الفحوصـات التصنيفية للتربــة by مهندس كاميران

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫البــاب الثالـث‬ ‫الفحوصـات التصنيفية للتربــة‬ ‫‪ 3-1‬مدخل‬ ‫‪ 3-2‬محتوى الرطوبة في التربة‬ ‫‪ 3-2-1‬محتوى الرطوبة في التربة بطريقة التجفيف بالفرن‬ ‫‪ 3-2-2‬محتوى الرطوبة في التربة بطريقة الحوض الرملي‬

‫‪ 3-3‬حدود أتربرغ‬ ‫‪ 3-3-1‬حد السيولة للتربة بطريقة كازاغراند‬ ‫‪ 3-3-2‬حد السيولة للتربة بطريقة الختراق‬ ‫‪ 3-3-3‬حد السيولة للتربة بطريقة جهاز فاسيلييف للختراق‬ ‫‪ 3-3-4‬حد اللدونة للتربة‬

‫‪ 3-4‬الوزن النوعي للتربة‬ ‫‪ 3-4-1‬الوزن النوعي للتربة باستعمال الدورق المدرج )البكنوميتر(‬

‫‪ 3-5‬كثافة التربة‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪75‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ 3-5-1‬كثافة التربة بطريقة اسطوانة القطع‬ ‫‪ 3-5-2‬كثافة التربة بطريقة الغمر بالماء‬ ‫‪ 3-5-3‬كثافة التربة بطريقة القياسات المباشرة‬

‫‪ 3-6‬التدرج الحبيبي للتربة‬ ‫‪ 3-6-1‬التدرج الحبيبي للتربة بالتنخيل الجاف‬ ‫‪ 3-6-2‬التدرج الحبيبي للتربة بطريقة الغسل‬

‫‪ 3-7‬تصنيف التربة للغراض النشائية‬ ‫‪ 3-7-1‬نظام المكتب المريكي لتصنيف التربة‬ ‫‪ 3-7-2‬نظام معهد ماساشوستس للتكنولوجيا لتصنيف التربة‬ ‫‪ 3-7-3‬التصنيف النسيجي للتربة حسب إدارة الزراعة المريكية‬ ‫‪ 3-7-4‬نظام الجمعية المريكية للطرق لتصنيف التربة‬ ‫‪ 3-7-5‬النظام الموحد لتصنيف التربة‬ ‫‪ 3-7-6‬تصنيف التربة حسب المقاييس الروسية‬

‫البــاب الثالث‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫الفحوصـات التصنيفيـة للتربـة‬ ‫‪76‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪( Soil Classification Tests‬‬ ‫‪ 3-1‬مدخـل )‪(Introduction‬‬ ‫سنتعرض في هذا الباب من الكتاب لهم الفحوصات التصنيفية للتربة‪ ،‬ويقصد‬ ‫بها تلك الفحوصات التي يتم بنتيجتها الحصول على دلئل‪ ،‬تساعد – منفردة أو‬ ‫مجتمعة – في تصنيف التربة والتعرف على نوعها وبما أن الهدف الساسي الذي‬ ‫نسعى إليه هنا هو عرض الطريقة السليمة لجراء الفحوصات‪ ،‬وليس النقل‬ ‫الحرفي لما هو منصوص عليه في الكودات والمراجع القياسية الخاصة‪ ،‬مثل‬ ‫مواصفات الجمعية المريكية للفحوصات والمواد )‪ (ASTM‬أو المقاييس‬ ‫البريطانية )‪ ،(BS‬أو مقاييس الجمعية المريكية للطرق )‪ (AASHTO‬التي جرت‬ ‫الشارة إليها‪ ،‬أو غيرها‪ ،‬فإننا سنحاول أن نجعل عرض الطريقة اكثر مرونة‬ ‫وأقرب إلى العملّية‪ ،‬علمًا بأنه ستكون هناك إشارة في بداية كل فحص إلى‬

‫المواصفات والمقاييس التي تحكم إجراءه‪ ،‬كما ستتم الشارة إلى نواحي الخلف‬ ‫بين المقاييس المختلفة عندما يكون هذا ضروريًا ‪ .‬ورغم أن طرق إجراء‬

‫الفحوصات معروفة وتحكمها مقاييس محددة تتشابه معظمها في الخطوط‬

‫الساسية‪ ،‬إل أننا سنتصرف في العرض‪ ،‬مع التركيز على الساسيات‪ ،‬دون‬ ‫إخلل أو تغيير لما هو ثابت ومحدد‪ ،‬وذلك للتسهيل وبدون الخوض في التفاصيل‬ ‫الزائدة ‪.‬‬ ‫والملحظة الخيرة هنا بخصوص الجهزة المستعملة لجراء كل فحص‪ ،‬حيث‬ ‫سيجري ذكر الجهزة لجراء الفحص‪ ،‬دون وصف تفصيلي لها‪ ،‬إل حين‬ ‫تكون هناك ضرورة لذلك‪ ،‬وهذا من منطلق أن المهندس أو فني المختبر‬ ‫أو الطالب‪ ،‬وهم جمهور هذا الكتاب‪ ،‬على علم بهذه الجهزة وتفاصيلها ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪77‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ 3-2‬محتوى الرطوبة في التربـة‬ ‫)‪(Water or Moisture Content‬‬ ‫ُيعّر ففمحتوى الرطوبة في التربة على أنه النسبة بين وزن الماء في فراغات التربة‬ ‫إلى وزن حبيباتها الصلبة ‪ .‬وُيعّبر عن محتوى الرطوبة في التربة بالعلقة‬ ‫الرياضية )‪. (1-2‬‬

‫وسنعرض فيما يلي لطريقتين لتحديد محتوى الرطوبة في التربة ‪.‬‬ ‫‪ 3-2-1‬محتوى الرطوبة في التربة بطريقة التجفيف بالفرن‬ ‫)‪(Oven-drying method‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫ ‪BS 1377‬‬‫‪-ASTM D-2216.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬

‫‪ .1‬علب من اللمنيوم )‪( Moisture cans‬‬ ‫‪.2‬‬

‫ررة )‪Thermostatically controlled drying‬‬ ‫فرن تجفيف مع ضابط للح ا‬

‫‪( oven‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬

‫ميزان دقيق )‪(Balance‬‬ ‫وعاء تجفيف )حافظة( )‪. (Desiccator‬‬

‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬

‫يمكن تلخيص الخطوات العملية لجراء التجربة كما يلي‪:‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪78‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -1‬تؤخذ عينة التربة المراد تحديد رطوبتها بحيث يكون وزنها مساويًا‬ ‫حوالي )‪ (30‬غرامًا للتربة الناعمة‪ (500) ،‬غرام للتربة متوسطة‬ ‫النعومة‪ ،‬و)‪ (3‬كيلوغرامات للتربة الحصوية الخشنة ‪.‬‬

‫‪-2‬‬

‫تؤخذ علبة اللمنيوم الخاصة بعد تنظيفها وتجفيفها جيدًا وتوزن بدقة‬

‫‪-3‬‬

‫توضع عينة التربة في العلبة بحيث يكون وزنها مقاربًا للمذكور أعله‪،‬‬

‫‪-4‬‬

‫يرفع الغطاء عن العلبة بعد أخذ الوزن )‪ (m2‬ثم يتم إدخال العلبة بما‬

‫مع غطائها‪ ،‬وليكن وزنها )‪. (m1‬‬

‫وتوزن العلبة مغطاة والعينة بداخلها‪ ،‬وليكن الوزن )‪. (m2‬‬

‫تحتويه إلى فرن التجفيف والغطاء بجانبها‪ ،‬على أن تكون درجة ح اررة‬ ‫الفرن بحدود )‪ (110-105‬درجة مئوية‪ ،‬وتترك مدة ‪ 24‬ساعة )أنظر‬ ‫الملحظة ‪. (2‬‬ ‫‪-5‬‬

‫بعد انتهاء فترة التجفيف‪ ،‬تغلق العلبة ويجري وزنها بما تحتويه بعد أن‬ ‫تبرد لدرجة ح اررة المكان في وعاء التجفيف‪ ،‬وليكن الوزن )‪. (m3‬‬

‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬

‫يتم حساب محتوى الرطوبة للتربة كما يلي‪:‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫‪m2 − m3‬‬ ‫‪m 3 − m1‬‬

‫=‪W‬‬

‫)‪(3-1‬‬

‫ل لحسابات تجربة محتوى الرطوبة ‪.‬‬ ‫ويبين النموذج )‪ (1-3‬مثا ً‬ ‫)‪ (5‬ملحظات )‪:(Notes‬‬

‫‪-1‬‬

‫تجري تجربة محتوى الرطوبة في العادة على ثلث عينات من نفس النوع لخذ القيمة‬ ‫المتوسطة للرطوبة وبحيث ل تزيد نسبة التفاوت بين أي نتيجتين عن واحد بالمائة ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪79‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫يمكن تقليل فترة التجفيف المحددة بف ‪24‬ساعة‪ ،‬وتعتبر فترة التجفيف منتهية إذا ثبت‬

‫‪-2‬‬

‫وزن العينة داخل الفرن وتوقف النقص في هذا الوزن ‪ .‬ويتم التأكد من هذا بإخراج‬ ‫العينة من الفرن وتوزينها ثم إعادتها للفرن عّد ةف مرات حتى يثبت الوزن ‪.‬‬

‫هناك أنواع من التربة قابلة لحدوث تغير في تركيبها عند تجفيفها على درجة الح اررة )‬

‫‪-3‬‬

‫‪ (110-105‬درجة مئوية‪ ،‬ومثال ذلك التربة العضوية والتربة التي تحتوي الجبس ‪.‬‬ ‫في مثل هذه الحالة ينبغي خفض ح اررة الفرن إواطالة فترة التجفيف ‪.‬‬ ‫نموذج )‪(1-3‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫رقم العينة )المحاولة(‬

‫‪15‬‬

‫‪16‬‬

‫‪17‬‬

‫وزن العينة الرطبة ‪ +‬الوعاء )غم(‬

‫‪53. 45‬‬

‫‪60. 12‬‬

‫‪59. 20‬‬

‫وزن العينة الجافة ‪ +‬الوعاء )غم(‬

‫‪48. 10‬‬

‫‪53. 28‬‬

‫‪52. 90‬‬

‫وزن الماء‬

‫)غم(‬

‫‪5. 35‬‬

‫‪6. 84‬‬

‫‪4. 30‬‬

‫وزن الوعاء‬

‫)غم(‬

‫‪15. 95‬‬

‫‪15. 98‬‬

‫‪15. 84‬‬

‫وزن التربة الجافة‬

‫)غم(‬

‫‪32. 15‬‬

‫‪37. 30‬‬

‫‪37. 06‬‬

‫محتوى الرطوبة‬

‫)‪(%‬‬

‫‪16. 64‬‬

‫‪18. 34‬‬

‫‪17. 00‬‬

‫رقم الوعاء‬

‫المتوسط‬

‫‪17.33‬‬

‫‪ 3-2-2‬محتوى الرطوبة في التربة بطريقة الحوض الرملي‬ ‫)‪(Sand – Bath Method‬‬ ‫)‪(1‬‬

‫المراجع القياسية )‪:(Standard reference‬‬

‫)‪(2‬‬

‫الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬

‫‪BS 1377.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪80‬‬

‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .1‬علب معدنية محكمة الغطاء للتربة الناعمة‪ ،‬وأوعية مقاومة للح اررة‬ ‫للتربة الحصوية الخشنة ‪.‬‬ ‫‪ .2‬ميزان دقيق ‪.‬‬

‫‪ .3‬حوض يحتوي رمل نظيف لعمق ل يقل عن ‪25‬ملمت ًرا ‪.‬‬

‫‪ .4‬أداة مناسبة لتسخين حوض الرمل )سخان كهربائي أو عين‬ ‫بوتوجاز( ‪.‬‬

‫‪ .5‬سكين وأدوات أخرى ‪.‬‬ ‫)‪(3‬‬

‫الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ُ-1‬يؤخذ وزن العلبة المعدنية أو الوعاء بعد تنظيفه وتجفيفه جيدًا‪ ،‬وليكن‬

‫الوزن )‪. (m1‬‬

‫‪ُ-2‬تؤخذ العينة وتوضع في العلبة أو الوعاء وُيؤخذ وزنها‪ ،‬وليكن الوزن )‪. (m2‬‬ ‫‪-3‬يجري تجفيف العينة بوضع العلبة أو الوعاء على الرمل الساخن مع‬ ‫تقليب العينة باستمرار بواسطة السكين الخاص )‪ (Spatula‬للمساعدة على‬ ‫تبخر الماء ‪.‬‬ ‫‪-4‬‬

‫يستمر التسخين حتى ثبات وزن العينة وهو ما يمكن التأكد منه بتوزينها‬ ‫أثناء التسخين ‪ُ .‬يؤخذ الوزن بعد ثباته‪ ،‬وليكن الوزن )‪. (m3‬‬

‫)‪(4‬‬

‫الحسابات ‪: (Calculations) :‬‬

‫يتم حساب محتوى الرطوبة للتربة بالمعادلة )‪. (1-3‬‬ ‫)‪(%‬‬ ‫)‪(5‬‬

‫‪m2 − m3‬‬ ‫‪m 3 − m1‬‬

‫=‪W‬‬

‫ملحظات )‪: (Notes‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪81‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫ل سريعًا للطريقة الواردة في التجربة السابقة )‪(1-2-3‬‬ ‫‪ .1‬تعتبر هذه الطريقة بدي ً‬ ‫بطريقة التجفيف بالفرن‪ ،‬وُيلفجأ إليها حين ل يكون فرن التجفيف متوف ًرا‪ ،‬وهي‬

‫مناسبة للستعمال في الموقع ‪ .‬ويمكن اللجوء إلى هذه الطريقة في المختبر‬ ‫لتحديد محتوى الرطوبة في التربة الحصوية ‪.‬‬

‫‪ .2‬يجب عدم زيادة الح اررة أو التسخين الزائد للرمل‪ ،‬وهو ما يمكن مراقبته بوضع‬ ‫أوراق بيضاء بين التربة‪ ،‬حيث يصبح لونها بنيًا عندما تزداد درجة ح اررة‬ ‫التسخين ‪.‬‬

‫‪ .3‬ل تستعمل هذه الطريقة لتحديد رطوبة التربة التي تحتوي على الجبس والكلس ‪.‬‬

‫‪3.3‬‬

‫حـدود أتـربـرغ‬

‫)‪(Atterberg Limits‬‬

‫يسهل تغيير الحالة التي يوجد فيها الطين أو التربة الطينية‪ ،‬وذلك بتغيير محتوى‬ ‫الرطوبة ‪ .‬فزيادة قليل من الماء إلى عينة من الطين تزيد رخاوتها‪ ،‬وهو أمر يسهل‬ ‫تصوره على كل من تعامل مع التربة بشكل أو بآخر ‪.‬‬ ‫ولكل شكل من أشكال التربة الطينية مجال من محتوى الرطوبة‪ ،‬تكون التربة فيه‬ ‫ل‪ ،‬وهي واحدة من الحالت التي يمكن أن توجد فيها التربة الطينية ‪.‬‬ ‫بحالة لدنة مث ً‬ ‫ولفهم هذه الحالت‪ ،‬نفرض أن كمية كافية من الماء قد أضيفت لعينة من الطين‬

‫وحّو لففتها إلى ما يشبه السائل اللزج ‪ .‬إن هذه الحالة التي أصبح عليها الطين هي‬

‫حالة السيولة )‪ . (Liquid state‬إواذا ما تركت العينة لتجف ببطء‪ ،‬فإن فقدان الماء‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪82‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫يقارب حبيبات الطين من بعضها أكثر ويجعلها قادرة على إبداء مقاومة لتغيير‬ ‫شكلها‪ ،‬وهذه هي حالة اللدونة )‪ . (Plastic state‬ومع استمرار فقدان الماء من‬ ‫العينة‪ ،‬فإنها تبدأ بالتقلص )‪ (Shrink‬وتزداد صلبتها مع احتفاظها بقليل من‬ ‫اللدونة‪ ،‬وهنا نقول بأنها في حالة شبه الصلبة )‪ . (Semi-solid state‬وتنتقل‬ ‫العينة إلى حالة الصلبة )‪ (Solid state‬مع استمرار جفافها وتقلص حجمها إلى‬ ‫الحد الدنى ‪.‬‬ ‫ويبين الشكل )‪ (3-2‬في الباب الثاني من الكتاب‪ ،‬الربط بين حالت التربة‬ ‫المختلفة وحدود اتربرغ الرئيسية وعلقتها بمحتوى الرطوبة ‪.‬‬ ‫ويفيد تحديد هذه الحدود مع معرفة محتوى الرطوبة للتربة في تحديد خصائصها‬ ‫أكثر‪ ،‬حيث يمكن من خللها إيجاد دليل السيولة ) ‪ (LI‬بالمعادلة )‪(20-2‬‬ ‫وكذلك مفا يسمى بدليل القوام )‪) (I c‬معادلة ‪:(22-2‬‬ ‫‪W −PL‬‬ ‫‪W −PL‬‬ ‫‪LL −W‬‬ ‫=‬ ‫= ‪, IC‬‬ ‫‪LL −PL‬‬ ‫‪PI‬‬ ‫‪PI‬‬

‫= ‪LI‬‬

‫)‪(3-2‬‬

‫ويشيع استعمال دليل السيولة )‪ (LI‬أكثر في التعرف على قوام التربة كما هو‬ ‫موضح في الجدول )‪. (2-2‬‬ ‫ويبين الجدول التالي )‪ (1-3‬العلقة بين مجال الرطوبة للتربة ودليل السيولة‬ ‫ودليل القوام ‪.‬‬ ‫كما ُتساعد معرفة حدود أتربرغ في إيجاد فعالية الطين )‪ ،(Clay activity‬وهي‬ ‫خاصية مرتبطة بنسبة الحبيبات الطينية ) < ‪ 2‬ميكرون( الموجودة في التربة ‪.‬‬ ‫وقد توصل سكمبتون )‪ (Skempton‬سنة ‪ 1953‬إلى أن دليل اللدونة )‪ (PI‬لعينة‬ ‫التربة التي تحتوي الطين مع حبيبات أكثر خشونة منه يعتمد على نسبة الطين في‬ ‫العينة )‪ ،(Clay fraction‬وأن النسبة بين دليل اللدونة )‪(PI‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪83‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫جدول )‪ – (1-3‬دليل السيولة والقوام‬ ‫دليل القوام‬

‫دليل السيولة‬

‫تحت حد اللدونة‬

‫)‪(PL‬‬

‫)‪(Ic‬‬ ‫<‪1‬‬

‫)‪(LI‬‬ ‫سالب‬

‫عند حد اللدونة‬

‫)‪(PL‬‬

‫‪1‬‬

‫صفر‬

‫بين حد اللدونة‬

‫)‪(PL‬‬

‫صفر‪1-‬‬

‫محتوى الرطوبة‬

‫)‪(LL‬‬

‫والسيولة‬ ‫عند حد السيولة‬

‫)‪(LL‬‬

‫صفر‬

‫‪1‬‬

‫فوق حد اللدونة‬

‫)‪(LL‬‬

‫سالب‬

‫<‪1‬‬

‫ونسبة الطين هي قيمة ثابتة جرت تسميتها بفعالية الطين )‪:(Activity‬‬ ‫فعالية الطين = دليل اللدونة )‪ ÷ (PI‬نسبة الطين‬

‫)‪(3-3‬‬

‫ويتم تصنيف التربة الطينية حسب فعاليتها إلى أربع مجموعات كما هو موضح‬ ‫في الجدول )‪: /6/ (2-3‬‬ ‫جدول )‪ – (2-3‬فعالية الطين‬ ‫رقم‬

‫وصف المجموعة‬

‫المجموعة‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-4‬‬

‫طين غير فّعال )‪( Inactive clay‬‬ ‫)‪(Normal clay‬‬ ‫طين عادي‬ ‫)‪(Active clay‬‬

‫طين فّعال‬ ‫طين عالي الفعالية )‪(Highly active‬‬ ‫)مثال البنتونايت(‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪84‬‬

‫الفعالية‬ ‫< ‪0. 75‬‬ ‫‪0. 75-1. 25‬‬ ‫‪1. 25-2. 0‬‬ ‫> ‪2. 0‬‬ ‫‪≤6.0‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫ويمكن تصنيف التربة بعد إيجاد حدود أتربرغ بواسطة المخطط الخاص الذي‬ ‫وضعه كازاغراند )‪ ،(Casagrande plasticity chart‬وهو ما سنأتي على ذكره‬ ‫لحقًا عند الحديث عن طرق تصنيف التربة ‪.‬‬

‫‪ 3-3-1‬حد السيولة للتربـة بطريقة كازاجراند‬ ‫)‪(Liquid Limit Determination Using Casagrande Method‬‬ ‫)‪(1‬‬

‫المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬

‫)‪(2‬‬

‫الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬

‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D- 423‬‬ ‫‪ASSHTO T-89‬‬

‫‪ .1‬لوح زجاجي )‪. (Glass plate‬‬

‫‪ .2‬سكاكين خاصة )‪. (Palette knives‬‬ ‫‪ .3‬جهاز كازاغراند )‪ (Casagrande apparatus‬مع أداة تحزيز )شكل ‪. (1-3‬‬

‫‪ .4‬أدوات تحديد محتوى الرطوبة ‪.‬‬

‫‪ .5‬ماء مقطر )‪. (Distilled water‬‬

‫‪ .6‬وعاء )حافظة( )‪. (Desiccator‬‬ ‫‪ .7‬منخل رقم ‪ 425) 40‬ميكرون( ‪.‬‬ ‫)‪(3‬‬

‫الطريقة )‪:(Procedure‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪85‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .1‬يتم تجفيف عينة من التربة المطلوب إيجاد حد السيولة لها )‪(LL‬‬ ‫إلى درجة تسمح بسهولة تفتيتها ‪.‬‬ ‫‪ .2‬يتم تنخيل كمية من التربة بعد تفتيتها على المنخل رقم )‪. (40‬‬

‫شكل )‪ – (1-3‬أ‪ -‬جهاز كازاغراند ب‪-‬أداة التحزيز‬

‫‪ .3‬تؤخذ التربة بعد تنخيلها ويتم خلطها بالماء المقطر جيدًا على لوح‬ ‫زجاجي وبواسطة سكين عريض النصل من أجل الحصول على‬ ‫معجون سميك ‪.‬‬ ‫‪ .4‬بعد الحصول على المعجون يتم وضعه في الحافظة لمدة ‪24‬‬

‫ساعة حتى يحصل التمازج بين التربة والماء ويصبح المعجون‬

‫متجانسًا ‪.‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪86‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .5‬يؤخذ المعجون بعد مرور ‪24‬ساعة وُيعاد خلطه جيدًا لمدة ‪10‬‬ ‫دقائق ‪.‬‬

‫‪ .6‬يوضع جزء من المعجون في جهاز كازاغراند‪ ،‬وُيبسط جيدًا بحيث‬ ‫يكون سطحه موازيًا لمستوى سطح الصحن‪ ،‬ويتم بعد ذلك تخزين‬ ‫المعجون )إحداث فاصل( بواسطة أداة التحزيز ‪.‬‬

‫‪ .7‬يتم تشغيل الجهاز ويسجل عدد الضربات التي لزمت لحداث التئام‬ ‫الجزأين المفصولين في الصحن لمسافة ‪ 13‬ملمت ًرا ‪.‬‬

‫‪ .8‬يضاف جزء آخر من المعجون بنفس الرطوبة إلى الصحن وتعاد‬

‫العملية )‪ (7‬حتى يتم الحصول على نتيجتين متشابهتين )نفس عدد‬ ‫الضربات للحصول على مسافة التئام مقدارها ‪ 13‬ملمت ًرا( ‪.‬‬

‫‪ .9‬عندها يتم أخذ حوالي ‪ 10‬غرامات من العينة ويتم تحديد محتوى‬ ‫رطوبتها فو ًرا ‪.‬‬

‫‪.10‬تتم إضافة كمية بسيطة من الماء المقطر ويخلط مرة أخرى لمدة‬ ‫‪ 10‬دقائق وتعاد التجربة )نستنتج أن رطوبة التربة تزيد في كل‬

‫محاولة بسبب إضافة الماء المقطر‪ ،‬وهذا يعني أن عدد الضربات‬ ‫اللزمة لحداث نفس مسافة اللتئام يقل في كل مرة( ‪.‬‬ ‫‪.11‬تتم إعادة التجربة أربع مرات على القل مع تسجيل عدد الضربات‬ ‫ومحتوى الرطوبة في كل مرة ‪.‬‬ ‫‪.12‬يرسم منحنى العلقة بين عدد الضربات والرطوبة‪ ،‬وتعتبر نسبة‬ ‫محتوى الرطوبة المقابلة لعدد ضربات = ‪ 25‬ضربة هي حد‬ ‫السيولة )‪. (LL‬‬ ‫ل لحسابات تجربة إيجاد حد السيولة بطريقة‬ ‫ويبين النموذج )‪ (2-3‬مثا ً‬

‫كازاغراند ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪87‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪(4‬‬

‫ملحظات ‪:(Notes) :‬‬ ‫‪ -1‬إن ترك معجون التربة لمدة ‪ 24‬ساعة بعد خلطه داخل الحافظة يصبح غير‬

‫ضروري عندما تكون نسبة الطين في العينة قليلة ‪ .‬وعندها يمكن إجراء التجربة بعد‬ ‫خلط التربة بالماء مباشرة ‪.‬‬

‫‪ -2‬في حالة احتواء العينة على نسبة قليلة من الطين‪ ،‬يلحظ أن العينة ل تثبت على‬ ‫صحن جهاز كازاغراند وتنزلق عنه ‪ .‬في هذه الحالة يمكن اللجوء إلى إيجاد حد‬ ‫السيولة للتربة باستعمال جهاز الختراق )‪. (2-3-3‬‬

‫نموذج )‪(2-3‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪88‬‬

‫حد السيولة‬

‫حد اللدونة‬

‫)‪(LL‬‬

‫)‪(PI‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫رقم العينة )المحاولة(‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫رقم الوعاء‬

‫‪14‬‬

‫‪12‬‬

‫‪13‬‬

‫‪-‬‬

‫‪19‬‬

‫‪18‬‬

‫عدد الضربات‬

‫‪14‬‬

‫‪24‬‬

‫‪35‬‬

‫‪-‬‬

‫وزن العينة الرطبة ‪ +‬الوعاء )غرام(‬

‫‪50. 6‬‬

‫‪47. 8‬‬

‫‪58. 8‬‬

‫‪-‬‬

‫‪30. 3‬‬

‫‪29. 6‬‬

‫وزن العينة الجافة ‪ +‬الوعاء )غرام(‬

‫‪44. 1‬‬

‫‪42. 5‬‬

‫‪52. 2‬‬

‫‪-‬‬

‫‪28. 8‬‬

‫‪28. 0‬‬

‫وزن الوعاء‬

‫)غرام(‬

‫‪16. 8‬‬

‫‪18. 2‬‬

‫‪18. 9‬‬

‫‪-‬‬

‫‪19. 2‬‬

‫‪19. 0‬‬

‫وزن الماء‬

‫)غرام(‬

‫‪6. 5‬‬

‫‪5. 3‬‬

‫‪6,6‬‬

‫‪-‬‬

‫‪1. 5‬‬

‫‪1. 6‬‬

‫وزن التربة الجافة‬

‫)غرام(‬

‫‪27. 3‬‬

‫‪24. 3‬‬

‫‪33. 3‬‬

‫‪-‬‬

‫‪9. 6‬‬

‫‪9. 0‬‬

‫محتوى الرطوبة‬

‫)‪(%‬‬

‫‪23. 8‬‬

‫‪21. 8‬‬

‫‪19. 8‬‬

‫‪-‬‬

‫‪15. 6‬‬

‫‪17. 8‬‬

‫متوسط حد اللدونة‬

‫‪16.7‬‬

‫)‪(%‬‬

‫‪22‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪100‬‬

‫‪10‬‬

‫محتوى الرطف وب ة ف )‪(%‬‬

‫‪24‬‬

‫‪1‬‬

‫فلضاففت‬ ‫ع ففدد ا ف ف ف ف برف‬

‫حد السيولة )‪% LL) = 21.4‬‬

‫حد اللدونة )‪% PL) = 16.7‬‬

‫دليل اللدونة )‪PI) = 4.7‬‬

‫‪ 3-3-2‬حد السيولة للتربة بطريقة الختراق‬ ‫)‪(Liquid Limit Determination Using Cone Penetrometer‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪: (Standard reference‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪89‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪BS 1377.‬‬

‫‪-‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬لوح زجاجي )‪. (Glass plate‬‬ ‫‪ .2‬سكاكين خاصة )‪. (Palette knives‬‬

‫‪ .3‬جهاز الختراق المبين بالشكل )‪. (2-3‬‬ ‫‪ .4‬أدوات تحديد محتوى الرطوبة ‪.‬‬

‫‪ .5‬ماء مقطر )‪. (Distilled water‬‬ ‫‪ .6‬وعاء )حافظة( )‪. (Desiccator‬‬

‫‪ .7‬منخل رقم ‪ 425) 40‬ميكرون( ‪.‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ . 1‬يت ففم تحض ففير عينففة الترب ة المف فراد فحص ففها كم ففا ف ففي التجرب ة الس ففابقة‬ ‫باستعمال جهاز كازاغراند‪ ،‬حيث يتم خلط معجون سميك من الترب ة‬ ‫المارة عبر المنخل رقم )‪ (40‬ويوضع المعجون بعففد خلطففه جيفدًا فففي‬ ‫الحافظة لمدة ‪ 24‬ساعة للحصول على معجون متجانس ‪.‬‬

‫‪ . 2‬بعففد مففرور الفففترة المففذكورة‪ ،‬يؤخذ المعجففون ويخلففط مفرة أخففرى لمففدة‬ ‫‪ 10‬دقائق على لوح زجاجي بواسطة سكين عريض النصل ‪.‬‬ ‫‪ . 3‬يوضفع المعجففون فففي الوع اء السففطواني )العلبففة( بواسففطة السففكين‬ ‫ويسّوى سطح العينة في الوعاء أفقيًا مع حافة العلبة ‪.‬‬

‫‪ . 4‬توضففع العلبففة فففي مكانهففا علففى قاعففدة الجهففاز ويتففم إن فزال الجففزء‬ ‫المخروطففي فففي الجهففاز ليلمففس سففطح العينففة‪ ،‬ويتففم تسففجيل ق فراءة‬ ‫العداد ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪90‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ . 5‬يحففرر الجففزء المخروطفي لتتففم عمليففة اخففتراقه الح فرة للترب ة‪ ،‬وتؤخ ذ‬ ‫ق فراءة العففداد بعففد مففرور ح فوالي ‪ 5‬ث فوان مففن بففدء الخففتراق‪ ،‬ويكففون‬ ‫الفف ففرق بيف ففن هف ففذه الق ف فراءة والق ف فراءة الول ففى قبف ففل الخف ففتراق هف ففو قيمف ففة‬ ‫الختراق ‪.‬‬ ‫‪ . 6‬يسحب المخروط بعد ذلك وينظف رأسه جيدًا ‪.‬‬

‫‪ . 7‬يضففاف مقففدار مففن المعجففون إلففى الوعاء السففطواني‪ ،‬وتعففاد التجربة‬ ‫مفرة أخففرى ‪ .‬إذا كففان الفففرق بيففن قيمففتي الخففتراق فففي المحففاولتين أقففل‬ ‫مففن ‪ 0. 5‬ملمففتر‪ ،‬تؤخف ذ القيمففة المتوسففطة للخففتراق‪ ،‬إواذا كففان هففذا‬

‫الفرق بين ‪ 1. 0-0. 5‬مليمتر‪ ،‬تعاد المحاولة للمرة الثالثة على أن ل‬

‫يزي ف د الفف ففرق بيف ففن قيف ففم الخف ففتراق عف ففن ‪ 1. 0‬مليمف ففتر‪ ،‬وتؤخ ف ذ القيمف ففة‬ ‫المتوسطة ‪.‬‬ ‫‪ . 8‬تؤخذ عينة من التربة )حوالي ‪10‬غرام( ويتم تحديد محتوى رطوبتها‬ ‫فو ًرا ‪.‬‬

‫‪ . 9‬تعففاد التجرب ة ‪ 4‬م فرات علففى القففل بحيففث يختلففف محتففوى رطوبففة‬ ‫التربة في كل مرة ‪.‬‬ ‫‪ . 10‬يت ففم رسف م منحن ففى العلق ففة بي ففن قيم ففة الخ ففتراق ومحت ففوى رطوبففة‬ ‫التربة ‪ .‬ويؤخذ محتوى الرطوبة الذي حصفل عنفده اخفتراق مقفداره ‪20‬‬ ‫مليمت ًار كحد سيولة لهذه التربة ‪.‬‬

‫ل لحسففابات تجرب ة إيجففاد حففد السففيولة للترب ة بطريقففة‬ ‫ويففبّين النمففوذج )‪ (3-3‬مثففا ً‬

‫الختراق ‪.‬‬

‫)‪ (4‬ملحظات )‪:(Notes‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪91‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -1‬إن ترك معجون التربة لمدة ‪ 24‬سفاعة بعفد خلطففه داخفل الحافظففة يصفبح غيفر‬ ‫ضروري عندما تكفون نسفبة الطيفن ففي العينفة قليلفة ‪ .‬وعنفدها يمكفن التجربة بعفد‬ ‫خلط التربة بالماء مباشرة ‪.‬‬ ‫‪ -2‬طريق ففة إيج ففاد ح ففد الس ففيولة للترب ة بواس ففطة جه ففاز الخ ففتراق ش ففائعة اك ففثر ف ففي‬ ‫الممارسة البريطانية‪ ،‬وتعتبرها المواصفات البريطانية )‪ (BS 1377‬أفضل من‬ ‫طريق ففة كازاغ ارن ففد لنه ففا تلئ ففم مختل ففف أش ففكال التربف ة‪ ،‬بينم ففا ل تلئ ففم طريق ففة‬ ‫كازاغراند إيجاد حد السيولة للتربة التي تحتوي نسبة قليلة من الطين ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪92‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ – (2-3‬جهاز الختراق لقياس حد السيولة للتربة‬

‫نموذج )‪(3-3‬‬ ‫القراءة‬

‫الفرق =‬ ‫‪15.68‬‬

‫رقم التجربة‬

‫القراءة الولى‬

‫‪.1‬‬

‫‪20.00‬‬

‫‪4.32‬‬

‫‪.2‬‬

‫‪19.98‬‬

‫‪4.41‬‬

‫‪15.57‬‬

‫‪.3‬‬

‫‪20.00‬‬

‫‪2.52‬‬

‫‪17.48‬‬

‫‪.4‬‬

‫‪19.71‬‬

‫‪2.69‬‬

‫‪17.02‬‬

‫‪.5‬‬

‫‪24.00‬‬

‫‪1.27‬‬

‫‪22.73‬‬

‫‪.6‬‬

‫‪23.90‬‬

‫‪3.59‬‬

‫‪20.31‬‬

‫‪.7‬‬

‫‪24.00‬‬

‫‪1.27‬‬

‫‪22.73‬‬

‫‪.8‬‬

‫‪23.75‬‬

‫‪1.62‬‬

‫‪22.13‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫الثانية‬

‫الختراق‬

‫‪93‬‬

‫قيمة الختراق‬ ‫)ملمتر(‬

‫محتوى الرطوبة )‪(%‬‬

‫‪15.63‬‬

‫‪32.5‬‬

‫‪17.25‬‬

‫‪39.0‬‬

‫‪20.51‬‬

‫‪52.8‬‬

‫‪22.43‬‬

‫‪61.2‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪30‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪60‬‬

‫‪20‬‬

‫‪40‬‬

‫ا فل ففخت ارف ف ف ق(ممف)‬

‫‪20‬‬

‫‪0‬‬

‫محتوى الرطف وب ة ف )‪(%‬‬

‫حد السيولة = ‪% 50‬‬

‫‪ 3-3-3‬حد السيولة للتربة بطريقة جهاز فاسيلييف للختراق‬ ‫)‪(Liquid Limit Determination Using Vasilyev Balance Cone‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫)‪- GOST, 5183 (Russian Standard‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬لوح زجاجي )‪. (Glass plate‬‬

‫‪ .2‬سكاكين خاصة )‪. (Palette knives‬‬ ‫‪ .3‬مخروط اتزان )‪) (Balance cone‬شكل ‪ (3-3‬وزنه ‪ 76‬غرامًا ‪.‬‬ ‫‪ .4‬وعاء أسطواني )علبة( قطره ل يقل عن ‪ 40‬ملمت ًرا ‪.‬‬ ‫‪ .5‬قاعدة ارتكاز معدنية أو خشبية )شكل ‪. (3-3‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪94‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .6‬أدوات تحديد محتوى الرطوبة ‪.‬‬ ‫‪ .7‬ماء مقطر )‪. (Distilled water‬‬

‫‪ .8‬وعاء )حافظة( )‪. (Desiccator‬‬ ‫‪ .9‬منخل رقم ‪ 425) 40‬ميكرون( ‪.‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم تحضفير العينفة كمفا ففي التجربتين السفابقتين‪ ،‬حيفث تخلفط التربة المفارة‬ ‫ع ففبر المنخ ففل رقف م ‪ 425) 40‬ميك ففرون( بالم ففاء المقط ففر للحص ففول عل ففى‬ ‫معجون سميك يتم وضعه لمدة ‪24‬ساعة في الحافظة ‪.‬‬ ‫‪ -2‬بعد مرور الفترة المذكورة‪ ،‬يؤخذ المعجون من الحافظة ويخلط ثانية لمدة‬ ‫‪ 10‬دقائق على لوح زجاجي بواسطة سكين خاص ‪.‬‬ ‫‪ -3‬يوضع المعجون في الوعاء السطواني )العلبة( بواسطة السكين ويسوى‬ ‫سطح العينة أفقيًا مع حافة الوعاء ‪.‬‬

‫‪ -4‬يمسك مخروط التزان بحذر مع مقبضه ليكون الرأس المخروطي المدبب‬ ‫ملمسًا لسطح التربة ‪.‬‬

‫‪ -5‬يترك المخروط ليقوم باختراق التربة داخل الوعاء تحت تأثير وزنه الذاتي ‪.‬‬ ‫‪ -6‬إذا تمت عملية الختراق حتى العلمة المبينة على المخروط )على بعد‬ ‫‪ 10‬ملمتر عن الرأس المدبب( خلل خمس ثوان‪ ،‬تكون التربة قد بلغت‬ ‫حد السيولة‪ ،‬وتكون قيمة حد السيولة مساوية لمحتوى الرطوبة للعينة عند‬ ‫الختراق ‪.‬‬ ‫‪ -7‬إذا جرى الختراق إلى العلمة المذكورة بشكل سريع )أقل من ‪ 5‬ثوان(‪،‬‬

‫فهذا يعني أن التربة قد تجاوزت حد سيولتها‪ ،‬عندها تضاف كمية قليلة من‬ ‫التربة )المارة من منخل رقم ‪ (40‬للمعجون‪ ،‬ويعاد خلطه جيدًا ثم تكرر‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪95‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫التجربة ‪ .‬إواذا حصل العكس‪ ،‬أي أن الختراق لم يحصل خلل الفترة‬

‫المحددة إلى العلمة )‪ 10‬ملمترات(‪ ،‬فيلزم زيادة قليل من الماء إواعادة‬ ‫الخلط وتكرار التجربة ‪.‬‬ ‫وهكذا‪ ،‬بطريقة التجربة والخطأ‪ ،‬يتم الوصول إلى حد السيولة للتربة‪ ،‬وهو الحد‬ ‫الذي يحصل عنده اختراق للتربة مقداره ‪ 10‬ملمترات خلل ‪ 5‬ثوان ‪.‬‬

‫شكل )‪ (3-3‬جهاز فاسيلييف للختراق‬

‫‪-1‬قاعدة خشبية ‪-2‬مخروط الختراق مع مقبض مثبت مع الذراع ‪-3‬مقبض ‪-4‬المخروط‬ ‫‪-5‬وعاءاسطواني قطر ‪ 40‬مم ‪-6‬كرات معدنية للتزان‬

‫‪ 3-3-4‬حد اللدونة للتربة )‪(Plastic Limit Determination‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D-424.‬‬ ‫‪AASHTO T-90.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪96‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬لوح زجاجي )‪. (Glass plate‬‬ ‫‪ .2‬سكاكين خاصة )‪. (Palette knives‬‬ ‫‪ .3‬أدوات تحديد محتوى الرطوبة ‪.‬‬

‫‪ .4‬منخل رقم ‪ 425) 40‬ميكرون( ‪.‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم تحضير العينة بأخذ ما يمر من منخل رقم )‪ (40‬بعد تجفيف التربة‬ ‫في الهواء‪ ،‬وخلطه جيدًا بالماء المقطر حتى الحصول على معجون لدن‬ ‫بدرجة تسمح بتشكيله إلى كرات ‪.‬‬

‫) يمكن استعمال العينة المتبقية من تجربة إيجاد حد السيولة لهذا الغرض( ‪.‬‬ ‫‪ُ -2‬تشكل كرة التربة باليد ويتم تدويرها حتى تظهر على سطحها بعض‬ ‫الشقوق ‪.‬‬

‫‪ُ -3‬تقسم الكرة إلى جزئين‪ ،‬وزن الجزء الواحد حوالي ‪ 10‬غرام‪ ،‬ويقسم كل‬ ‫جزء إلى أربعة أجزاء )المجموع ‪ 8‬أجزاء( ‪.‬‬

‫‪ -4‬يتم فرك العينة الواحدة من الثمانية بين إصبعي البهام والسبابة حتى‬ ‫تصبح على شكل كرة صغيرة قطرها حوالي ‪6‬ملمترات‪ ،‬ثم تبسط‬

‫بأصابع اليد المبسوطة حتى تتحول إلى خيط أو حبل قطره ‪ 3‬ملمترات ‪.‬‬ ‫‪ُ -5‬يعاد خلط التربة ثم تدويرها إلى كرة قطرها ‪6‬ملمترات‪ ،‬وتبسط إلى خيط‬ ‫بقطر ‪ 3‬ملمترات‪ ،‬ويستمر تكرار العملية حتى تبدأ التشققات بالظهور‬ ‫على سطح الخيط ذي القطر ‪ 3‬ملمترات ‪.‬‬ ‫‪ -6‬عندها يتم اعتبار أن التربة قد بلغت حد لدونتها ‪ .‬تؤخذ مجموعة منها‬ ‫لقياس محتوى رطوبتها الذي هو حد اللدونة ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪97‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ُ -7‬تعاد العملية على القطع الثلث الباقية من المجموعة الولى‪ ،‬ثم على‬ ‫القطع الربع الخرى )المجموعة الثانية( ‪.‬‬ ‫‪ -8‬تعتبر النتائج مرضية إذا لم يتجاوز الفرق بين قيمتي محتوى الرطوبة‬ ‫للمجموعتين مقدار ‪ 0. 5‬بالمائة ‪.‬‬

‫أما المثال على حسابات حد اللدونة للت فربة‪ ،‬فمبّين في النموذج )‪ (2-3‬الخاص‬

‫بتجارب حدود السيولة واللدونة ‪.‬‬ ‫‪3.4‬‬

‫الوزن النوعي للتربـة‬

‫)‪(Specific Gravity of Soil‬‬

‫جرى تعريف الوزن النوعي للتربة )الحبيبات الصلبة( بأنه النسبة بين كتلة‬ ‫الحبيبات الصلبة إلى وزن كمية من الماء تشغل نفس الحجم ‪ .‬ول يشكل إيجاد‬ ‫الوزن النوعي للتربة أدنى صعوبة لو كانت تتكون من حبيبات متشابهة متجانسة‪،‬‬ ‫ل‪ ،‬ولكن التربة تتكون في الواقع‬ ‫كالرمل النقي الذي يتكون من حبيبات الكوارتز مث ً‬

‫من عدة أشكال من الحبيبات المعدنية )‪ ،(Mineral particles‬لكل منها وزنها‬

‫النوعي‪ ،‬ومن هنا‪ ،‬فإن الذي تهدف إليه تجربة إيجاد الوزن النوعي للتربة‪ ،‬هو‬ ‫الوزن النوعي لهذا الخليط من الحبيبات ككل ل يتجزأ ‪.‬‬ ‫ويصادف القارئ للكتب الهندسية‪ ،‬وتلك المتعلقة منها بالتربة والمواد على وجه‬ ‫الخصوص‪ ،‬أكثر من مصطلح مرتبط بالوزن النوعي‪ ،‬كالوزن النوعي المطلق‪،‬‬ ‫والظاهري‪ ،‬والكلي بأشكاله‪ ،‬مما يسبب نوعًا من الخلط والتشويش ‪ .‬ولتوضيح هذه‬

‫المصطلحات‪ ،‬نستعرض فيما يلي تعريفاتها‪:‬‬

‫الوزن النوعي المطلق )‪ -(Absolute specific gravity‬وهو الوزن النوعي‬ ‫للمكونات المعدنية للتربة‪ ،‬ويقاس بعد سحق التربة وكشف كل الفراغات فيها ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪98‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫الوزن النوعي الظاهري )‪ -(Apparent specific gravity‬وهو الوزن النوعي‬ ‫لحبيبات التربة كما هي في الطبيعة ‪.‬‬ ‫الوزن النوعي الكلي )‪ -(Bulk specific gravity‬وُيقاس للحبيبات المشبعة‬

‫بالماء مجففة السطح )‪ (Saturated surface dry‬أي عندما تكون الفراغات‬

‫مملوءة بالماء‪ ،‬وللحبيبات المبللة مجففة السطح )‪ ،(Wet surface dry‬وذلك‬ ‫عندما تكون الفراغات غير ممتلئة تمامًا بالماء‪ ،‬وكذلك للحبيبات المجففة بالفرن )‬

‫‪. (Oven dry‬‬

‫ويستعمل الوزن النوعي الكلي في حسابات الخرسانة ويتم تحديده عادة للركام‬ ‫المستعمل في الخلطات الخرسانية ‪.‬‬ ‫وأما الفائدة العملية لمعرفة الوزن النوعي لحبيبات التربة‪ ،‬فتكمن في استعمال‬ ‫قيمته في حساب نسبة الفراغات في التربة )‪ (Voids ratio‬والمسامية )‪(Porosity‬‬ ‫ودرجة التشبع بالماء )‪ ،(Degree of saturation‬وكذلك في حسابات تجربة التدرج‬ ‫الحبيبي للتربة بالهيدروميتر ‪.‬‬ ‫وتتراوح القيمة العددية للوزن النوعي للتربة المتماسكة )غير العضوية( بين‬ ‫‪ ،2. 72-2. 68‬وتبلغ حوالي ‪ 2. 67‬للتربة الرملية غير المتماسكة ‪.‬‬ ‫وسنعرض فيما يلي التجربة الكثر شيوعًا ليجاد الوزن النوعي للتربة باستعمال‬

‫الدورق المدرج )البكنوميتر( ‪.‬‬

‫‪ 3-4-1‬الوزن النوعي للتربة باستعمال الدورق المدرج )البكنوميتر(‬ ‫)‪(Specific Gravity Determination Using the Pycnometer‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377, Test No. 6.‬‬ ‫‪ASTM D-854.‬‬ ‫‪AASHTO T-100.‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪99‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬دوارق مدرجة عدد )‪ (2‬سعة ‪ 100‬سنتمتر مكعب ‪.‬‬ ‫‪ .2‬فرن تجفيف )‪. (Dry oven‬‬

‫‪ .3‬وعاء مع مدقة لسحق التربة )‪. (Mortar and pestle‬‬ ‫‪ .4‬منخل رقم ‪) 10‬قياس فتحاته ‪ 2‬ملمتر( ‪.‬‬

‫‪ .5‬حوض رملي ساخن )‪ (Sand - bath‬أو حوض ماء ساخن ‪.‬‬ ‫‪ .6‬ميزان ح اررة )‪. (Thermometer‬‬

‫‪ .7‬ماء مقطر )‪. (Distilled water‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم تجفيف التربة في الهواء ثم سحقها في الوعاء بالمدقة ‪.‬‬

‫‪ُ -2‬تؤخذ كمية من التربة بعد سحقها ويتم تمريرها عبر المنخل رقم )‪. (10‬‬ ‫‪-3‬‬

‫‪-4‬‬ ‫‪-5‬‬

‫ُتؤخذ عينة من الجزء المار من المنخل وزنها حوالي ‪ 15‬غرامًا )‪15‬‬ ‫غراماً لكل ‪100‬سم ‪ 3‬من حجم الدورق( ‪.‬‬ ‫يوزن الدورق فارغًا وليكن وزنه )‪. (m1‬‬

‫توضع العينة داخل الدورق بعناية‪ ،‬ويوزن الدورق مع العينة وليكن هذا‬ ‫الوزن )‪) (m2‬وزن العينة = ‪. (m1-m2‬‬

‫ل ثم يوضع في‬ ‫‪ -6‬يمل الدورق إلى منتصفه بالماء المقطر وُيرج قلي ً‬

‫الحوض الرملي الساخن ليغلي‪ ،‬وذلك لبعاد فقاعات الهواء وفصل‬ ‫المكونات ‪ .‬ويكون الغلي للتربة الرملية لمدة ثلثين دقيقة وللطينية ساعة‬ ‫واحدة‪ ،‬مع مراعاة خفض ح اررة التسخين عندما تتكون رغوة داخل‬ ‫الدورق ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪100‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫ل ‪.‬‬ ‫‪ -7‬بعد الغلي يترك الدورق ومحتوياته لتبرد قلي ً‬

‫‪ -8‬يمل الدورق بالماء المقطر حتى العلمة التي تدل على سعته ويترك‬ ‫ليبرد إلى درجة ح اررة الغرفة ‪.‬‬

‫‪ -9‬يجفف سطح الدورق الخارجي وكذلك عنق الدورق من الداخل‪ ،‬ويراعى‬ ‫أن ل تكون هناك حبيبات من التربة عالقة في العنق فوق مستوى‬ ‫المحلول ‪.‬‬ ‫‪-10‬‬ ‫‪-11‬‬

‫يوزن الدورق ومحتوياته وليكن الوزن ) ‪. (m‬‬ ‫‪3‬‬

‫يفرغ الدورق من جميع محتوياته ويغسل جيدًا بالماء ثم يمل‬

‫بالماء المقطر حتى العلمة التي تدل على سعته‪ ،‬ويوزن بعد تجفيفه من‬ ‫الخارج وداخل العنق‪ ،‬وليكن وزنه ) ‪. (m‬‬ ‫‪4‬‬

‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculation‬‬ ‫يحسب الوزن النوعي للتربة )الحبيبات الصلبة( بالمعادلة التالية‪:‬‬ ‫‪m 2 − m1‬‬ ‫) ‪(m 4 + m 2 ) − ( m 3 + m1‬‬

‫= ‪Gs‬‬

‫ل لحسابات الوزن النوعي للحبيبات الصلبة للتربة ‪.‬‬ ‫ويبّين النموذج )‪ (4-3‬مثا ً‬ ‫)‪ (5‬ملحظات )‪:(Notes‬‬ ‫‪ -1‬إذا كانت التربة تحتوي على أملح ذائبة في الماء‪ ،‬فإن استعمال الماء في إيجاد الوزن‬ ‫النوعي يعطي نتائج مخفضة للوزن النوعي بسبب ذوبان هذه الملح أثناء التجربة ‪.‬‬

‫في هذه الحالة يمكن استعمال سوائل أخرى مثل الكيروسين )الكاز( أو البنزين ‪.‬‬ ‫‪ -2‬هناك طرق أخرى لتحديد الوزن النوعي لحبيبات التربة مثل استخدام أنبوب أسطواني‬ ‫مدرج سعة ‪1000‬مللتر )‪ (BS1377‬أو بكنوميتر أسطواني خاص ‪ .‬ولكن الطرق‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪101‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫كلها تتشابه من حيث المبدأ‪ ،‬مع بقاء استخدام الدورق المدرج الكثر شيوعًا في‬ ‫الممارسة ‪.‬‬

‫‪ -3‬يتم إجراء التجربة مرتين )في دورقين منفصلين( وتكون النتائج مقبولة إذا لم يزد الفرق‬ ‫بين القيمتين عن )‪ ،(0. 02‬أي ‪:‬‬

‫‪ × 0. 02‬القيمة الكبر ‪ +‬القيمة القل > القيمة الكبر ‪.‬‬

‫نموذج )‪(4-3‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫رقم المحـــاولــة‬

‫‪15‬‬

‫‪16‬‬

‫وزن الدورق ‪ +‬التربة ‪ +‬الماء )‪ (m3‬غم‬

‫‪2112‬‬

‫‪2110‬‬

‫)‪ (m2‬غم‬

‫‪1600‬‬

‫‪1595‬‬

‫‪1495‬‬

‫‪620‬‬

‫وزن الماء المستعمل‬

‫)‪ (m3 – m2‬غم‬

‫‪512‬‬

‫‪510‬‬

‫وزن التربة المستعملة‬

‫)‪ (m2 – m1‬غم‬

‫‪980‬‬

‫‪975‬‬

‫‪363‬‬

‫‪365‬‬

‫‪2. 70‬‬

‫‪2. 67‬‬

‫رقم الدورق‬ ‫وزن الدورق ‪ +‬التربة‬

‫وزن الدورق مملوءًا بالماء فقط )‪ (m4‬غم‬ ‫وزن الدورق‬

‫حجم التربة‬

‫)‪ (m1‬غم‬

‫)‪ (m3 – m2)-(m4 – m1‬غم‬ ‫‪m 2 − m1‬‬ ‫= ‪Gs‬‬ ‫) ‪(m 4 + m 2 ) − ( m 3 + m1‬‬

‫ملحظة ‪) 2. 70 >2. 72 = 2. 67 + 2. 70 ×0. 02 :‬النتيجة مقبولة( ‪.‬‬

‫‪3.5‬‬

‫كثافـة التربــة‬

‫)‪(Bulk Density of Soil‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪102‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫تعتبر كثافة التربة من أهم الخصائص التي يجري تحديدها لغفرض اسفتعمالها ففي‬ ‫عّد ةف مجالت مهمة في حسابات التربة والساسات‪ ،‬منها على سبيل المثال‪:‬‬

‫‪ -1‬حساب ضغط التربة على الجدران الستنادية )‪. (Retaining walls‬‬ ‫‪ -2‬دراسة اتزان المنحدرات الترابية )‪. (Slope stability analysis‬‬ ‫‪ -3‬حسابات هبوط التربة )‪. (Settlement‬‬

‫‪ -4‬توزيع الجهادات في التربة تحت القواعد )‪. (Stress distribution‬‬ ‫‪ -5‬حساب حجوم أعمال الحفريات في التربة ‪.‬‬

‫ويمكن إيجاد كثافة التربة عن طريق الفحوصات التي تجري في الموقع مباشرة‪،‬‬ ‫وتسمى بفحوصات الكثافة الحقلية )‪ ،(Field density tests‬أو عن طريق‬ ‫فحوصات بسيطة يمكن إجراؤها في المختبر ‪ .‬وسنتطرق هنا لتفصيل الفحوصات‬ ‫المخبرية للكثافة‪ ،‬على أن يجري العرض المفصل للفحوصات الحقلية في الباب‬ ‫المخصص لذلك )الباب التاسع( ‪.‬‬

‫‪ 3-5-1‬كثافة التربة بطريقة اسطوانة القطع‬ ‫)‪(Bulk Density Determination Using the Core-Cutter‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard reference‬‬ ‫‪BS 1377.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪103‬‬

‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .1‬أسطوانة قطع أحد أطرافها حاد )‪ ،(Hardened cutting edge‬ارتفاعها‬ ‫)‪ (130‬ملمت ًار وقطرها الداخلي )‪ (100‬ملمتر )‪) (BS 1377‬شكل‬ ‫‪ ،(4-3‬ويمكن لهذا الغرض استعمال حلقة جهاز التضاغط )‬

‫‪ (Consolidation ring‬بحيث ل يقل قطرها عن )‪ (50‬ملمت ًرا ‪.‬‬

‫‪ .2‬مطرقة فولذية )‪ -(Steel hammer‬شكل )‪. (4-3‬‬ ‫‪ .3‬ميزان )‪. (Balance‬‬

‫‪ .4‬سكين خاص للقطع )‪. (Palette knife‬‬ ‫‪ .5‬مسطرة معدنية )‪. (Steel ruler‬‬

‫‪ .6‬أدوات لتحديد محتوى الرطوبة ‪.‬‬ ‫‪ .7‬زيت أو شحمة )‪. (Oil‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪-1‬‬

‫يتم تزييت أو تشحيم )‪ (Lubrication‬اسطوانة القطع أو الحلقة‬ ‫السطوانية بواسطة الزيت أو الشحمة‪ ،‬ويجري وزن السطوانة أو الحلقة‬ ‫بدقة‪ ،‬وليكن هذا الوزن )‪. (m1‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪104‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ (4-3‬اسطوانة القطع لتحديد كثافة التربة )المرجع ‪(/‍10/‬‬

‫‪ -2‬تؤخذ قياسات وأبعاد السطوانة أو الحلقة‪ ،‬ويحسب الحجم الداخلي لها‬ ‫بالمعادلة‪:‬‬ ‫‪πD‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬‬

‫=‪V‬‬

‫حيث ‪ - D‬القطر الداخلي للسطوانة أو الحلقة ‪.‬‬ ‫‪ -h‬ارتفاع السطوانة أو الحلقة ‪.‬‬ ‫‪ -3‬تتم تسوية سطح التربة بالسكين‪ ،‬وتوضع القطعة الفولذية )‪(Steel dolly‬‬ ‫أعلى اسطوانة القطع )هذا في حالة استعمال اسطوانة القطع(‪ ،‬ويتم الدق‬

‫فوق السطوانة بواسطة المطرقة الفولذية ليتم انغراز السطوانة في عينة‬ ‫التربة‪ ،‬وهنا تنفع الخبرة في ضمان جودة الدق وغرز السطوانة بهدوء‬ ‫وبشكل عمودي‪ ،‬للحصول على عينة جيدة داخل السطوانة ‪.‬‬ ‫في حالة استعمال الحلقة السطوانية قليلة الرتفاع‪ ،‬توضع الحلقة على سطح‬ ‫العينة بعد تسويته‪ ،‬ويتم قطع قليل من التربة بحذر حول الحلقة ثم غرزها‪ ،‬وهكذا‬ ‫حتى تنغرز الحلقة وتمتلئ بعينة التربة ‪.‬‬ ‫‪ -4‬بعد امتلء اسطوانة القطع أو الحلقة المعدنية بالعينة‪ ،‬يتم تنظيف‬ ‫جوانب السطوانة أو الحلقة وتسوية سطح التربة بداخلها )‪. (Trimming‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪105‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪-5‬‬

‫عندها يتم وزن السطوانة أو الحلقة السطوانية والعينة بداخلها‪ ،‬ويمكن‬ ‫وضع قطعتين من الزجاج لهما وزن معلوم )‪ (m4, m3‬عند طرفي‬ ‫السطوانة أو الحلقة‪ ،‬وليكن الوزن مساويًا )‪) (m2‬وزن السطوانة أو‬ ‫الحلقة ‪ +‬التربة ‪ +‬قطعتي زجاج( ‪.‬‬

‫‪ -6‬يمكن ترتيب المعلومات اللزمة في جدول لتسهيل الحساب‪ ،‬نموذج رقم‬ ‫)‪. (5-3‬‬ ‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬ ‫تحسب كثافة التربة بالمعادلة‪:‬‬ ‫‪mo‬‬ ‫‪V‬‬

‫=‪ρ‬‬

‫) ‪m o = m 2 − ( m1 + m 2 + m 3‬‬

‫)‪ (5‬ملحظات )‪:(Notes‬‬ ‫‪ -1‬يتم تحديد الكثافة للعينة الواحدة من التربة بحسب تجانس التربة من حيث‬ ‫تكوينها ودرجة الدقة أثناء إجراء الفحص‪ ،‬على أنه يفضل أن ل يقل عدد‬ ‫المحاولت عن ست ‪.‬‬ ‫‪ -2‬حينما تكون التربة متجانسة التركيب‪ ،‬فإن الفروقات بين قيم الكثافة ل يجب أن‬ ‫تزيد عن ‪ 0. 03‬غرام‪ /‬سنتمتر مكعب )= ‪ 0. 03‬طن‪/‬متر مكعب( ‪.‬‬ ‫‪ -3‬تؤخذ القيمة المتوسطة للقيم التي يتم إيجادها لتكون بمثابة قيمة الكثافة للعينة‬ ‫قيد الفحص ‪.‬‬

‫‪ -4‬هذا الفحص شائع الستعمال ليجاد كثافة الشكال الناعمة من التربة‪ ،‬وهو ما‬ ‫يمكن استنتاجه من الطريقة التي ُيجرى بها ‪.‬‬

‫‪ -5‬نظ ًار للعلقة المهمة بين كثافة التربة ومحتوى رطوبتها‪ ،‬حيث تزيد كثافة التربة‬ ‫لو زاد محتوى رطوبتها‪ ،‬فإن محتوى الرطوبة يقاس جنبًا إلى جنب مع تحديد‬ ‫الكثافة‪ ،‬ويذكر دائمًا حيث يأتي ذكر الكثافة ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪106‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -6‬الكثافة الجافة للتربة )‪ (Dry density‬قيمة مهمة تدخل في كثير من حسابات‬ ‫التربة‪ ،‬وخصوصًا فحوصات تقييم الدمك)‪ ،(Compaction‬ويمكن إيجادها إذا‬

‫كانت الكثافة الرطبة معلومة‪ ،‬وكذلك محتوى الرطوبة‪ ،‬وذلك من المعادلة‬ ‫التالية‪:‬‬ ‫‪100ρ‬‬ ‫= ‪ρd‬‬ ‫‪100 +W‬‬ ‫‪ρ‬‬ ‫= ‪ρd‬‬ ‫‪1 +W‬‬

‫‪ -7‬الكثافة التي يتم‬ ‫تحديدها خلل هذا الفحص هي‬ ‫نفسها التي تسمى بالكثافة‬ ‫الرطبة )‪wet‬‬

‫‪ ،(density‬وذلك لتمييزها عن الكثافة الجافة ‪ .‬وهذا متعارف‬ ‫عليه في كتب الختصاص‪ ،‬حيث تعتبر الكثافة رطبة حيثما ورد مصطلح‬ ‫)كثافة التربة( حتى ولو لم تجر الشارة لذلك ‪.‬‬

‫نموذج )‪(5-3‬‬ ‫قطر الحلقة‬

‫وزن الحلقة‬

‫وزن قطعتي‬

‫وزن الحلقة أو‬

‫ارتفاع‬

‫السطوانة‬

‫‪m ,m‬‬

‫التربة وقطعتيف‬

‫)سم(‬

‫)غم(‬

‫الحلقة أو‬

‫أو‬

‫الزجاج‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫السطوانة مع‬

‫حجم عينة‬ ‫التربة )‪(V‬‬

‫‪4. 00‬‬

‫‪6. 00‬‬

‫‪127. 3‬‬

‫‪100. 5‬‬

‫‪455. 98‬‬

‫‪114. 0‬‬

‫)غم(‬

‫)غم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫)‪ρ = m1-(m1+m3+m4‬‬

‫‪h‬‬

‫‪D‬‬

‫‪m1‬‬

‫‪m3+m4‬‬

‫‪m2‬‬

‫‪V‬‬

‫فارغة‬

‫‪ρ‬‬

‫العينة‬

‫‪ρd‬‬

‫رطوبة‬

‫)‪(W‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫للتربة‬

‫)غم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪15. 61‬‬

‫‪1. 73‬‬

‫‪V‬‬

‫‪W‬‬

‫)‪ρd = ρ÷ (1+W‬‬

‫)غم(‬

‫الزجاج‬

‫)سم ‪(3‬‬

‫كثافة التربة‬

‫محتوى‬

‫الكثافة الجافة‬

‫‪0‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪0‬‬

‫‪107‬‬

‫‪2. 00‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ 3-5-1‬كثافة التربـة بطريقة الغمر بالماء‬ ‫)‪(Bulk Density Determination Using Immersion In Water‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377, Test No. 15 (E).‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫أ ‪ .‬وعاء معدني أو بلستيكي محكم )‪. (Water-tight container‬‬ ‫‪ .2‬ميزان له حساسية إلى ‪ 1‬غرام )‪. (Balance‬‬ ‫‪ .3‬حّم افلة )‪ (Cradle‬مع هيكل مساعد )‪ (Supporting frame‬كما هو‬ ‫مبين في الشكل )‪. (5-3‬‬

‫‪ .4‬شمع برافين )‪ (Paraffin wax‬له كثافة معلومة ) ‪. (ρ‬‬ ‫‪p‬‬

‫‪ .5‬جهاز خاص أو وعاء لتذويب شمع البرافين )‪. (Melting tank‬‬ ‫‪ .6‬سكين للقطع )‪. (Knife‬‬

‫‪ .7‬ورقة ترشيح )‪. (Filter paper‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم أخذ قطعة من العينة المراد إيجاد كثافتها دون خلخلة تركيبها‪ ،‬ول‬ ‫ضرورة لن تكون متساوية أو منتظمة البعاد‪ ،‬ولكن يلزم أن تكون‬ ‫معقولة الحجم )حوالي ‪ 30‬سنتمت ًار مكعبًا أو أكثر( ‪.‬‬

‫‪ -2‬تنظف أطراف العينة بالسكين ويسوى سطحها إلى حد ما‪ ،‬ثم توزن‬ ‫العينة‪ ،‬وليكن وزنها )‪. (m‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪108‬‬

‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -3‬يسخن البرافين حتى درجة ح اررة ‪ 60‬مئوية‪ ،‬ثم يجري تلبيس العينة‬ ‫بالبرافين السائل بواسطة تغطيسها في الوعاء الذي يحتوي البرافين من‬ ‫عدة جهات‪ ،‬لتتغطى العينة بطبقة من البرافين ‪1. 0-5. 0‬ملمتر ‪.‬‬ ‫ويراعى هنا أن ل ُيحتجز هواء داخل فقاعات بين التربة والبرافين‪ ،‬ويمكن‬

‫التخلص من فقاعات الهواء بواسطة إبرة مدببة ساخنة مع الضغط اللّين‬ ‫بالصبع لتسوية المكان الذي كانت فيه الفقاعة ‪.‬‬ ‫‪ -4‬توزن العينة المغطاة بالبرافين‪ ،‬وليكن هذا الوزن ) ‪. (m‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ -5‬يوجد وزن البرافين )‪. (mp = m - m‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ -6‬يوجد حجم البرافين )‪ (Vp = mp / ρp‬حيث ‪ -p‬كثافة البرافين‪ ،‬وتكون‬ ‫عادة بحدود ‪0. 9‬غرام‪/‬سنتمتر مكعب ‪.‬‬

‫‪-7‬‬

‫يتم غمر العينة بالماء بعد ربطها بخيط أو بوضعها داخل الحمالة كما‬ ‫هو موضح في الشكل )‪ ،(5-3‬ويؤخذ وزن العينة وهي معلقة في الماء‪،‬‬ ‫وليكن هذا الوزن )‪. (m2‬‬

‫‪-8‬‬

‫يتم إخراج العينة من الماء ويجفف سطحها بواسطة ورقة الترشيح‪،‬‬ ‫وتوزن في الهواء ‪ .‬إواذا كان هناك فرق بين هذا الوزن والوزن )‪ (m1‬يزيد‬

‫على ‪0. 02‬غرام‪ ،‬فإن العينة تعتبر لغية ‪.‬‬

‫‪ -9‬يتم تحديد محتوى الرطوبة للعينة بعد كسر طبقة من البرافين إواخراج‬ ‫التربة ‪.‬‬

‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬ ‫‪-1‬‬

‫حجم العينة )سم ‪(3‬‬ ‫‪m1 − m‬‬ ‫‪ρp‬‬

‫‪V = (m1 − m 2 ) −‬‬

‫ب ‪-‬كثافة التربة )غم‪/‬سم ‪(3‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪109‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪m‬‬ ‫‪V‬‬

‫=‪ρ‬‬

‫ت ‪ -‬الكثافة الجافة للتربة )غم‪/‬سم ‪(3‬‬ ‫‪100ρ‬‬ ‫‪100 + W‬‬

‫= ‪ρd‬‬

‫‪ρ‬‬ ‫‪1+W‬‬

‫= ‪ρd‬‬

‫حيث ‪ -W‬محتوى الرطوبة للتربة ‪.‬‬ ‫ل لحسابات الكثافة بطريقة الغمر بالماء ‪.‬‬ ‫ويبين النموذج )‪ (6-3‬مثا ً‬ ‫)‪ (5‬ملحظة )‪:(Note‬‬ ‫يتففم حسففاب كثافففة الترب ة بهففذه الطريقففة مرتيففن علففى القففل‪ ،‬وتؤخ ذ القيمففة المتوسفطة‬ ‫للكثافة‪ ،‬على أن ل يزيد الفرق بين قيمتي الكثافة عن ‪0. 03‬غرام‪ /‬سنتمتر مكعب ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪110‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ (5-3‬الدوات المستعملة في طريقة الغمر بالماء )المرجع ‪(/10/‬‬

‫نموذج )‪(6-3‬‬ ‫وزن‬

‫العينة قبل‬ ‫تغطيتها‬

‫بالبرافين‬

‫وزن العينة‬

‫البرافين‬

‫مع طبقة‬

‫كثافة‬

‫حجم العينة‬

‫البرافين‬

‫مع طبقة‬

‫كثافة‬ ‫العينة‬

‫محتوى‬

‫الرطوبة‬

‫الكثافة‬ ‫الجافة‬

‫وهي معلقة‬ ‫بالماء‬

‫)غم‪/‬سم ‪3‬‬

‫)غم(‬

‫‪m‬‬

‫‪m1‬‬

‫‪m2‬‬

‫‪ρp‬‬

‫(‬

‫)غم‪/‬سم ‪3‬‬

‫)سم ‪(3‬‬

‫(‬

‫‪m1 − m‬‬ ‫‪ρp‬‬

‫‪V = (m1 − m 2 ) −‬‬

‫)‪(%‬‬

‫)غم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪ρ‬‬

‫‪W‬‬

‫‪ρd‬‬

‫‪60. 00‬‬

‫‪68. 00‬‬

‫‪28. 00‬‬

‫‪0. 90‬‬

‫‪31. 11‬‬

‫‪1. 93‬‬

‫‪14. 70‬‬

‫‪1. 68‬‬

‫‪72. 42‬‬

‫‪81. 00‬‬

‫‪33. 34‬‬

‫‪0. 90‬‬

‫‪38. 13‬‬

‫‪1. 90‬‬

‫‪14. 60‬‬

‫‪1. 66‬‬

‫‪ 3-5-3‬كثافة التربة بطريقة القياسات المباشرة‬ ‫)‪(Bulk Density Determination By Direct Measurements‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪111‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪GOST, 5182 (Russian Standard).‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪.1‬‬

‫سكين حاد )‪. (Knife‬‬

‫‪.2‬‬

‫مسطرة )‪. (Ruler‬‬

‫‪.3‬‬

‫ميزان )‪. (Balance‬‬

‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫تعتبر هذه الطريقة من الطرق السريعة لتحديد كثافة التربة‪ ،‬وخصوصًا في‬ ‫الموقع‪ ،‬عندما تكون هناك ضرورة لمعرفة الكثافة ‪ .‬وتتلخص خطوات هذه‬

‫الطريقة بما يلي‪:‬‬ ‫‪ .1‬يقطع جزء من قطعة كبيرة من التربة بواسطة سكين ويتم تشكيل العينة‬ ‫على شكل مكعب منتظم البعاد ‪.‬‬

‫‪ .2‬يحسب حجم العينة بسهولة )الطول × العرض × الرتفاع( )‪. ( V‬‬ ‫‪ .3‬توزن العينة كما هي‪ ،‬وليكن وزنها )‪. (m‬‬ ‫‪ .4‬تحسب الكثافة من المعادلة ‪:‬‬

‫‪m‬‬ ‫‪V‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫=‪ρ‬‬

‫‪112‬‬

‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪3.6‬‬

‫التدرج الحبيبـي للتربــة‬

‫)‪(Particle size distribution of soil‬‬ ‫تتكون التربة من حبيبات ذات أحجام وقياسات مختلفة‪ ،‬تتراوح بين الحجار التي‬ ‫تزيد أبعادها عن ‪ 20‬سنتمت ًرا‪ ،‬والمواد الطينية الناعمة‪ ،‬التي يكون قطر حبيباتها‬ ‫أقل من ‪ 0. 002‬ملمتر ‪.‬‬

‫والمقصود بالتدرج الحبيبي للتربة‪ ،‬هو فرز الحبيبات ذات المقاسات المتشابهة في‬ ‫العينة إوايجاد نسبة كل منها إلى الوزن الكلي للعينة ‪ .‬ويجري التعبير عادة عن‬

‫النسبة المئوية للمواد الكثر نعومة من قياس معين )‪ ،(Percentage finer‬أو نسبة‬ ‫المواد التي تمر من منخل معين‪ ،‬كما سنرى فيما بعد ‪.‬‬ ‫وهناك طريقتان مختلفتان ليجاد التدرج الحبيبي لعينات التربة‪ ،‬وهما طريقة‬ ‫التنخيل )الغربلة( )‪ (Sieving‬وطريقة الترسيب )‪. (Sedimentation‬‬ ‫وتستعمل الطريقة الولى ‪ ،‬أي طريقة التنخيل‪ ،‬ليجاد التدرج الحبيبي للتربة‬ ‫الحصّو يففة والرملية )‪ ،(Gravel and sand size‬وذلك بتمرير عينة من التربة عبر‬

‫سلسلة من المناخل )الغرابيل( القياسية )‪ ،(Standard sieves‬والتي تختلف في‬ ‫مقاسات فتحاتها‪ ،‬حيث توضع المناخل فوق بعضها بحيث يكون المنخل ذو‬

‫الفتحات الكبر في العلى‪ ،‬وتوضع فيه العينة‪ ،‬ثم يجري التنخيل بواسطة هزاز‬ ‫ميكانيكي )‪ ،(Mechanical shaker‬أو بواسطة اليد‪ ،‬لمدة من الوقت ل تقل عن‬ ‫عشر دقائق‪ ،‬تكون كافية لفرز الحجام المختلفة من الحبيبات التي تحتويها‬ ‫العينة ‪ .‬وبعد انتهاء التنخيل يوزن الجزء المتبقي على كل منخل وتجري‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪113‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫الحسابات لتحديد نسبة المتبقي )‪ (Percentage retained‬ونسبة المار )‬ ‫‪ (Parentage passing‬من كل منخل إلى الوزن الصلي للعينة ‪.‬‬ ‫وتجدر الشارة إلى أن قياس فتحات المناخل )‪ (Aperture size‬يختلف باختلف‬ ‫المواصفات‪ ،‬ويحتوي الملحق رقم )‪ (5‬في نهاية هذا الكتاب على مقارنة بين‬ ‫المناخل المستعملة في كل من المقاييس المريكية )‪ (ASTM‬والبريطانية )‪(BS‬‬ ‫والفرنسية )‪ (AFNOR‬واللمانية )‪ ،(DIN‬على الرغم من أن الكثر شيوعًا في‬

‫الستعمال‪ ،‬هي المناخل المطابقة للمواصفات المريكية والبريطانية ‪.‬‬

‫وأما بالنسبة للتربة ناعمة التركيب من الطمي والطين‪ ،‬فإنه نظ ًار لنعومتها وعدم‬ ‫وجود مناخل ذات فتحات صغيرة )أصغر منخل قياسي متداول هو رقم ‪200‬‬

‫ومقاس فتحاته ‪0. 075‬ملمت ًرا(‪ ،‬يجري اللجوء إلى طرق الترسيب لدراسة تدرجها‪،‬‬

‫وأشهرها باستعمال الهيدروميتر )‪ ،(Hydrometer‬وهو مصطلح يترجمه البعض‬ ‫إلى )الِم كفثاف( ‪ .‬وتكمن فحوى هذه الطريقة بإلقاء عينة من التربة المارة من‬ ‫المنخل رقم )‪ (200‬في أنبوب ترسيب فيه محلول من الماء مع مادة‬

‫هكساميتافوسفات الصوديوم )‪ ( Sodium hexametaphosphate - Na PO3‬التي‬ ‫تمنع تلصق الحبيبات ‪ .‬ويترك المحلول لفترة زمنية يجري خللها أخذ عدة‬ ‫قراءات لكثافة المحلول‪ ،‬والتي يفترض أنها تقل كلما زادت نسبة الجزء المترسب‬ ‫من العينة ‪ .‬ويتم إيجاد حجم الحبيبات في هذه الطريقة باستعمال معادلة الفيزيائي‬ ‫النجليزي ج ‪ .‬ستوكس )‪ ،(G.Stokes‬والتي تربط بين سرعة ترسب الحبيبات في‬ ‫السائل ومقاس هذه الحبيبات وكثافتها ولزوجة السائل )‪. (Viscosity‬‬ ‫ونشير هنا إلى أنه يجري أحيانًا استعمال الطريقتين المذكورتين في آن معًا‪ ،‬وذلك‬

‫عندما تحتوي التربة في تركيبها على مواد ناعمة‪ ،‬إضافة إلى المكونات الخشنة‬

‫كالحصى والرمل‪ ،‬حيث يتم فصل العينة على المنخل رقم )‪ ،(200‬ويجري تنخيل‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪114‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫الجزء المتبقي على هذا المنخل عبر سلسلة المناخل القياسية‪ ،‬ويدرس تدرج‬ ‫الجزء المار من هذا المنخل بواسطة الهيدروميتر أو غيره من طرق الترسيب ‪.‬‬ ‫ويتم تمثيل نتائج التدرج الحبيبي على منحنيات خاصة تسمى بمنحنيات التدرج‬ ‫الحبيبي )‪) (Particle size distribution curves‬شكل ‪ . (6-3‬وتكون قياسات‬ ‫الحبيبات على محور السينات لهذه المنحنيات‪ ،‬والنسبة المئوية للمواد النعم من‬ ‫كل قياس على محور الصادات ‪.‬‬ ‫ونشير إلى أن هناك شكلْي نف من هذه المنحنيات ‪ .‬الول‪ ،‬وتتدرج فيه المواد من‬

‫النعم إلى الخشن )على محور السينات(‪ ،‬من الشمال إلى اليمين‪ ،‬وهو‬

‫المستعمل في الممارسة البريطانية‪ ،‬والثاني‪ ،‬وهو صورة معكوسة للول‪ ،‬وتدرج‬ ‫المواد فيه يبدأ من اليمين‪ ،‬وهو المستعمل في الممارسة المريكية ‪ .‬وهي ملحظة‬ ‫نوردها هنا‪ ،‬رغم عدم وجود أي فرق يذكر بين الشكلين من حيث المضمون‪ ،‬وذلك‬ ‫ل للفائدة ‪.‬‬ ‫استكما ً‬

‫وأما الضرورة العملية لمعرفة التدرج الحبيبي للتربة فتكمن في‪:‬‬ ‫‪ -1‬أن التدرج الحبيبي للتربة هو المفتاح الول والساسي لتصنيف التربة‬ ‫للغراض النشائية )‪Soil classification for engineering‬‬

‫‪ ،(purposes‬حيث تقسم التربة إلى أشكال مختلفة بحسب مقاسات‬ ‫الحبيبات التي تحتويها‪ ،‬ويساعد منحنى التدرج الحبيبي للتربة في‬ ‫تصنيفها إلى تربة منتظمة التركيب )‪) (Uniform‬أي تتكون من حبيبات‬ ‫متشابهة القياس(‪ ،‬أو جيدة التدرج )‪) (Well-graded‬تتوزع فيها مقاسات‬ ‫الحبيبات من الصغير إلى الوسط إلى الكبير(‪ ،‬أو سيئة التدرج )‬ ‫‪) (Poorly- graded‬ل تحتوي على قياسات وسطية‪ ،‬أي أنها تتركب من‬ ‫حبيبات كبيرة وصغيرة دون ما هو بينهما( ‪.‬‬ ‫وهناك قيمتان يجري إيجادهما من منحنيات التدرج الحبيبي للتربة‪،‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪115‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫وتسفاعدان في تصنيف التربة‪ ،‬وهما معامل النتظام )‪Uniformity‬‬

‫‪:(coefficient‬‬ ‫‪D 60‬‬ ‫‪D10‬‬

‫= ‪Cu‬‬

‫)‪(3-4‬‬

‫ومعامل تجويف )تقعر( المنحنى )‪:(Concavity coefficient‬‬ ‫‪(D 30 ) 2‬‬ ‫= ‪(3-5) C c‬‬ ‫‪D 60 D10‬‬

‫حيث ترمز ‪ ،D10، D30، D60‬إلى قياسات الحبيبات التي تبلغ نسبة النعم منها في‬ ‫العينة ‪ 10‬بالمئة‪30 ،‬بالمئة و ‪ 60‬بالمئة على التوالي ‪ .‬وتطلق على القياس ‪D10‬‬

‫تسمية القياس الفّعال )‪. (Effective size‬‬

‫‪-2‬وهناك استعمال مهم جدًا للتدرج الحبيبي للتربة في الهندسة الجيوتقنية وأعمال‬

‫النشاءات يمكن تلخيصه كما يلي‪:‬‬

‫)أ(اختيار مواد الردميات أو المواد المالئة )‪ ،(Fill material‬حيث تحدد‬ ‫المواصفات المختلفة حدودًا معينة للتدرج الحبيبي للمواد المستعملة لغراض‬

‫الردميات في أعمال السدود والمباني وغيرها ‪.‬‬

‫)ب(اختيار مواد الطبقات الترابية لعمال الطرق‪ ،‬مثل طبقة ما تحت الساس‬ ‫)‪ (Sub-base‬والساس )‪ (Base‬وغيرها ‪.‬‬ ‫)ت(اختيار المواد المناسبة للعمل كمرشحات )‪،(Filters‬حيث يلزم أن يكون‬ ‫للمواد المستخدمة لهذا الغرض تدرج حبيبي محدد ‪.‬‬ ‫)ث(اختيار المواد المناسبة للستعمال في الخلطات الخرسانية‪ ،‬كالرمل‬ ‫والركام )‪ (Fine and coarse aggregates‬التي تحدد لها المواصفات مجالت‬ ‫التدرج الحبيبي المناسبة للخلطة الخرسانية المطلوبة ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪116‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)ج(اختيار الطريقة النسب لعمال التقوية والحقن الكيمائي للتربة )‬ ‫‪ ،(Grouting and chemical injection‬حيث يعتمد اختيار المواد ومدة الحقن‬ ‫على التدرج الحبيبي للتربة ‪.‬‬ ‫)ح(ُتساعد معرفة التدرج الحبيبي للتربة في تقرير فاعلية تحسين خصائصها‬

‫بواسطة الدمك )‪،(Compaction‬حيث تعتمد نسبة الدمك التي من الممكن‬

‫بلوغها لنوع معين من التربة على التدرج الحبيبي لهذه التربة إلى حد كبير ‪.‬‬

‫)أ(‬ ‫‪100‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬

‫‪10‬‬

‫‪0.1‬‬

‫‪1‬‬ ‫فسفلمن ف ف ف ففخل)ممف(‬ ‫قفي ف فاف ف ا‬

‫)ب(‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪117‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪0.01‬‬

‫نفسبة الففمارف )‪(%‬‬

‫‪60‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪100‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪40‬‬

‫نففسبةف ال فمفار )‪(%‬‬

‫‪60‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.1‬‬

‫‪0.01‬‬

‫‪10‬‬

‫‪1‬‬ ‫قفي ف فاف ففسالمن ف ف ف ففخل)ممفف(‬

‫شكل )‪ -(6-3‬منحنيات التدرج الحبيبي للتربة‬ ‫‪.1‬‬

‫الشكل الشائع في الممارسة البريطانية )‪. (BS‬‬

‫ب ‪ .‬الشكل الشائع في الممارسة المريكية )‪(ASTM‬‬

‫‪ 3-6-1‬التدرج الحبيبـي للتربة بالتنخيل الجـاف‬ ‫)‪(Particle Size Distribution By Dry Sieving‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D-421, D-422‬‬ ‫‪AASHTO T-88.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪.1‬‬

‫مجموعة المناخل القياسية )‪ ،(Set of standard sieves‬مع غطاء)‬ ‫‪ (Lid‬ووعاء )‪ (Pan‬من نفس القياس يوضع تحت مجموعة من‬ ‫المناخل‪ ،‬ويمكن أخذ إحدى مجموعتي المناخل المبينتين أدناه للتربة‬ ‫الخشنة ‪:/8/‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪118‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫مجموعة )أ(‬

‫مجموعة )ب(‬

‫قياس فتحات المنخل )مم(‬

‫غطاء‬

‫‪-‬‬

‫منخل رقم ‪4‬‬

‫‪4. 75‬‬

‫‪10‬‬

‫‪2. 00‬‬ ‫‪0. 850‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪40‬‬

‫‪0. 425‬‬ ‫‪50‬‬

‫‪60‬‬ ‫‪140‬‬

‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.5‬‬

‫‪0. 300‬‬ ‫‪0. 250‬‬

‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬

‫‪0. 600‬‬

‫‪0. 150‬‬ ‫‪0. 106‬‬

‫‪200‬‬

‫‪0. 075‬‬

‫هزاز ميكانيكي )‪-(Mechanical Shaker‬اختياري‪ ،-‬مع ساعة توقيت ‪.‬‬ ‫موازين مناسبة )‪. (Balances‬‬ ‫فرن تجفيف )‪. (Drying oven‬‬ ‫أوعية معدنية )‪. (Metal trays‬‬

‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم أخذ العينة التي سيجري عليها الفحص من العينة الصلية بواسطة‬

‫التقسيم في صندوق الفرز )‪ ،(Riffle box‬وذلك لضمان الحصول على‬ ‫عينة متجانسة وجيدة التمثيل للعينة الصلية ويعتمد وزن العينة اللزمة‬ ‫للفحص على قياس اكبر حبيبة فيها‪ ،‬حيث يلزم أخذ وزن أكثر كلما كانت‬ ‫التربة تحتوي حبيبات كبيرة أكثر ‪ .‬ويبين الجدول )‪ (3-3‬الكمية المطلوبة‬ ‫للفحص حسب مقاس الحبيبات الكبر في العينة ‪ ،/6/‬وذلك بناء على‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪119‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫المواصفات البريطانية )‪ ،(BS 1377‬وهو جدول استرشادي ول تؤدي‬ ‫زيادة أو نقصان الكميات المشار إليها فيه إلى خلل كبير ‪.‬‬ ‫‪ -2‬يتم تجفيف العينة حتى يثبت وزنها وذلك باستعمال فرن التجفيف‪،‬‬ ‫وتحت درجة تتراوح بين ‪ 110-105‬درجة مئوية ‪.‬‬ ‫‪ -3‬توزن العينة بعد ثبات وزنها‪ ،‬وليكن هذا الوزن )‪. (m1‬‬

‫‪ -4‬تؤخذ مجموعة المناخل القياسية المناسبة )حسب قياسات الحبيبات في‬ ‫العينة(‪ ،‬وترتب فوق بعضها )ذو الفتحات الكبر ثم الصغر وهكذا(‪،‬‬ ‫ووضع الوعاء الذي له نفس قطر المناخل تحت أصغر منخل ‪.‬‬ ‫‪ -5‬توضع العينة على المنخل العلى )أكبر قياس( وتغطى بالغطاء‪ ،‬ثم يبدأ‬ ‫التنخيل باستعمال الهزاز الميكانيكي أو بواسطة اليد‪ ،‬ولمدة تكون كافية‬

‫لغرز القياسات المختلفة للحبيبات التي تحتويها العينة )حوالي ‪10‬‬ ‫دقائق( ‪.‬‬ ‫ملحظة‪ :‬إذا كان الهزاز الميكانيكي أصغر من أن يتسع لكل مجموعة المناخل‪ ،‬فيمكن‬ ‫تجزئة العملية‪ ،‬وكذلك في حالة التنخيل اليدوي ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(3-3‬الحد الدنى لوزان عينات التدرج‬ ‫قياس أكبر حبيبة في العينة‬

‫الوزن الدنى للعينة المطلوبة‬

‫الصلية‬

‫لفحص التنخيل‬

‫< ‪2‬ملمتر‬

‫‪100‬غرام‬

‫‪6. 3‬‬

‫‪200‬‬

‫‪10. 0‬‬

‫‪500‬‬

‫‪14. 0‬‬

‫‪ 1‬كيلو غرام‬

‫‪20. 0‬‬

‫‪2‬‬

‫‪28. 0‬‬

‫‪6‬‬

‫‪37. 5‬‬

‫‪15‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪120‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪50. 0‬‬

‫‪35‬‬

‫‪63. 0‬‬

‫‪50‬‬

‫‪75. 0‬‬

‫‪75‬‬

‫‪100. 0‬‬

‫‪150‬‬

‫‪150. 0‬‬

‫‪500‬‬

‫‪200. 0‬‬

‫‪1000‬‬

‫‪ -6‬بعد انتهاء التنخيل يؤخذ المتبقي على كل منخل إلى وعاء معدني ثم‬ ‫يوزن بدقة‪ ،‬كما يوزن الجزء الذي تبقى في الوعاء السفلي ‪.‬‬ ‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬ ‫يتم إجراء الحسابات كما يلي‪:‬‬ ‫)‪ (1‬نسبة المتبقي على كل منخل إلى الوزن الصلي للعينة ) ‪. (m‬‬ ‫‪1‬‬

‫)وزن العينة على المنخل ÷ وزن العينة الصلي ‪m1) ×100%‬‬

‫)ب( نسبة المار من كل منخل‪ ،‬وتكون مساوية لنسبة المار في المنخل الذي‬ ‫سبقه‪ ،‬مطروحًا منها وزن العينة المتبقي على نفس المنخل ‪.‬‬ ‫ل لحسابات التجربة التي سبق شرحها‪ ،‬مع منحنى‬ ‫ويبين النموذج )‪ (7-3‬مثا ً‬

‫التدرج الحبيبي ‪.‬‬

‫‪ 3-6-2‬التدرج الحبيبي للتربة بطريقة الغسل‬ ‫)‪(Particle Size Distribution By Wet Sieving‬‬ ‫تستعمل هذه الطريقة للتنخيل عندما تحتوي عينففة التربة علففى نسففبة مففن الطيففن‬ ‫أو الطمف ففي أو كليهمف ففا‪ ،‬والف ففتي تكف ففون عف ففادة متماسف ففكة الحبيبف ففات ول تف ففذوب إل‬ ‫بالغسفل ‪ .‬وتسفتعمل الطريقفة سفواء كفبرت نسفبة المفواد الناعمفة ففي العينفة قياسفًا‬

‫إلى المكونات الخشنة‪ ،‬أو صغرت هذه النسبة في العينة ‪.‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪121‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM, D-421, D-422‬‬ ‫‪AASHTO, T-88.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬مجموعة المناخل القياسية مع غطاء ووعاء )أنظر التجربة السابقة( ‪.‬‬ ‫‪ .2‬هزاز ميكانيكي )‪-(Mechanical Shaker‬اختياري‪ ،-‬مع ساعة توقيت ‪.‬‬ ‫‪ .3‬موازين مناسبة )‪. (Balances‬‬

‫‪ .4‬فرن تجفيف )‪. (Drying oven‬‬

‫ج ‪ .‬أوعية معدنية )‪. (Metal trays‬‬ ‫‪ .6‬مع ِم َدفقفة لسحق )طحن( التربة )‪. (Mortar and pestle‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم تحضير عينة من التربة المراد فحصها بالطريقة التي ذكرت في‬ ‫التجربة السابقة )‪ ،(1-6-3‬ويمكن دق التربة لسحقها إلى مكوناتها‬

‫الصغر بواسطة المدقة ‪.‬‬ ‫‪-2‬‬

‫يتم تجفيف العينة التي سيجري عليها الفحص حتى يثبت وزنها‪ ،‬ويسجل‬ ‫هذا الوزن‪ ،‬وليكن )‪. (m1‬‬

‫‪ -3‬يؤخذ المنخل القياسية رقم )‪ ،(10‬ويوضع الول فوق الثاني دون‬ ‫استعمال الغطاء أو الوعاء ‪.‬‬ ‫‪ -4‬توضع العينة على المنخل رقم )‪ ،(10‬ويجري تسليط رشاش الماء‬

‫الموصول بالصنبور لتسهيل ذوبان الكتل ومرور المواد الناعمة إلى‬

‫المنخل الصغر )رقم ‪ ،(200‬ومن ثم المرور من هذا المنخل ‪.‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪122‬‬

‫‬‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫نموذج )‪(7-3‬‬ ‫رقم‬

‫قياس الفتحات‬

‫وزن المتبقي‬

‫نسبة المتبقي‬

‫نسبة المار‬

‫المنخل‬

‫)مم(‬

‫)‪(%‬‬

‫‪4‬‬

‫‪4. 75‬‬

‫‪0. 0‬‬

‫‪100‬‬

‫‪8‬‬

‫‪2. 36‬‬

‫‪76. 20‬‬

‫‪18. 14‬‬

‫‪81. 86‬‬

‫‪16‬‬

‫‪1. 18‬‬

‫‪84. 30‬‬

‫‪20. 07‬‬

‫‪61. 79‬‬

‫‪30‬‬

‫‪0. 600‬‬

‫‪99. 10‬‬

‫‪23. 60‬‬

‫‪38. 19‬‬

‫‪40‬‬

‫‪0. 425‬‬

‫‪58. 60‬‬

‫‪13. 95‬‬

‫‪24. 24‬‬

‫‪50‬‬

‫‪0. 300‬‬

‫‪42. 70‬‬

‫‪10. 17‬‬

‫‪14. 07‬‬

‫‪100‬‬

‫‪0. 150‬‬

‫‪41. 40‬‬

‫‪9. 86‬‬

‫‪4. 21‬‬

‫‪200‬‬

‫‪0. 075‬‬

‫‪11. 00‬‬

‫‪2. 62‬‬

‫‪1. 59‬‬

‫الوعاء‬

‫‪-‬‬

‫‪6. 70‬‬

‫‪1. 59‬‬

‫‪0. 0‬‬

‫‪420. 0‬‬

‫‪100‬‬

‫‪100‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬

‫‪0.1‬‬

‫‪1‬‬ ‫قفي ف فاف ففسالمن ف ف ف ففخل)ممفف(‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪123‬‬

‫‪0.01‬‬

‫نففسبةف ال فمفار )‪(%‬‬

‫‪60‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -5‬عند التحقق من أن الجزء الموجود على المنخل رقم )‪ (10‬قد أصبح‬ ‫خاليًا من المواد الناعمة‪ ،‬تتم مواصلة الغسيل على المنخل رقم )‪(200‬‬

‫إلى أن يصبح الماء الخارج من هذا المنخل صافيًا‪ ،‬مما يدل على مرور‬ ‫كل المواد الناعمة ‪.‬‬

‫‪ -6‬بعد الغسيل‪ ،‬تترك المواد المتبقية على المنخلْي نف لترشح فترة من الوقت‪،‬‬ ‫ثم تنقل محتوياتها إلى أوعية معدنية‪ ،‬وتوضع في فرن التجفيف تحت‬ ‫درجة ح اررة تتراوح بين ‪ 110-105‬درجة مئوية حتى يثبت وزنها ‪.‬‬ ‫‪ -7‬توزن المواد بدقة بعد التجفيف ‪.‬‬ ‫‪ -8‬يجري تنخيل المواد عبر سلسلة من المناخل القياسية‪ ،‬كما في طريقة‬ ‫التنخيل الجاف )التجربة السابقة ‪ ،(1-6-3‬ويتم إيجاد أوزان الجزاء‬ ‫المتبقية على كل منخل ‪.‬‬ ‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬ ‫تجري الحسابات ليجاد نسبة المتبقي على كل منخل ونسبة المار‪:‬‬ ‫)أ( نسبة المتبقي على كل منخل إلى الوزن الصلي للعينة قبل الغسيل )‪. (m‬‬ ‫)وزن العينة على كل منخل ÷ وزن العينة قبل الغسيل ‪m1) ×100%‬‬

‫)ب( نسبة المار من كل منخل‪ ،‬وتكون مساوية لنسبة المار من المنخل الذي‬ ‫قبله‪ ،‬مطروحًا منها وزن العينة المتبقي على نفس المنخل ‪.‬‬

‫وبالنسبة للمواد الناعمة المارة من المنخل رقم )‪ ،(200‬والموجودة في العينة‬

‫الصلية‪ ،‬فإن وزنها الدقيق يتكون من جزئين‪:‬‬ ‫‪-‬‬

‫الجزء الذي فقد أثناء الغسيل بمروره من المنخل رقم )‪. (mL) (200‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪124‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪-‬‬

‫الجزء الذي مر من المنخل رقم )‪ (200‬أثناء التنخيل الجاف للعينة بعد‬ ‫غسلها وتجفيفها )‪ ،(mp‬حيث‪:‬‬

‫‪mF = mL + mP‬‬ ‫‪m L = m1 − m w‬‬

‫حيث ‪ - mw‬وزن العينة بعد غسلها وتجفيفها ‪.‬‬

‫وتكون النسبة المئوية للمار من المنخل رقم )‪ (200‬مساوية لفِ ‪:‬‬ ‫‪mF‬‬ ‫‪x100%‬‬ ‫‪m1‬‬

‫ل لحسابات التدرج الحبيبي للتربة بطريقة الغسيل ‪. /6/‬‬ ‫ويبين النموذج )‪ (8-3‬مثا ً‬

‫نموذج )‪(8-3‬‬ ‫قياس الفتحات‬

‫وزن المتبقي‬

‫نسبة المتبقي‬

‫نسبة المار‬

‫‪4‬‬

‫‪4. 75‬‬

‫‪0. 0‬‬

‫‪100‬‬

‫‪10‬‬

‫‪2. 00‬‬

‫‪20. 00‬‬

‫‪4. 00‬‬

‫‪96. 00‬‬

‫‪16‬‬

‫‪1. 18‬‬

‫‪35. 00‬‬

‫‪7. 00‬‬

‫‪89. 00‬‬

‫‪30‬‬

‫‪0. 600‬‬

‫‪60. 00‬‬

‫‪12. 00‬‬

‫‪77. 00‬‬

‫‪60‬‬

‫‪0. 250‬‬

‫‪145. 00‬‬

‫‪29. 00‬‬

‫‪48. 00‬‬

‫‪200‬‬

‫‪0. 075‬‬

‫‪100. 00‬‬

‫‪20. 00‬‬

‫‪28. 00‬‬

‫الوعاء‬

‫‪-‬‬

‫‪10. 00‬‬

‫‪2. 00‬‬

‫‪-‬‬

‫رقم المنخل‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫)مم(‬

‫‪125‬‬

‫)‪(%‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪-‬‬

‫المار من منخل رقم )‪ (200‬بالتنخيل الجاف )‪ mp) = (10‬غم( ‪.‬‬

‫‪-‬‬

‫الوزن الكلي للمار من منخل رقم )‪ mF) = (mp + mL) = (140) (200‬غم( ‪.‬‬

‫‪-‬‬

‫نسبة المار من منخل رقم )‪. (mF ÷ (m1 × 100% = (28%) = (200‬‬

‫‪1‬‬ ‫فسلفمنف ف ف ففخل)ممف(‬ ‫قفي ف فا ف ف ا‬

‫‪3.7‬‬

‫تصنيف التربـة للغراض ال نـشائيـة‬

‫)‪(Soil Classification For Construction Purposes‬‬ ‫إن اختلف وتعدد أشكال التربة وأنواعها من مكان إلى مكان‪ ،‬وحتى في المكان‬ ‫الواحد‪ ،‬يجعل من الصعب اعتماد نظام واحد موحد لتصنيفها ‪.‬‬ ‫وتصنيف التربة للغراض النشائية أمر غايفة ففي الهميفة‪ ،‬فهفو يعطفي فكفرة‪ ،‬إوان‬ ‫كانت تقريبيفة‪ ،‬عفن الخصففائص المتوقعفة لهففذه التربة أو تلففك‪ ،‬ممفا يسفاعد ففي رسم‬ ‫التصور الولي في ذهن المهندس‪ ،‬عن الشكل الذي ستكون عليه أساسففات المبنففى‬ ‫أو المنشأ ‪.‬‬ ‫ولهففذا الغففرض‪ ،‬أي تصففنيف الترب ة للغ فراض النشففائية‪ ،‬يتعامففل المهندسففون مففع‬ ‫أنظمففة عديففدة مختلفففة‪ ،‬يأخففذ معظمهففا بالتففدرج الحبيففبي للترب ة أساس فًا‪ ،‬بينمففا يعتمففد‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪126‬‬

‫نفسبة الففمارف )‪(%‬‬

‫‪10‬‬

‫‪0.1‬‬

‫‪100‬‬ ‫‪90‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.01‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫جزء من هفذه النظمففة علفى خصفائص اللدونة للتربة كأسففاس للتصفنيف‪ ،‬أو علففى‬ ‫المرْي نف معًا‪ ،‬كما سنرى بالتفصيل‪ ،‬من خلل استعراض اكثر هذه النظمة شففيوعًا‬ ‫وانتشا ًرا ‪.‬‬

‫وأما النظمة التي سنناقشها هنا فهي‪:‬‬ ‫‪ -1‬نظام المكتب المريكي لتصنيف التربة‬ ‫)‪(U.S Bureau soil classification system‬‬ ‫‪ -2‬نظام معهد ماساشوستس للتكنولوجيا لتصنيف التربة‬ ‫)‪(M.I.T* soil classification system‬‬ ‫‪ -3‬التصنيف النسيجي للتربة حسب إدارة الزراعة المريكية‬ ‫)‪(U.S Department of Agriculture Textural classification of soil‬‬ ‫‪ -4‬نظام الجمعية المريكية للطرق لتصنيف التربة‬ ‫)‪(AASHTO soil classification system‬‬ ‫‪ -5‬النظام الموحد لتصنيف التربة‬ ‫)‪(Unified Soil Classification System-USCS‬‬ ‫‪ -6‬تصنيف التربة حسب المقاييس الروسية‬ ‫)‪(Soil classification according to Russian Standards‬‬ ‫ول بد من الشارة هنا‪ ،‬إلى أن تصنيف التربة حسب أي من هفذه النظمفة ل يعتفبر‬

‫نهائيًا‪ ،‬والتصنيف النهائي للتربة يأتي بعد إجراء الفحوصات اللزمة فففي المختففبر‪،‬‬ ‫التي تؤكد انتماء التربة إلى هذا النوع أو ذاك‪ ،‬وتؤكد بالتالي صحة التصنيف ‪.‬‬ ‫‪ 3-7-1‬نظام المكتب المريكي لتصنيف التربــة‬ ‫)‪(U.S Bureau Soil Classification System‬‬ ‫‪M.I.T – Massachusetts Institute of Technology.‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪127‬‬

‫*‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫يعتمففد هففذا النظففام علففى قيففاس حبيبففات الترب ة كأسففاس لتقسففيمها إلففى مجموع ات ‪.‬‬ ‫ويبّين الجدول )‪ (4-3‬كيفية تقسيم التربة إلى مجموعات حسب قياس الحبيبات ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(4-3‬نظام المكتب المريكي لتصنيف التربة‬

‫‪3.7.2‬‬

‫رقم‬

‫نوع‬

‫قياس الحبيبات‬

‫المجموعة‬

‫التـربـــــــة‬

‫)مم(‬

‫‪-1‬‬

‫حصى ناعم‬

‫)‪(Fine gravel‬‬

‫‪2. 00-1. 00‬‬

‫‪-2‬‬

‫رمل خشن‬

‫)‪(Coarse sand‬‬

‫‪1. 00-0. 500‬‬

‫‪-3‬‬

‫رمل‬

‫‪-4‬‬

‫رمل ناعم‬

‫‪-5‬‬ ‫‪-6‬‬

‫رمل ناعم جدًا )‪(Very fine sand‬‬

‫طمي‬

‫)‪(Silt‬‬

‫‪-7‬‬

‫طين‬

‫)‪(Caly‬‬

‫)‪(Sand‬‬ ‫)‪(Fine sand‬‬

‫‪0. 500-0. 250‬‬ ‫‪0. 250-0. 200‬‬ ‫‪0. 100-0. 05‬‬ ‫‪0. 05-0. 005‬‬ ‫< ‪0. 005‬‬

‫نظام معهد ماساشوستس للتكنولوجيا لتصنيف التربـة‬ ‫)‪(M.I.T Soil Classification System‬‬

‫يعتم ففد ه ففذا النظ ففام‪ ،‬كس ففابقه‪ ،‬عل ففى قي ففاس حبيب ففات التربف ة كأس ففاس لتقس ففيمها إل ففى‬ ‫مجموعات مختلفة ‪ .‬ويبّين الجفدول )‪ (5-3‬هفذه المجموعات حسفب قيفاس حبيبفات‬ ‫التربة ‪.‬‬

‫جدول )‪ (5-3‬نظام معهد ماساشوستس للتكنولوجيا‬ ‫نوع‬

‫رقم‬

‫التـربـــــــة‬

‫المجموعة‬

‫قياس الحبيبات‬ ‫)مم(‬

‫‪-1‬‬

‫رمل خشن‬

‫)‪(Coarse sand‬‬

‫‪2. 00-0. 60‬‬

‫‪-2‬‬

‫رمل متوسط‬

‫)‪(Medium sand‬‬

‫‪0. 60-0. 20‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪128‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪-3‬‬

‫رمل ناعم‬

‫)‪(Fine sand‬‬

‫‪0. 20-0. 06‬‬

‫‪-4‬‬

‫طمي خشن‬

‫)‪(Coarse silt‬‬

‫‪0. 06-0. 02‬‬

‫‪-5‬‬

‫طمي متوسط‬

‫)‪(Medium silt‬‬

‫‪0. 02-0. 006‬‬

‫‪-6‬‬

‫طمي ناعم‬

‫)‪(Fine silt‬‬

‫‪0. 006-0. 002‬‬

‫‪-7‬‬

‫طين‬

‫)‪(Caly‬‬

‫< ‪0. 002‬‬

‫ويقسم هذا النظام الطين إلى مجموعات هي‪:‬‬ ‫ الطين الخشن )‪0. 0006-0. 002‬ملمتر(‪،‬‬‫ الطين المتوسط )‪0. 0002-0. 0006‬ملمتر(‪،‬‬‫ الطين الناعم أو الغروي )‪) (Colloidal clay‬أصغر من ‪0. 0002‬ملمتر(‪ ،‬وهي‬‫قياسات صغيرة جدًا ول تدخل ضمن اهتمامات تصنيف التربة للغراض‬ ‫النشائية ‪.‬‬

‫ويكون تصنيف التربة حسب النظامين السابقين )‪ 1-7-3‬و ‪ (2-7-3‬بعد رسم‬ ‫منحنى التدرج الحبيبي للتربة‪ ،‬وتوصف التربة على أساسه كما يلي‪-‬على سبيل‬ ‫المثال‪:-‬‬ ‫)‪ 5%‬حصى‪ % 43 ،‬رمل‪ % 16 ،‬طمي‪ %36 ،‬طين( ‪.‬‬ ‫‪3.7.3‬‬

‫التصنيف النسيجي للتربة حسب إدارة الزراعة المريكية‬ ‫)‪(U.S Department of Agriculture Textural Classification of Soil‬‬

‫يفترض هذا النظام لتصنيف التربة أن الخيرة تتكون من ثلثة أحجام من‬ ‫الحبيبات فقط )الرمل والطمي والطين(‪ ،‬فيما يستثني الحبيبات التي يزيد قياسها‬ ‫عن )‪ (2‬ملمتر )الحصى( ‪.‬‬ ‫وبعد إيجاد النسبة المئوية لكل من الحجام الثلثة المذكورة في عينة التربة‪ ،‬يتم‬ ‫تمثيل هذه النسب على مثلث خاص‪ ،‬تقع على كل ضلع من أضلعه النسب‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪129‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫المئوية لما تحتويه العينة من كل حجم من الحجام )شكل ‪ ،(7-3‬ويعطي للتربة‬ ‫اسم ذلك النوع الذي وقعت فيه نقطة تلقي الخطوط المستقيمة الموازية للضلع‬ ‫الثلثة حسب نسب التربة المحددة ‪.‬‬

‫شكل )‪(7-3‬‬

‫مثـال توضيحـي‬ ‫لتوضيح استعمال المثلث المبين في الشكل )‪ (7-3‬لتصنيف التربة‪ ،‬نورد المثال‬ ‫التالي ‪.‬‬ ‫إذا علمت أن نتيجة التدرج الحبيبي لعينة من التربة باستعمال التنخيل والترسيب‬ ‫كانت كما يلي‪:‬‬ ‫ محتوى الرمل = ‪%67‬‬‫ محتوى الطمي = ‪%23‬‬‫‪ -‬محتوى الطين = ‪%10‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪130‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫فما نوع التربة باستعمال المثلث الخاص بطريقة تصنيف التربة حسب نظام إدارة‬ ‫الزراعة المريكية ؟‬ ‫الحفل ‪:‬‬ ‫)‪ (1‬نمثل نسبة محتوى الرمل )‪ (%67‬في العينة على الضلع اليسر في المثلث‪،‬‬ ‫ونرسم من هذه النقطة خطًا مستقيمًا موازيًا للضلع اليمن من المثلث ‪.‬‬

‫)‪ (2‬نمثل نسبة محتوى الطمي )‪ (%23‬على قاعدة المثلث‪ ،‬ونرسم من هذه‬ ‫النقطة خطًا مستقيمًا موازيًا للضلع اليسر ‪.‬‬

‫طفال الرملي )‬ ‫نلحظ تقاطع الخطين في النقطة )‪ (M‬الواقعة ضمن منطقة ال ُ‬ ‫طفال رملي ‪.‬‬ ‫‪) (Sandy loam‬شكل ‪ . (7-3‬إذن‪ ،‬العينة عبارة عن ُ‬

‫طفال )‪ (Loam‬هو خليط من الرمل‬ ‫تذكير‪ :‬ذكرنا في مكان آخر أن المقصود بمصطلح ُ‬

‫والطمي والطين بنسب متقاربة من كل منهم ‪.‬‬

‫ويبين الجدول )‪ (6-3‬نسب احتواء كل نوع من أنواع التربة المبينة في المثلث‬ ‫على الرمل والطمي والطين ‪.‬‬ ‫ونشير ختامًا إلى أن أنظمة التصنيف التي ذكرت أعله‪ ،‬تعتمد جميعها على‬

‫قياس حبيبات التربة‪ ،‬ولم يأت في أي منها ذكر خصائص اللدونة للتربة‪ ،‬وهي‬ ‫سلسلة تحسب على هذه النظمة ‪.‬‬ ‫جدول )‪ (6-3‬نسب احتواء مكونات التربة في المجموعات حسب نظام إدارة الزراعة‬ ‫المريكية‬ ‫رقم‬ ‫المجم‬ ‫وعة‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫النسبة المئوية لمحتوى‪:‬‬

‫وصف‬

‫الرمل‬

‫التربـــــــــة‬

‫)‪(%‬‬

‫‪131‬‬

‫الطمي‬ ‫)‪(%‬‬

‫الطين‬ ‫)‪(%‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪-1‬‬

‫رمل‬

‫‪-2‬‬

‫طفال رملي‬ ‫ُ‬

‫)‪(Sand‬‬

‫‪-3‬‬ ‫‪-4‬‬

‫طفال رملي طيني‬ ‫ُ‬ ‫طين رملي‬

‫‪-5‬‬

‫طين‬

‫‪-6‬‬

‫طين طميي‬

‫‪-7‬‬

‫طفال طين طميي‬ ‫ُ‬

‫‪-8‬‬ ‫‪-9‬‬

‫طفال طميي‬ ‫ُ‬

‫طمي‬

‫‪-10‬‬

‫طفال طيني‬ ‫ُ‬

‫‪-11‬‬

‫‪3.7.4‬‬

‫طفال‬ ‫ُ‬

‫‪80-100‬‬

‫‪0-20‬‬

‫‪50-80‬‬

‫‪0-50‬‬

‫‪0-20‬‬

‫‪50-80‬‬

‫‪0-30‬‬

‫‪20-30‬‬

‫)‪(Sandy clay‬‬

‫‪50-70‬‬

‫‪0-20‬‬

‫‪30-50‬‬

‫)‪(Clay‬‬

‫‪0-50‬‬

‫‪30-100‬‬

‫‪0-20‬‬

‫‪50-70‬‬

‫‪30-50‬‬

‫)‪(Silty caly loam‬‬

‫‪0-30‬‬

‫‪50-80‬‬

‫‪20-30‬‬

‫)‪(Silty loam‬‬

‫‪0-50‬‬

‫‪50-80‬‬

‫‪0-20‬‬

‫‪80-100‬‬

‫‪0-20‬‬

‫)‪(Caly loam‬‬

‫‪20-50‬‬

‫‪20-30‬‬

‫)‪(Loam‬‬

‫‪30-50‬‬

‫‪0-20‬‬

‫)‪(Sandy loam‬‬ ‫)‪(Sandy clay loam‬‬

‫)‪(Silty caly‬‬

‫)‪(Silt‬‬

‫نظام الجمعية المريكية للطرق لتصنيف التربـة‬ ‫)‪(AASHTO Soil Classification System‬‬

‫نشير في البداية إلى أن القارئ قد يصادف مسميات أخرى لهذا النظام‪ ،‬وأكثرها‬ ‫شيوعًا نسبته إلى مكتب الطرق العامة )‪ (Bureau of Public Roads- BPR‬أو‬ ‫إلى مجلس أبحاث الطرق )‪ ،( Highway Research Board- HRB‬وهما‬

‫مؤسستان في الوليات المتحدة المريكية ‪.‬ولتوضيح السبب وراء هذه التسميات‬ ‫المختلفة نشير إلى أنه وفي عام ‪ ،1928‬تم إدخال هذا النظام إلى الممارسة‬ ‫العملية للمرة الولى من قبل مكتب الطرق العامة )‪ (BPR‬ليستعمله مهندسو‬ ‫الطرق بشكل واسع ‪ .‬وقد تمت مراجعة هذا النظام وتحديثه ثلثًا‪ :‬في عام‬

‫‪1945‬من قبل لجنة تابعة لمجلس أبحاث الطرق )‪ ،(HRB‬وفي عام ‪،1949‬‬

‫وأخي ًار في عام ‪ 1966‬من قبل الجمعية المريكية للطرق )‪ ،(AASHTO‬والتي‬

‫اعتمدت الشكل الحالي لنظام التصنيف هذا‪ ،‬فصار يحمل اسمها ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪132‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫وأما مضمون هذا النظام واسع النتشار فيكمن في أنه يقسم التربة إلى مجموعات‬ ‫أساسية )‪ (Groups‬وأخرى فرعية )‪ (Subgroups‬حسب التدرج الحبيبي‬ ‫وخصائص السيولة واللدونة لشكال التربة المختلفة‪ ،‬وذلك كما هو موضح في‬ ‫الجدول الخاص بهذا النظام )جدول ‪. (7-3‬‬ ‫وكما هو واضح من الجدول المذكور‪ ،‬فإن هذا النظام يقسم التربة غير العضوية )‬ ‫‪ (Inorganic soil‬إلى سبع مجموعات أساسية )‪ A-1‬إلى ‪ ،(A-7‬والتي تنقسم‬ ‫بدورها إلى اثنتي عشرة مجموعة فرعية ‪ .‬ويضع النظام التربة العضوية في‬ ‫مجموعة أساسية هي المجموعة )‪ ،(A-8‬وهي غير موجودة في جدول التصنيف )‬ ‫‪ . (7-3‬ويستعمل هذا النظام لتصنيف التربة ما يسمى بف " دليل المجموعة " )‬ ‫‪ ،(Group Index-GI‬وهو قيمة عددية تساعد في إرجاع التربة إلى المجموعة‬ ‫الساسية التي تنتمي إليها‪ ،‬وهي قيمة يتم إيجادها للتربة التي تحتوي على نسبة‬ ‫عالية معينة من المواد الناعمة‪ ،‬كما تساعد في الحكم‬ ‫على التربة من ناحية إمكانية استعمالها كسطح ترابي )‪ ،(Subgrade‬حيث تكون‬ ‫نوعيتها مناسبة أكثر لهذا الغرض كلما كان دليل المجموعة )‪ (GI‬لها أقل ‪.‬‬

‫جدول )‪ (7-3‬تصنيف التربة وخليط التربة مع الحصى حسب نظام )‪(AASHTO‬‬ ‫مواد خشنة )حبيبية(‬

‫تصنيف عام‬ ‫تصنيف المجموعات‬

‫مواد من الطمي والطين‬

‫)‪ 35%‬أو أقل مارة من منخل رقم ‪(200‬‬

‫‪A-1‬‬ ‫‪A-1-a‬‬

‫‪A-1-b‬‬

‫‪A-2‬‬

‫‪A-3‬‬

‫‪A-4‬‬

‫‪A-5‬‬

‫‪A-6‬‬

‫‪A-7‬‬ ‫‪A-7-5,‬‬

‫‪A-2-4‬‬

‫‪A-2-5‬‬

‫التدرج الحبيبي‪-‬‬ ‫نسبة المار من‬ ‫منخل‪:‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫)أكثر من ‪ %35‬مارة من منخل ‪(200‬‬

‫‪133‬‬

‫‪A-2-6‬‬

‫‪A-2-7‬‬

‫‪A-7-6‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪50‬‬ ‫‪max‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪max‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪max‬‬

‫رقم ‪10‬‬ ‫رقم ‪40‬‬ ‫رقم ‪200‬‬

‫‪50‬‬ ‫‪max‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪51‬‬ ‫‪min‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪max‬‬

‫خصائص اللدونة ‪:‬‬ ‫حد السيولة ‪LL‬‬

‫‪-‬‬

‫دليل اللدونة ‪PI‬‬

‫‬‫غير‬

‫‪6 max‬‬

‫لدنة‬ ‫‪NP‬‬ ‫‪0‬‬

‫قطع حجارة حصى‬

‫رمل‬

‫دليل المجموعة ‪GI‬‬ ‫أشكال المواد المحتواة‬ ‫أكثر في العينة‬

‫‪0‬‬ ‫رمل‬

‫‪-‬‬

‫‪35‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪36‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪41‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪41‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪41‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪41‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪11‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪max‬‬

‫‪11‬‬ ‫‪min‬‬

‫‪11m‬‬ ‫‪in‬‬

‫‪≤8‬‬

‫‪≤12‬‬

‫‪≤16‬‬

‫‪≤20‬‬

‫ناعم‬

‫‪0‬‬

‫‪≤4‬‬

‫حصى ورمل طميي أو طيني‬

‫تربة طينية‬

‫تربة طميية‬

‫التقييم العام للمواد‬ ‫كتربة سطح للطرق‬

‫متوسطة إلى سيئة‬

‫ممتازة إلى جيدة‬

‫)‪(subgrade‬‬

‫ويمكن إيجاد دليل المجموعة )‪ (GI‬للتربة بالمعادلة‪:‬‬ ‫‪GI = 0.2a +0.005ac + 0.01 bd‬‬

‫)‪(3-6‬‬

‫حيث ‪ - a‬النسبة المئوية للمواد المارة من المنخل رقم )‪ ،(200‬وهي أكبر من )‬ ‫‪ (%35‬وأقل من )‪ (%75‬معب ًار عنها بعدد صحيح موجب )‪. (40≤ a ≤ 1‬‬

‫‪ -b‬النسبة المئوية للمواد المارة من المنخل رقم )‪ ،(200‬وهي أكبر من )‪(%15‬‬

‫وأقل من )‪ (%55‬معب ًار عنها بعدد صحيح موجب )‪. (40≤ b ≤ 1‬‬

‫‪ -c‬ذلك الجزء من قيمة حد السيولة )‪ (LL‬الذي يزيد عن )‪ (40‬ويقل عن )‪،(60‬‬

‫معب ًار عنه بعدد صحيح موجب )‪. (20≤ c ≤ 1‬‬

‫‪ -d‬ذلك الجزء من دليل اللدونة )‪ (PI‬الذي يزيد عن )‪ (10‬ويقل عن )‪،(30‬‬

‫معب ًار عنه بعدد صحيح موجب )‪. (20≤ d ≤ 1‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪134‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫مثال – لنفترض أن عينة تنتمي للمجموعة )‪ (A-6‬بلغت نسبة المار منها عبر‬ ‫المنخل )‪ (200‬قيمة )‪ ،(%65‬حد السيولة = )‪ (32‬ودليل اللدونة = )‪. (13‬‬ ‫أحسب قيم دليل المجموعة ‪. /GI /12‬‬ ‫الحل ‪:‬‬ ‫– نحسب قيم معادلت المعادلة )‪:(6-3‬‬ ‫‪a = 65-35 = 30‬‬

‫‪) b= 55-15 = 40‬تم استبدال ‪65‬بف ‪ 55‬لن مجال ‪ B‬هو ‪. (55-15‬‬ ‫‪ =c‬صفر )لن حد السيولة أقل من ‪. (40‬‬ ‫‪d= 13-10 = 3‬‬

‫وبالتعويض‪،‬‬ ‫‪GI= 0.2×30+0.01×40×3 = 7.2‬‬

‫وبما أن التعبير عن دليل المجموعة يكون بعدد صحيح موجب‪ ،‬نعتبر أن دليل‬ ‫المجموعة ‪ ،GI=7‬وتصنيف التربة على أنها )‪. A-6 (7‬‬ ‫ويعتبر دليل المجموعة مساويًا صف ًار إذا كانت قيمة حسب المعادلة )‪(6-3‬‬

‫سالبة ‪.‬‬

‫ونشير إلى أن المخطط المبّين في الشكل )‪ ،(8-3‬وهو منحنى العلقة بين دليل‬

‫المجموعة )‪ (GI‬ونسبة المواد المارة من المنخل رقم )‪ ،(200‬هو عبارة عن تمثيل‬ ‫بياني للمعادلة )‪ ،(6-3‬حيث يلحظ أن الجزء العلوي من المخطط هو تعبير‬ ‫عن الجزء )‪ (0.01bd‬من المعادلة‪ ،‬بينما يمثل الجزء السفلي من نفس المخطط‬ ‫الجزء )‪ (0.2a + 0.005 ac‬من المعادلة ‪ .‬ولهذا فإن معامل المجموعة هو مجموع‬ ‫القيم المستحصلة من جزئي المخطط المذكور مقربة إلى أقرب عدد صحيح ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪135‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫وأما المخطط المبّين في الشكل )‪ ،(9-3‬فيربط بين دليل اللدونة )‪ (PI‬وحد‬

‫السيولة )‪ (LL‬للمجموعات الساسية )‪. (A-4)، (A-5)، (A-6)، (A-7‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪136‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ -(8-3‬معامل المجموعة للتربة )المرجع ‪(/12/‬‬

‫شكل )‪ -(9-3‬حد السيولة ودليل اللدونة لمجموعات التربة‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪137‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫ولرسم صورة واضحة لنظام تصنيف التربة )‪ (AASHTO‬وآلية استخدامه‪ ،‬نورد‬ ‫المثال التالي لتصنيف ثلثة أشكال من التربة ‪. /8/‬‬

‫مثـال توضيحـي‬ ‫مطلوب تصنيف عينات التربة )أ‪ ،‬ب‪ ،‬ج( حسب نظام الجمعية المريكية للطرق‬ ‫)‪ ،(AASHTO‬علمًا بأن نتائج التدرج الحبيبي لها وخصائص اللدونة هي كما في‬

‫الجدول أدناه ‪.‬‬

‫النسبة المئوية للمار )‪(%‬‬

‫رقم‬ ‫المنخل‬

‫أ‬

‫ب‬

‫ج‬

‫‪4‬‬

‫‪-‬‬

‫‪69. 3‬‬

‫‪10‬‬

‫‪68. 5‬‬

‫‪79. 5‬‬

‫‪59. 1‬‬

‫‪20‬‬

‫‪-‬‬

‫‪48. 3‬‬

‫‪40‬‬

‫‪36. 1‬‬

‫‪69. 0‬‬

‫‪38. 5‬‬

‫‪60‬‬

‫‪-‬‬

‫‪28. 4‬‬

‫‪100‬‬

‫‪-‬‬

‫‪19. 8‬‬

‫‪200‬‬

‫‪21. 9‬‬

‫‪54. 3‬‬

‫‪5. 1‬‬

‫حد السيولة‬

‫‪34. 1‬‬

‫‪53. 5‬‬

‫غير لدنة‬

‫حد اللدونة‬

‫‪16. 5‬‬

‫‪31. 6‬‬

‫‪-‬‬

‫الحففل‪:‬‬ ‫)‪ (1‬تصنيف التربة )أ(‪:‬‬ ‫‪ .1‬نحسب دليل اللدونة ‪PI = 34.1-16.5 = 17.6 <11‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪138‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .2‬بما أن نسبة المار من المنخل رقم ‪ ،%21. 9 = 200‬فإن التربة )أ(‬ ‫تنتمي للمجموعة الساسية )‪ ،(A-2‬وأما المجموعة الفرعية فيتم تحديدها‬ ‫حسب حد السيولة ودليل اللدونة ‪.‬‬ ‫‪ .3‬مرو ًار بالجدول )‪ (7-3‬من اليمين إلى اليسار‪ ،‬نجد أن أول مجموعة‬

‫تتطابق مع خصائص التربة )أ( هي المجموعة )>‪A-2-6) (LL = 34.1‬‬

‫‪. (40، PI= 17.6<11‬‬ ‫‪ .4‬نحسب دليل المجموعة )‪ (GI‬بالمعادلة )‪:(6-3‬‬ ‫‪ = a‬صفر )لن نسبة المار من منخل رقم أقل من ‪. (%35‬‬ ‫‪b = 21.9-15.0 =6.9‬‬

‫‪ = c‬صفر )لن حد السيولة <‪. (40‬‬ ‫‪. d= 17.6-10= 7.6‬‬ ‫‪ ×GI = (0.2‬صفر( ‪ ×0. 005) +‬صفر × ‪(7. 6×6. 9×0. 01) + (6. 9‬‬ ‫= ‪ 0. 52‬وبالتقريب لقرب عدد صحيح ‪. GI= 1‬‬

‫ومن المخطط )شكل ‪ (8-3‬نجد قيمة ‪GI‬من الجزء العلوي مساوية لفِ )‪(1. 2‬‬

‫وهي تقرب أيضًا إلى )‪ ،(1‬ومن الجزء السفلي مساوية لصفر ‪.‬‬

‫إذن ‪ + GI = 1‬صفر = ‪. 1‬‬

‫وعليه‪ ،‬يكون التصنيف النهائي للتربة )أ( هو )‪. A-2-6(1‬‬ ‫)‪ (2‬تصنيف التربة )ب(‪:‬‬

‫‪ .1‬تحسب دليل اللدونة ‪PI= 53.3-31.6=21.9<10‬‬

‫‪ .2‬نسبة المار من المنخل رقم )‪ (200‬هي اكبر من ‪(35 >54. 3) %35‬‬ ‫وعليه فإن التربة تنتمي لحدى المجموعات )‪ (A-4)، (A-5)، (A-6‬أو )‬ ‫‪. (A-7‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪139‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .3‬بما أن ‪ % LL= 53.5‬و ‪ ،% PI = 21.9‬فإن التربة تنتمي للمجموعة )‬ ‫‪ ،(A-7‬ولكن علينا أن نحدد ما إذا كانت )‪ (A-7-5‬أو )‪ ،(A-7-6‬وهو ما‬ ‫نجده من المخطط )شكل ‪ ،(9-3‬والذي يبين أن تصنيف التربة هو )‬ ‫‪. (A-7-5‬‬ ‫‪ .4‬نجد دليل المجموعة )‪ (GI‬من المخطط )شكل ‪ ،(8-3‬حيث نحصل من‬ ‫الجزء العلوي على القيمة )‪ (4. 3‬ومن الجزء السفلي على القيمة )‬

‫‪ ،(5. 2‬أي أن )‪ . (GI= 4.3+5.2 = 9.5‬نستعمل )‪ ،(GI=10‬وعليه يكون‬ ‫التصنيف النهائي للتربة )ب( هو )‪. A-7-5 (10‬‬ ‫)‪ (3‬تصنيف التربة )ج(‪:‬‬ ‫يمكن أن نجد‪ ،‬وبعد الشطب السريع أن التربة هي )‪ (A-1‬أو )‪ ،(A-3‬وبنسبة‬ ‫المار من المنخل رقم )‪ ،%38. 5 =(40‬ومن الجدول )‪ (7-3‬نجد أن التربة هي‬ ‫)‪ . (A-1-B‬وبما أنها تربة غير لدنه‪ ،‬فل دليل مجموعة لها )‪ =GI‬صفر(‪ ،‬وعليه‪،‬‬ ‫يكون التصنيف النهائي للتربة )ج( هو )‪A-1-B (0‬‬

‫‪3.7.5‬‬

‫ ‪.‬‬

‫النظام الموحد لتصنيف التربـة‬ ‫)‪(Unified Soil Classification System-USCS‬‬

‫يعتففبر النظففام الموح د لتصففنيف الترب ة واحففدًا مففن أكففثر النظففم انتشففا ًار فففي أوسففاط‬

‫المهندسين الففذين يتعفاملون مففع التربة ‪ .‬ويرجع تاريخ هففذا النظففام إلفى عفام ‪،1942‬‬ ‫عن ففدما اق ففترح البروفيس ففور آرثف ر كازاغ ارن ففد )‪ (A.Casagrande‬عناصف فره الساس ففية‬

‫بتكليف من سلح المهندسين فففي الجيففش المريكففي )‪Crops of Engineers, U.S‬‬

‫‪ ،(Army‬الذي اعتمد هذا النظام لتصنيف التربة في أعمفال إنشفاء المطفارات أثنفاء‬ ‫الحففرب العالميففة الثانيففة ‪ .‬وقد تففم تعففديل ومراجعففة هففذا النظففام بعففد الحففرب‪ ،‬وأطلقففت‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪140‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫علي ففه تس ففمية النظ ففام الموحف د ‪ .‬وأم ففا ف ففي الع ففام ‪ ،1969‬فق ففد ت ففم اعتم ففاده م ففن قب ففل‬ ‫الجمعيف ف ففة المريكيف ف ففة للفحوص ف ففات والم ف ف فواد )‪ (ASTM‬كنظف ف ففام لتصف ف ففنيف الترب ف ف ة‬ ‫للغراض النشائية )‪. (ASTM D-2487‬‬ ‫‪-1‬‬

‫تصنيف التربة الخشنة – وتقسم بموجب هذا النظام إلى المجموعتين‪:‬‬ ‫)‪ (1‬حصى وتربة حصوية )‪ (Gravel and gravelly soils‬ويرمز لها بالحرف‬ ‫)‪. (G‬‬ ‫)‪ (2‬رمل وتربة رملية )‪ (Sand and sandy soils‬ويرمز لها بالحرف )‪. (S‬‬ ‫ويقسم كل من الحصى والرمل إلى أربع مجموعات‪:‬‬ ‫ مواد جيدة التدرج )‪ (Well-graded‬ويرمز لها بالحرف )‪. (W‬‬‫ مواد جيدة التدرج مع رابط طيني ممتاز )‪ (Excellent clay binder‬ويرمز لها‬‫بالحرف )‪. (C‬‬ ‫ مواد سيئة التدرج )‪ (Poorly-graded‬ويرمز لها بالحرف )‪. (P‬‬‫ م فواد خشففنة )‪ (Coarse materials‬تحتففوي علففى م فواد ناعمففة )‪ (Fines‬ويرم ز‬‫لها بالحرف )‪. (M‬‬

‫‪-2‬‬

‫تصنيف التربة الناعمة – وتقسم بموجب هذا النظام إلى ثلث مجموعات‪:‬‬ ‫)‪ (1‬التربة الطميية والرملية الناعمة جففدًا )‪(Silty and very fine sandy soils‬‬ ‫ويرمز لها بالحرف )‪. (M‬‬

‫)‪ (2‬الترب ة الطينيففة غيففر العضففوية )‪ ،(Inorganic clays‬ويرمز لهففا بففالحرف )‬ ‫‪. (C‬‬ ‫)‪ (3‬الطمي والطين العضويين )‪ ،(Organic silts and clay‬ويرمز لها بالحرف‬ ‫)‪. (O‬‬ ‫تقسم كفل مجموعة مففن المجموعات الثلث السففابقة حسفب حفد السفيولة للتربة )‬ ‫‪ (LL‬إلى‪:‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪141‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫ تربف ة ناعم ففة له ففا ح ففد س ففيولة أق ففل أو يس ففاوي )‪) (50‬ذات لدونففة وانض ففغاطية‬‫عالية(‪ ،‬ويرمز لها بالحرف )‪. (H‬‬ ‫وتوضع التربة الخثيففة )‪ (Peat‬فففي هففذا النظففام باسففتعمال الجففدول الخففاص )‪،(8-3‬‬ ‫ومخطط اللدونة الذي وضعه كازاغراند )‪) (Plasticity chart‬شكل ‪. (10-3‬‬ ‫ملحظة ‪ :‬يلزم لتصنيف التربة الخشنة بهذا النظام إيجاد معاملي النتظففام )‪ (Cu‬والتجويفف أو‬ ‫التقعر )‪) (Cc‬المعادلت ‪ 4-3‬و ‪ ،(5-3‬وذلك من منحنى التدرج الحبيبي ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪142‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫جدول )‪ – (8-3‬تصنيف التربة حسب النظام الموحد )‪(USCS‬‬ ‫رموز‬

‫وصف التربة‬ ‫حصوية‬ ‫)أكثر من‬ ‫‪ %50‬من‬ ‫حبيبية‬ ‫خشنة‬ ‫)أكثر من‬ ‫‪ %50‬ل‬ ‫تمر من‬ ‫المنخل رقم‬ ‫‪(200‬‬

‫القياس‬ ‫الخشن هي‬ ‫حصى(‬ ‫رملية‬ ‫)أكثر من‬ ‫‪ %50‬من‬ ‫القياس‬ ‫الخشن هي‬ ‫رمل(‬

‫المجموعة‬

‫المواد الناعمة‬ ‫)‪(%‬‬

‫حصى جيد التدرج‪،‬حصى رملي مع قليل من المواد الناعمة أو بدونها‬

‫‪GW‬‬

‫‪0-5‬‬

‫حصى سيئ التدرج‪ ،‬حصى رملي مع قليل من المواد الناعمة أو بدونها‬

‫‪GP‬‬

‫‪0-5‬‬

‫حصى طميي‪ ،‬حصى طميي رملي‬

‫‪GM‬‬

‫>‪12‬‬

‫حصى طيني‪ ،‬حصى طيني رملي‬

‫‪GC‬‬

‫>‪12‬‬

‫رمل جيد التدرج‪ ،‬رمل حصوي مع قليل من المواد الناعمة أو بدونها‬

‫‪SW‬‬

‫‪0-5‬‬

‫رمل سيئ التدرج‪ ،‬رمل حصوي مع قليل من المواد الناعمة أو بدونها‬

‫‪SP‬‬

‫‪0-5‬‬

‫رمل طميي‬

‫‪SM‬‬

‫>‪12‬‬

‫رمل طيني‬

‫‪SC‬‬

‫>‪12‬‬

‫تابع جدول )‪(8-3‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫نتائج الفحوصات المخبرية‬

‫‪150‬‬

‫التدرج‬

‫اللدونة‬

‫‪Cu <4‬‬ ‫‪3Cu< <1‬‬ ‫ل يطابق‬

‫مواصفات ‪GW‬‬ ‫تحت خط )‪(A‬‬ ‫أو ‪PI > 4‬‬

‫فوق خط )‪(A‬‬ ‫أو ‪PI < 7‬‬

‫‪Cu <6‬‬ ‫‪3Cu< <1‬‬

‫ل يطابق‬ ‫مواصفات‬ ‫‪SW‬‬ ‫تحت خط )‪(A‬‬ ‫أو‬

‫‪PI > 4‬‬

‫فوق خط )‪(A‬‬ ‫أو‬

‫‪PI < 7‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫طمي وطين‬

‫ناعمة‬ ‫)أكثر من‬ ‫‪ %50‬يمر‬ ‫من المنخل‬ ‫رقم ‪(200‬‬

‫)حد السيولة‬

‫أقل من ‪(50‬‬

‫طمي غير عضوي‪ ،‬رمل ناعم طميي أو طيني ‪ ،‬مع لدونة قليلة‬

‫‪ML‬‬

‫انظر مخطط كازاغراند‬ ‫شكل )‪(10-3‬‬

‫طين غير عضوي‪ ،‬طين طميي طين رملي مع لدونة قليلة‬

‫‪CL‬‬

‫‪-"-‬‬

‫طمي عضوي‪ ،‬و طين طميي عضوي مع لدونة قليلة‬

‫‪OL‬‬

‫‪-"-‬‬

‫طمي وطين‬

‫طمي غير عضوي مع لدونة عالية‬

‫)حد السيولة‬

‫طمي غير عضوي مع لدونة عالية‬

‫‪MH‬‬ ‫‪CH‬‬

‫"‪-‬‬‫‪-"-‬‬

‫طمي عضوي مع لدونة عالية‬

‫‪OH‬‬

‫‪-"-‬‬

‫تربة خثية وتربة عالية العضوية‬

‫‪Pt‬‬

‫أكبر من‬ ‫‪(50‬‬

‫التربة عالية العضوية‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪151‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ – (10-3‬مخطط اللدونة )كازاغراند(‬

‫مثال توضيحي ‪ -‬مطلوب تصنيف عينات التربة )أ‪ ،‬ب‪ ،‬ج( التي ورد ذكرها فففي‬ ‫المثال التوضيحي السابق )البنففد ‪ ،(4-7-3‬وذلففك حسففب النظففام الموحد لتصففنيف‬ ‫التربة )‪./USCS) /8‬‬ ‫)‪ (1‬تصنيف التربة )أ(‪:‬‬ ‫‪ .1‬بما أن نسبة المار من منخل رقم )‪ (200‬هي ‪ ،%50<21. 9‬ونسبة‬ ‫المار من منخل رقم )‪ (4‬أكثر من ‪) %50‬لن المار من منخل رقم ‪10‬‬ ‫هو ‪ ،(%68. 5‬إذن التربة إما )‪ (SM‬أو )‪-(SC‬أنظر الجدول )‪. (8-3‬‬ ‫‪ .2‬باستعمال مخطط اللدونة لكازاغراند )شكل ‪ ،(10-3‬نجد أنه عندما‬

‫تكون ‪ LL= 34.1‬و ‪ ،PI=17.6‬فإن التربة هي)‪ ،(CL‬نأخذ )‪ (C‬على‬ ‫أساس أن التربة طينية‪ ،‬ليكون التصنيف النهائي )‪. ( SC‬‬

‫)‪ (2‬تصنيف التربة )ب(‪:‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪152‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .1‬بما أن نسبة المار من المنخل رقم )‪ (200‬هي ‪ ،%54. 3‬وحد السيولة‬ ‫‪ ،LL= 53.3 <50‬فإن التربة حتمًا ناعمة التركيب وهي إما )‪ (MH‬أو )‬ ‫‪ (OH‬أو )‪. (CH‬‬

‫‪ .2‬من مخطط كازاغراند )شكل ‪ ،(10-3‬عند ‪ LL= 53.3‬و ‪،PI= 21.9‬‬ ‫نجد صعوبة في تحديد نوع التربة‪ ،‬لذا نحسب دليل اللدونة )‪( PI‬‬ ‫بالمعادلة الموضحة على المخطط‪:‬‬ ‫= )‪PI = 0.73 (LL-20‬‬ ‫)‪= 0.73 (53.5-20‬‬ ‫‪= 24.5 > 21.9‬‬

‫وعليه‪ ،‬تكون التربة )‪ (MH‬حسب المخطط ‪.‬‬ ‫)‪ (3‬تصنيف التربة )ج(‪:‬‬ ‫‪ .1‬بما أن نسبة المار من المنخل رقم )‪ (200‬هي ‪ ،%5. 1‬فإن التربة هي )‬ ‫‪ (GW‬أو )‪ (GP‬أو )‪ (SW‬أو )‪. (SP‬‬

‫‪ .2‬من الضروري هنا رسم منحنى التدرج الحبيبي ليجاد معاملي‬ ‫النتظام ‪ Cu‬والتقعر ‪ ،Cc‬للحصول على‪:‬‬ ‫‪, D10 = 0.086 mm‬‬

‫‪, D30 = 0.29 mm‬‬

‫‪D60 = 2.0 mm‬‬

‫ومنها‪:‬‬ ‫‪D 60‬‬ ‫‪2.0‬‬ ‫=‬ ‫‪= 23.3 >6‬‬ ‫‪D10 0.086‬‬

‫= ‪Cu‬‬

‫‪(D 30 ) 2‬‬ ‫‪(0.29) 2‬‬ ‫= ‪Cc‬‬ ‫=‬ ‫‪= 0.49 <1‬‬ ‫‪D 60 D10 2.0x 0.086‬‬

‫وبما أن هذا ل يطابق شرط التدرج الجيد‪ ،‬نعتبر التربة سيئة التدرج )‪. (P‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪153‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .3‬بما أن نسبة المتبقي على منخل رقم )‪ (200‬هي ‪ ،%94. 9‬ونسبة المار‬ ‫من منخل رقم )‪ (4‬والمنخل رقم )‪ (200‬كما يلي‪:‬‬ ‫= ‪64. 2‬‬

‫‪69. 3. 5. 1‬‬ ‫‪) 100-69. 3‬المتبقي على رقم ‪(4‬‬ ‫المار من )‪(200‬‬

‫= ‪30. 7‬‬ ‫= ‪5. 1‬‬ ‫‪%100‬‬

‫المجموع‬

‫وبما أن نسبة الرمل في العينة = ‪ ،% 64. 2‬فإن التربة ُتصنف على أنها‬ ‫رمل )‪ ،( S‬ويكون التصنيف النهائي لها )‪. (SP‬‬ ‫‪3.7.6‬‬

‫تصنيف التربة حسب المقاييس الروسية‬ ‫)‪(Soil Classification According to Russian Standard‬‬

‫اعتاد المهنفدس المفدني العربي الفذي يتعامفل مفع التربة للغفراض النشفائية‪ ،‬علفى‬ ‫استعمال أحد النظمة التي سبق تفصيلها عند القيام بتصنيف التربة‪ ،‬وذلفك لشففيوع‬ ‫تلففك النظمففة‪ ،‬والتغطيففة الشففاملة لهففا فففي الكتففب الجامعيففة والم ارجففع الففتي بحففوزته ‪.‬‬ ‫وأشك في أن أحدًا من المهندسين أو طلب الهندسة المدنية قد قام بتصنيف التربة‬ ‫وفق فًا للمقففاييس الروسففية‪ ،‬أو مففا درج المهندسففون علففى تسففميته ب فف"الكففود الروسففي"‪،‬‬

‫اللهم إل المهندسين والطلب الذين تلقوا علومهم في بلد المنشأ لهذه المقاييس ‪.‬‬ ‫وبما أن المعتاد أن مهندسينا متحيزون في أغلب الحيان للعلم الهندسي‬ ‫والمواصفات والمقاييس الهندسية للبلد الذي أكملوا فيه تعليمهم‪ ،‬فإنك تراهم‬ ‫يدافعون دائمًا عن تلك المواصفات والمقاييس‪ ،‬ويحاولون تأكيد أفضليتها ‪.‬‬

‫واستباقًا للصاق هذه التهمة بي من قبل قارئ هذا الكتاب‪ ،‬أسارع بالقول أن هذه‬

‫الطريقة لتصنيف التربة‪ ،‬هي من الطرق السهلة والناجعة‪ ،‬التي تعطي بالضافة‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪154‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫إلى تصنيف التربة‪ ،‬معلومات أولية عن مقاومة التربة للحمال‪ ،‬وهي معلومات ل‬ ‫تعطيها أنظمة التصنيف التي سبق استعراضها ‪.‬‬ ‫وأخي ًرا‪ ،‬فإن مسألة استعمال هذه الطريقة أو عدمه‪ ،‬هي مسألة تعود للقارئ‪،‬‬

‫وعرضها هنا يمثل فائدة أكيدة بل شك ‪.‬‬

‫وقبل التطرق لتفاصيل هذه الطريقة لتصنيف التربة‪ُ ،‬أشير هنا إلى المرجع‬ ‫القياسي الروسي الذي اعتمدت عليه هنا‪ ،‬وهو "مجلد قوانين وقواعد البناء" )‬ ‫‪ ( Building Normes and Rules-SNIP II-15-74‬المتعلق بالقواعد‬ ‫والساسات ‪.‬‬ ‫)‪(1‬‬

‫تصنيف التربة الرملية )‪:(Sandy soils‬‬ ‫‪ -1‬تقسم التربة الرملية إلى مجموعات حسب التدرج الحبيبي )قياس الحبيبات‬ ‫في التربة(‪ ،‬وذلك كما هو موضح في الجدول )‪ (9-3‬أدناه ‪.‬‬

‫ويجري ضم التربة الرملية إلى هذه المجموعة أو تلك )جدول ‪ ،(9-3‬بعد‬ ‫تجميع نسب الحبيبات التي تكون معروفة من فحص التدرج الحبيبي للتربة‪،‬‬ ‫ل نسبة وزن الحبيبات الكبر من ‪2‬ملمتر‪ ،‬ثم‬ ‫وذلك بالتسلسل‪ :‬حيث نجد أو ً‬

‫الكبر من ‪0. 5‬ملمتر‪ ،‬وهكذا‪ ،‬حتى يحصل التطابق الذي يضع التربة ضمن‬ ‫إحدى المجموعات ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(9-3‬مجموعات التربة الرملية حسب قياس حبيباتها‬ ‫رقم‬

‫وصــف‬

‫النسبة المئوية للحبيبات‬

‫المجموعة‬

‫التربـــــة‬

‫من وزن التربة الصلي )‪(%‬‬

‫‪-1‬‬

‫رمل حصوي‬

‫‪-2‬‬

‫رمل خشن‬

‫)‪Gravelly‬‬ ‫‪(sand‬‬

‫‪-3‬‬ ‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫وزن الحبيبات الكبر من ‪ 2‬ملمتر‬ ‫اكثر من ‪ 25‬بالمئة‬

‫)‪Coarse-‬‬

‫وزن الحبيبات الكبر من ‪ 0. 5‬ملمتر‬

‫‪(grained sand‬‬

‫اكثر من ‪ 50‬بالمئة‬

‫رمل متوسط الخشونة )‬

‫وزن الحبيبات الكبر من ‪0. 25‬ملمتر‬

‫‪155‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪(Medium- grained sand‬‬

‫اكثر من ‪ 50‬بالمئة‬

‫‪-4‬‬

‫رمل ناعم‬

‫)‪(Fine- grained sand‬‬

‫وزن الحبيبات الكبر من ‪0. 1‬ملمتر‬ ‫اكثر او يساوي ‪ 75‬بالمئة‬

‫‪-5‬‬

‫رمل ناعم جدًا‬

‫وزن الحبيبات الكبر من ‪0. 1‬ملمتر‬ ‫اقل من ‪ 75‬بالمئة‬

‫)‪(Dusty sand‬‬

‫‪ -2‬يتم إيجاد نسبة الفراغات الولية )‪ (Initial voids ratio‬للتربة في حالتها‬ ‫الطبيعية )‪(eo‬‬

‫‪Gs‬‬ ‫‪−1‬‬ ‫‪ρd‬‬

‫= ‪eo‬‬

‫حيث ‪ -Gs‬الوزن النوعي للحبيبات الصلبة‬ ‫‪ -ρd‬الكثافة الجافة للتربة )غم‪/‬سم ‪. (3‬‬ ‫وعلى أساس قيمة )‪ (eo‬تصنف التربة من حيث كثافتها إلى كثيفة‪ ،‬أو متوسطة‬ ‫الكثافة‪ ،‬أو مخلخلة حسب الجدول )‪ (10-3‬أدناه ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(10-3‬تسمية كثافة التربة الرملية حسب نسبة الفراغات الولية فيها‬ ‫كثافة التربة )‪(Density‬‬ ‫وصف‬

‫رقم‬

‫المجموعة‬ ‫‪-1‬‬

‫التربة الرملية‬ ‫رمل حصوي‬

‫)‪Gravelly‬‬

‫رمل خشن‬

‫)‪Coarse-‬‬

‫كثيفة‬ ‫)‪(Dense‬‬

‫متوسطة الكثافة‬ ‫)‪Medium‬‬ ‫‪(dense‬‬

‫مخلخلة‬ ‫)‪(Loose‬‬

‫‪(sand‬‬

‫‪(grained sand‬‬

‫رمل متوسط الخشونة )‬

‫‪(Medium- grained sand‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪eo‬‬

‫‪156‬‬

‫>‪0.55‬‬

‫‪0.55≤ eo ≤0.70‬‬

‫‪0.70< eo‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪-2‬‬

‫رمل ناعم‬ ‫)‪(Fine- grained sand‬‬

‫‪-3‬‬

‫رمل ناعم جدًا‬

‫‪eo‬‬

‫>‪0.60‬‬

‫‪0.75≤ eo ≤0.60‬‬

‫‪eo‬‬

‫>‪0.60‬‬

‫‪0.80≤ eo ≤0.60‬‬

‫‪0.80< eo‬‬

‫< ‪0.75‬‬

‫)‪(Dusty sand‬‬

‫‪ -3‬يتم إيجاد درجة التشبع بالماء )‪ (Degree of saturation‬للتربة بالمعادلة‬ ‫)‪:(12-2‬‬ ‫‪WG S‬‬ ‫‪eo‬‬

‫= ‪Sr‬‬

‫حيث ‪ -W‬محتوى الرطوبة الطبيعي للتربة‪ ،‬ويتم إيجادها في المختبر بواسطة‬ ‫الفرن أو الحمام الرملي ‪.‬‬ ‫وحسب الجدول )‪ (11-3‬أدناه‪ ،‬تضاف تسمية التربة حسب درجة تشبعها بالماء ‪.‬‬ ‫‪ -4‬يتم إيجاد القيمة التقديرية لمقاومة التربة الرملية للحمال )‪ (Ro‬من‬ ‫الجدول ‪ ،((3-12‬حسب درجة كثافة التربة ‪.‬‬

‫وبهذا‪ ،‬بعد إتمام الخطوات الربع السابقة‪ ،‬يصبح بالمكان إعطاء وصف شامل‬ ‫لعينة التربة الرملية مع القيمة التقديرية لقدرة تحملها ‪ .‬وسيتضح هذا أكثر من‬ ‫خلل المثال التوضيحي الذي سنعرضه في نهاية هذا الموضوع ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(11-3‬وصف التربة الرملية حسب درجة تشبعها بالماء‬ ‫وصف التربة الرملية‬ ‫حس‬

‫رقم‬

‫ب‬

‫المجموعة‬

‫درجة‬ ‫تشبع‬ ‫ها‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪157‬‬

‫درجة التشبع‬ ‫)‪(Sr‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫بالما‬ ‫ء‬

‫قليلة الرطوبة‬

‫‪-1‬‬

‫)‬

‫‪(Low moist‬‬ ‫رطبة‬

‫‪-2‬‬

‫)‬ ‫‪(Moist‬‬

‫مشبعة بالماء‬

‫‪-3‬‬

‫)‬

‫‪(Saturated‬‬

‫‪ <Sr ≤ 0.50‬صفر‬ ‫‪0.50 <Sr ≤ 0.80‬‬ ‫‪0.80 <Sr ≤ 1.0‬‬

‫جدول )‪ -(12-3‬المقاومة التقديرية للتربة الرملية‬ ‫المقاومة التقديرية )‪ (Ro‬ميجا‬ ‫رقم‬

‫باسكال‬

‫وصف‬

‫التربة الرملية‬

‫المجموعة‬

‫كثيفة‬

‫متوسطة الكثافة‬

‫)‪(Dense‬‬

‫)‪(Med. dense‬‬

‫‪-1‬‬

‫رمل خشن بغض النظر عن رطوبته‬

‫‪0. 60‬‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪-2‬‬

‫رمل متوسط الخشونة بغض النظر عن رطوبته‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪0. 40‬‬

‫‪-3‬‬

‫رمل ناعم ‪:‬‬ ‫أ‪ -‬قليل الرطوبة‬

‫)‪(Low moist‬‬

‫ب‪ -‬رطب ومشبع بالماء )‪( Moist & Saturated‬‬ ‫‪-4‬‬

‫رمل ناعم ‪:‬‬

‫أ‪ -‬قليل الرطوبة‬

‫)‪(Low moist‬‬

‫ب‪ -‬رطب‬

‫)‪(Moist‬‬

‫ت‪ -‬مشبع بالماء‬

‫)‪( 2‬‬

‫)‪(Saturated‬‬

‫تصنيف التربة الطينية )‪:(Calyey Soils‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪158‬‬

‫‪0. 40‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 20‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 25‬‬

‫‪0. 20‬‬

‫‪0. 15‬‬

‫‪0. 10‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬ ‫‪-1‬‬

‫تقسم التربة الطينية حسب هذه الطريقة إلى مجموعات حسب دليل‬ ‫اللدونة للتربة )‪ ،(Plasticity Index - PI‬كما في الجدول )‪(13-3‬‬ ‫أدناه ‪.‬‬ ‫جدول )‪ (13-3‬مجموعات التربة الطينية حسب دليل اللدونة‬ ‫رقم‬

‫وصف‬

‫دليل اللدونة‬

‫المجموعة‬

‫التربة الطينية‬

‫)‪(PI‬‬

‫‪-1‬‬

‫طفال رملي‬

‫)‪(Sandy loam‬‬

‫‪1 ≤PI ≤ 7‬‬

‫‪-2‬‬

‫تربة طفالية )‪(Loamy soil‬‬

‫‪7 ≤PI ≤ 17‬‬

‫‪-3‬‬

‫)‪(Clay‬‬

‫طين‬

‫‪17 < PI‬‬

‫‪ -2‬يتم إيجاد نسبة الفراغات الولية )‪ (Initial Voids Ratio‬للتربة في‬ ‫حالتها الطبيعية )‪:(eo‬‬

‫‪Gs‬‬ ‫‪−1‬‬ ‫‪ρd‬‬

‫= ‪eo‬‬

‫حيث ‪ -Gs‬الوزن النوعي للحبيبات الصلبة للتربة‪،‬‬ ‫‪ – ρd‬الكثافة الجافة للتربة )غم‪/‬سم ‪. (3‬‬ ‫‪-3‬يتم إيجاد دليل السيولة )‪ (Liquidity Index-LI‬للتربة بالمعادلة‬ ‫)‪:(2-20‬‬

‫‪W − PL‬‬ ‫‪PI‬‬

‫= ‪LI‬‬

‫ويتم تحديد قوام التربة الطينية )‪ (Consistency‬من الجدول )‪ (14-3‬أدناه‬ ‫حسب قيمة )‪. (LI‬‬ ‫جدول )‪ (14-3‬قوام التربة الطينية حسب دليل السيولة‬ ‫رقم‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫دليل السيولة‬

‫وصف‬

‫‪159‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫المجموعة‬

‫قوام التربة الطينية‬

‫‪-1‬‬

‫)‪(LI‬‬

‫طفال رملي )‪:(Sandy Loam‬‬

‫‪-2‬‬

‫‪ < LI‬صفر‬

‫أ ‪ .‬قاس‬

‫)‪(Hard‬‬

‫ب ‪ .‬لدن‬

‫)‪(Plastic‬‬

‫ت ‪ .‬مائع‬

‫)‪(Liquid‬‬

‫‪ > LI ≤ 1‬صفر‬ ‫‪LI < 1‬‬

‫الطفال والطين‬

‫)‪:(Loam and Clay‬‬

‫أ ‪ .‬قاس‬

‫)‪(Hard‬‬

‫ب ‪ .‬شبه قاس‬

‫)‪(Semi-Hard‬‬

‫ت ‪.‬صلب إلى لدن‬

‫)‪(Stiff Plastic‬‬

‫ث ‪ .‬طري إلى لدن‬

‫)‪(Soft Plastic‬‬

‫ج ‪ .‬مائع إلى لدن‬

‫)‪(Liquid Plastic‬‬

‫ح ‪ .‬مائع‬

‫)‪(Liquid‬‬

‫‪ < LI‬صفر‬ ‫‪ LI ≤ 0.25‬صفر‬ ‫‪0.25 ≤LI ≤ 0.50‬‬ ‫‪0.50 <LI ≤ 0.75‬‬ ‫‪0.75 <LI ≤ 1.0‬‬ ‫‪1 <LI‬‬

‫‪ -4‬يتم إيجاد القيمة التقديرية لمقاومة التربة الطينية للحمال )‪ (Ro‬من‬ ‫الجدول )‪ ،(15-3‬حسب دليل السيولة ونسبة الفراغات )‪. (eo‬‬ ‫ملحظة‪ :‬يمكن اللجوء إلى التقريب بالستكمال )‪ (Interpolation‬عند استخراج قيم المقاومة‬ ‫التقريبية )‪ (Ro‬من الجدولين )‪ (12-3‬و )‪ ،(15-3‬وذلك للقيم الواقعة بين الحدود المبينة في‬ ‫هذين الجدولين ‪.‬‬ ‫جدول )‪ -(15-3‬المقاومة التقديرية للتربة الطينية‬ ‫رقم‬

‫وصف‬

‫المجموعة‬

‫التربة الطينية‬

‫‪-1‬‬

‫طفال رملي )‪(Sandy Loam‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫نسبة‬

‫المقاومة التقديرية)‪(Ro‬‬

‫الفراغات‬

‫)ميغاباسكال(‬ ‫‪=LI‬صفر‬

‫‪LI=1‬‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 70‬‬

‫‪0. 25‬‬

‫‪0. 20‬‬

‫)‪(eo‬‬

‫‪160‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫تربة طفالية )‪(Loamy Soil‬‬

‫‪-2‬‬

‫طين‬

‫‪-3‬‬

‫)‪(Clay‬‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 25‬‬

‫‪0. 70‬‬

‫‪0. 25‬‬

‫‪0. 18‬‬

‫‪1. 00‬‬

‫‪0. 20‬‬

‫‪0. 10‬‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪0. 60‬‬

‫‪0. 40‬‬

‫‪0. 60‬‬

‫‪0. 50‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 80‬‬

‫‪0. 30‬‬

‫‪0. 20‬‬

‫‪1. 10‬‬

‫‪0. 25‬‬

‫‪0. 10‬‬

‫مثـال توضيحـي‬ ‫المطلوب تصنيف عينتي التربة )أ( و )ب( حسب الطريقة الروسية‪ ،‬علمًا بأن‬

‫الخصائص الفيزيائية لهما هي كما في الجدول أدناه ‪.‬‬ ‫رقم‬

‫العينة‬

‫)‪( 1‬‬

‫النسبة المئوية لوزن الحبيبات التي‬ ‫يبلغ قياسها بالملمتر‪:‬‬

‫‪0.2-‬‬

‫‪0.5-‬‬

‫‪0.25‬‬

‫‪0.5‬‬

‫‪0.25‬‬

‫‪-1.0‬‬

‫أ‬

‫‪7. 4‬‬

‫‪19. 2‬‬

‫‪25. 8‬‬

‫‪31. 2‬‬

‫ب‬

‫‪-‬‬

‫>‪2.0‬‬

‫<‪1‬‬ ‫ ‪16.‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪-‬‬

‫محتوى‬

‫النوعي‬ ‫‪Gs‬‬

‫الكثافة‬ ‫‪ρ‬‬ ‫)غم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫)‪(%‬‬

‫الوزن‬

‫الرطوبة‬

‫‪LL‬‬

‫‪2. 61‬‬

‫‪1. 85‬‬

‫‪4. 0‬‬

‫‪-‬‬

‫‪2. 77‬‬

‫‪2. 10‬‬

‫‪12. 0‬‬

‫‪16‬‬

‫‪9. 2‬‬

‫تصنيف التربة )أ(‪ :‬واضح من التركيب الحبيبي للعينة أنها رملية‪ ،‬لذلك نتبع‬ ‫خطوات تصنيف التربة الرملية ‪.‬‬ ‫‪ -1‬نجف ففد أن نس ف ففبة وزن الحبيبف ففات الف ففتي يزي ف د قياسف ففها عف ففن ‪ 2‬ملم ف ففتر هف ففي‬ ‫‪ 7. 4‬بالمئففة‪ ،‬وهي أقففل مففن ‪ 25‬بالمئففة‪ ،‬إذًا حسففب الجففدول )‪ (9-3‬العينففة‬

‫ل حصويًا ‪.‬‬ ‫ل تعتبر رم ً‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪161‬‬

‫‪PL‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫نسف ف ففبة وزن الحبيبف ف ففات الف ف ففتي يزيف ف د قياسف ف ففها عف ف ففن ‪0. 5‬ملمف ف ففتر= ‪=19. 2+7. 4‬‬ ‫ل خش ففنًا حس ففب‬ ‫‪26. 6‬بالمئ ففة‪ ،‬وهف ي أق ففل م ففن ‪ 50‬بالمئ ففة‪ ،‬إذًا الترب ة ليس ففت رم ً‬

‫الجدول ‪.‬‬

‫نسف ففبة وزن الحبيبف ففات الف ففتي يزيف د قياسف ففها عف ففن ‪0. 25‬ملمف ففتر= ‪+19. 2+7. 4‬‬ ‫‪ 52. 4 =25. 8‬بالمئففة‪ ،‬وهي أكففبر مففن ‪ 50‬بالمئففة‪ ،‬وعليففه‪ ،‬وحسففب الجففدول )‬ ‫‪ ،(9-3‬فإن العينة هي )رمل متوسط الخشونة( ‪.‬‬ ‫‪ -2‬نحسب نسبة الفراغات )‪. (eo‬‬ ‫‪Gs‬‬ ‫‪G‬‬ ‫= ‪− 1 = s (1 + W ) − 1‬‬ ‫‪ρd‬‬ ‫‪ρ‬‬

‫= ‪eo‬‬

‫‪2.61‬‬ ‫‪(1 + 0.04) − 1 = 0.467‬‬ ‫‪1.85‬‬

‫=‬

‫نجففد مففن الجففدول )‪ (10-3‬أن الترب ة هففي كثيفففة لن )‪ (eo= 0.467 >0.55‬إذًا‪،‬‬ ‫حتى الن‪ ،‬التربة هي )رمل متوسط الخشونة وكثيف( ‪.‬‬ ‫‪ -3‬نحسب درجة التشبع بالماء )‪: ( Sr‬‬ ‫‪WG s 0.04 x 2.61‬‬ ‫=‬ ‫‪= 0.22‬‬ ‫‪eo‬‬ ‫‪0.467‬‬

‫= ‪Sr‬‬

‫نجد من الجدول )‪ (11-3‬أن التربة قليلة الرطوبة‪ ،‬لن )‪ > Sr >0. 5‬صفر(‪،‬‬ ‫وهكذا يكفون التصفنيف النهفائي للتربة )أ( أنهفا‪) :‬رمل متوسط الخشفونة‪ ،‬كفثيف‬ ‫وقليل الرطوبة(‬ ‫)‪. (Medium- grained sand, dense and low moist‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪162‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪(2‬‬

‫تصففنيف الترب ة )ب( ‪ :‬واضففح مففن خصففائص العينففة أنهففا طينيففة ‪ .‬لففذا نتبففع‬ ‫خطوات تصنيف التربة الطينية ‪.‬‬ ‫‪ -1‬نجد دليل اللدونة للعينة ) ‪:(PI‬‬ ‫‪PI = LL – PL =16-9.2 = 6.8‬‬

‫ومن الجدول )‪ (13-3‬نجد أن التربة هي طفال رملي لن‬ ‫)‪. (PI <1 >7‬‬ ‫‪ -2‬نحسب نسبة الفراغات )‪:(eo‬‬ ‫‪Gs‬‬ ‫‪G‬‬ ‫= ‪− 1 = s (1 + W ) − 1‬‬ ‫‪ρd‬‬ ‫‪ρ‬‬

‫= ‪eo‬‬

‫‪2.77‬‬ ‫‪(1 + 0.12) − 1 = 0.48 = 0.50‬‬ ‫‪2.10‬‬

‫=‬

‫‪ -3‬نحسب دليل السيولة )‪:( LI‬‬ ‫‪W − PL 12 − 9.2‬‬ ‫=‬ ‫‪= 0.41‬‬ ‫‪PI‬‬ ‫‪6 .8‬‬

‫= ‪LI‬‬

‫ونجد من الجدول )‪ (14-3‬أن قوام العينة قاس‪ ،‬وذلك لن )‪. (LI > 1‬‬ ‫وهكذا‪ ،‬يكون التصنيف النهائي للتربة )ب(‪:‬‬ ‫)طفال رملي قاسي(‪(Hard sandy loam) ،‬‬ ‫‪ -4‬وأمففا قيمففة المقاومة التقديرية لهففذه التربة )‪ (Ro‬فنجففدها مففن الجففدول )‪-3‬‬ ‫‪ (15‬بالعتمفف ف ففاد علفف ف ففى )‪ (eo= 0.50‬و )‪ (LI=0.41‬وهف ف ف ي مسفف ف ففاوية لفِف ف ف ف ‪0. 3‬‬ ‫ميغاباسكال = ‪ 3‬كيلو غرام‪/‬سنتمتر مربع ‪.‬‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪163‬‬

‫الباب الثالث – الفحوصات التصنيفية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫فحوصات التربة للغراض النشائية‬

‫‪164‬‬