تحليل هيكل وأنماط الضرر لرصيف التربة:
تم تحليل هيكل وأنماط الضرر لرصيف التربة، بالإضافة إلى المشكلات الموجودة في طرق التصميم الحالية، بشكل شامل، وتم اقتراح طريقة تصميم جديدة لرصف التربة في المطارات، حيث تتجنب الطريقة المقترحة استخدام مفهوم “الطائرة المصممة”، وبدلاً من ذلك تتبنى نظرية التعب التراكمي المستخدمة على نطاق واسع في تصميم المطارات الدائمة في الوقت الحاضر.
علاوة على ذلك، نظرًا لعدم وجود بيانات توزيع مسار عجلة الطائرة، تم اقتراح طريقة تقريبية لحساب توزيع مسار العجلة مع مراعاة مسافة الانزلاق الجانبي للطائرة، وتم حساب العرض المكافئ لمداس العجلة عن طريق إدخال نسبة المعامل، أخيرًا، تم الحصول على نسبة التمرير إلى التغطية.
وفقًا لخصائص وأنماط الضرر لرصيف تربة المطار، تم تحديد عمق الشبق ليكون العامل الفريد الذي يؤثر على تلف رصيف التربة، وتم استخدام معامل المرونة كمتغير تحكم لتحسين التأثير السلبي للطريقة التجريبية، علاوة على ذلك، وفقًا لصيغة التنبؤ الشبق لرصف تربة المطار التي قدمها مركز أبحاث وتطوير المهندسين، حيث تم اقتراح معادلة التعب بناءً على معامل المرونة لحساب العدد المسموح به من التكرارات؛ للتحقق من موثوقية طريقة التصميم.
كما تم إنشاء قسم اختبار في مركز اختبار في جيننج، الصين، وتم حساب التكرارات النظرية القصوى المسموح بها على مدرج التربة عن طريق اختبار نسبة تحمل كاليفورنيا المستخدم حاليًا، وفقًا لصيغة التنبؤ الشبق لرصف تربة المطار التي قدمها مركز أبحاث وتطوير المهندسين بالجيش الأمريكي، كما تم إجراء اختبارات مرور الطائرات في قسم الاختبار، أخيرًا تمت مقارنة النتائج النظرية والاختبار ووجد أن القيم المحسوبة بالطريقة المقترحة متوافقة مع القيم التجريبية، وبالتالي التحقق من موثوقية الطريقة.
مدرج التربة:
مدرج التربة هو نوع خاص من المدارج يمكن بناؤه بسرعة وهو مرن وسهل الإخفاء والتمويه، مع المتطلبات المتزايدة التعقيد للإمدادات اللوجستية الحديثة للحرب ذات التقنية العالية، وقدرات دعم الإسقاط الجوي الاستراتيجي، والبعثات القتالية والخاصة، حيث أصبحت المهمة الأساسية لمدارج التربة لضمان الإقلاع والهبوط الفعال لطائرات النقل الكبيرة، وهذا يتطلب هياكل هبوط معقدة عالية التحمل، وبالتالي تقديم متطلبات جديدة لتصميم رصف التربة.
في وقت مبكر من الأربعينيات من القرن الماضي، بدأت الوكالات ذات الصلة ممثلة بمحطة تجربة مهندس الممرات المائية في إجراء بحث تجريبي على المطارات البسيطة، بناءً على سلسلة النتائج التي تم الحصول عليها، تم تحديد معايير محددة لتصميم المطارات والبناء والترميم، وفي عام 1973، أكمل مختبر ديناميكيات الطيران التابع لسلاح الجو الأمريكي سلسلة من التجارب الشاملة على “الدوران والدحرجة الخطية عالية السرعة للطائرة على التربة” باستخدام مسار اختبار التفاعل بين الإطارات والتربة في جامعة دايتون بالولايات المتحدة.
ودرس آلية التفاعل بين الطائرات ورصيف التربة أثناء حركة السيارات، درس (Ladd وUlery) خصائص الطفو أثناء تشغيل الطائرة على مدرج تربة ورسموا رسمًا بيانيًا لتحديد قوة رصيف التربة وفقًا لضغط الإطارات المتضخم والحمل الفردي المكافئ وعدد مرات التغطية حتى الانهيار، حيث قدم لاد وباربر طريقة تصميم لتحديد السماكة المثلى لمدرج تربة غير ممهد لطائرة نقل البضائع الثقيلة علاوة على ذلك، أجرى روبرت اختبار المرور لـ C-5A على مدرج التربة، وقام بتقييم أداء حركة المرور وسمك المدرج، وحصل أخيرًا على معادلة قياسية لتصميم سماكة مدرج التربة.
تم تلخيص تطوير تصميم هيكل الرصيف سابقًا بواسطة (Ahlvin)، الذي راجع أيضًا الصيغة التجريبية لسمك الرصيف المرن عبر العصور المختلفة، حيث درس جروجان متطلبات رصيف الحصى المناسب لدعم تشغيل طائرات النقل C-17، وتم إنشاء قسم اختبار شامل حاليا، ومعايير البنية المدرج غير المعبدة، استنادا إلى جهاز الهبوط الرئيسي 2- 4-العجلات، هي مناسبة لتشغيل طائرات (C-17).
تم استخدام نتائج البحث هذه لتطوير طريقة تصميم رصف التربة الحالية، وهي طريقة تصميم نسبة تحمل كاليفورنيا (CBR) لمدارج الرصف المرنة للمطارات الدائمة، وفقًا لمواصفات الطائرات ونقاط قوة التربة المعروفة، حيث يمكن استخدام منحنى (CBR) لتصميم كل طبقة هيكلية وسماكة الدعامة، ومع ذلك ترتبط العديد من المشاكل بتطبيق هذه الطريقة على تصميم رصف التربة.
في ظل الخلفية الحالية، تحلل هذه الدراسة الهيكل وأنماط الضرر لرصيف التربة والقيود المفروضة على طرق التصميم الحالية، وفقًا لنظرية التعب التراكمي، تم اقتراح طريقة تصميم جديدة لرصف التربة، والتي اعتمدت عمق الشق كمعيار وحيد لتقييم الأضرار التي لحقت برصيف التربة واستخدمت معامل المرونة كمتغير تحكم، حيث تم التحقق من موثوقية طريقة التصميم المقترحة من خلال الاختبار في الموقع، وذلك بهدف تحسين تصميم رصيف التربة بحيث يكون أكثر ملاءمة لمواقف العالم الحقيقي، ويمكن أن يلبي بشكل أفضل متطلبات أنواع مختلفة من الطائرات، ولا سيما الطائرات الثقيلة الكبيرة.
