاصل أيضًا قيمة تصنيف كتلة الصخور. كما يجب أن تعكس زيادة التصنيف أيضًا المجموعة المشتركة الأكثر أهمية لتطبيق معين. وإذا كانت الكتلة الصخرية تحتوي على مجموعات أقل من المفاصل، فإنّ تصنيف كتلة الصخور يزداد. بحيث سيعطي الجدول أدناه زيادة في التصنيف لتباعد المفاصل المختلفة (م) وقد تختلف الزيادات من 30 إلى 5.

 

تباعد المفصل (م) زيادة قيمة جودة الصخور (RMR)
> 3 30
1-3 25
0.3-1 20
0.005-0.3 10
<0.005 05

 

4. خصائص المفاصل:

 

إلى جانب تباعد المفاصل، تؤثر خصائص المفاصل أيضًا على قيمة زيادة جودة الصخور. وهذا هو شرط المجموعة المشتركة الأكثر أهمية بالنسبة لتطبيق معين يجب أن يؤخذ في الاعتبار من أجل التصنيف. كما أن جودة الصخور لخصائص المفاصل تعتمد أيضًا على خشونة المفصل. بحيث يعطي الجدول أدناه زيادات التصنيف اعتمادًا على خصائص المفصل وهذه تختلف من 25 إلى 0.

 

وصف المفاصل زيادة قيمة جودة الصخور (RMR)
أسطح خشنة للغاية وذات مدى محدود، صخور جدار صلب 25
سطح خشن قليلاً، فتحة <1 مم، صخرة صلبة 20
سطح خشن قليلاً ، فتحة <1 مم ، صخرة جدار ناعمة 12
سطح أملس ، فتحة من 1-5 مم، وصلات تمتد أكثر من عدة أمتار 6
تملأ الوصلات المفتوحة بأكثر من 5 مم من المقياس، وتمتد الوصلات أكثر من عدة أمتار 0

 

5. ظروف المياه الجوفية:

 

يمكن أن تؤثر ظروف المياه الجوفية على سلوك الكتلة الصخرية إلى حد كبير بسبب زيادة اعتماد حالة الصخور على المياه الجوفية. حيث يتم تعيين فئة الصخور الجافة، الرطبة، الماء تحت ضغط معتدل أو مشاكل المياه الشديدة وتختلف زيادات التصنيف من 10 إلى 0.

 

إذا كان هناك نفق استكشافي أو نفق تجريبي، فيجب أن تعتمد زيادة جودة الصخور أيضًا على التدفق لكل 10 أمتار طول. حيث يعتمد أيضًا على ضغط الماء المشترك مقسومًا على الإجهاد الرئيسي.

 

الحالة العامة التدفق لكل 10 م طول نفق (لتر / دقيقة) ضغط الماء المشترك مقسومًا على الإجهاد الرئيسي الرئيسي زيادة قيمة جودة الصخور (RMR)
جاف تمامًا 0 0 10
رطب 25 0.0-0.2 7
الماء تحت ضغط معتدل 25-125 0.2-0.5 4
مشاكل المياه الشديدة 125 0.5 7

 

6. اتجاه المفاصل:

 

اتجاه المفاصل هو المعلمة الأخرى التي يتم أخذها في الاعتبار لأغراض هندسية خاصة لتطبيقات محددة في الأنفاق والتعدين والأساسات. بينما إذا كان اتجاه المفاصل مناسبًا جدًا للعمل قيد الدراسة، فلن يتم طرح أي نقاط من المجموع. ولكن، إذا كانت غير مواتية، فسيتم تطبيق التصنيفات السلبية الواردة في الجدول أدناه. بحيث تتراوح زيادات تصنيف الأنفاق من 0 إلى 12 وللأساسات من 0 إلى 25.

 

اتجاه حالة المفاصل زيادة قيمة جودة الصخور (RMR) للأنفاق زيادة قيمة جودة الصخور (RMR) للأساسات
ملائمة جدا 0 0
ملائمة -2 -2
معتدلة -5 -7
غير ملائمة -10 -15
غير ملائمة للغاية -12 -25

 

المصدر
MECHANICS OF MATERIALS, R.C.HIBBELER, Eighth EditionREINFORCED CONCRETE, EDWARD.G.NAWAY, Sixth EditionSTRUCTURAL ANALYSIS, R.C.HIBBELER, Eighth EditionBASIC SURVEYING, W.WHYTE + R.PAUL, Fourth Edition

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى