Published in: الهندسة المدنية

تجربة بروكتور النظامية والمعدّلة

Author م. لين رحمون

Published on: 29 أكتوبر، 2023

م. لين رحمون

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

إن عملية إنشاء المباني هي عمليةٌ تمرُّ بمراحل عديدة، والخطوة الأولى التربة، والتي تعدُّ العنصر الأول الذي يتمُّ دراسته، وفهم سلوكياته، وخواصه الفيزيائية، والكيميائية، والميكانيكية ،ويتمُّ تحديد قدرة تحمُّل التربة لمعرفة قدره تحمُّلها للحمولات القادمة لها.

لكن في حال كانت التربة لا تملك الصفات المطلوبة أو في حال كانت المشاريع الهندسية ذات طبيعةٍ خاصةٍ، كالسدود، ورميات الجسور، ومهابط الطائرات، وكذلك الطرق، وجميعها مشاريع تحتاج إلى تربةٍ قويةٍ ذات مواصفاتٍ ميكانيكيةٍ عالية.

ومن هنا نعلم أن من أهمّ الطرق لتحسين مواصفات التربة هي عملية الرصّ، وهي عملية تقريبٍ لذرات التربة من بعضها، وتقليلٌ للفراغات بين هذه الذرات، ومن الناحية الهندسية نطلق على هذه العملية بمرحلة زيادة الكثافة الجافة للتربة، وبالتالي حجم الفراغات يكون أقل ما يمكن. ^[1]

ما الذي نقصد به بتجربة بروكتور؟

تعدُّ تجربة بروكتور تجربةً مخبريةً نقوم بها بأخذ عينةٍ من التربة، وإجراء التجربة عليها بشكلٍ نحصل على الرطوبة المثلى التي يجب أن نصل إليها في تربة الموقع لتنفيذ عمليات الرصّ عليها، وبالتالي آلية تجربة بروكتور هي التغيير في محتوى الرطوبة.

لأنه لا يمكن رصُّ ذرات التربة دون وجود محتوىً مناسبٍ من الماء يؤدي ذلك لتكسُّر الروابط بين الذرات، وبالتالي ضعف التربة، وذلك من خلال تقسيم عينة التربة إلى تجارب جزئية، وفي كل تجربةٍ نزيد في محتوى الرطوبة، وذلك للحصول على الكثافة الجافة الأعظمية التي تقابل قيمة الرطوبة المثالية، ونربط بينهم من خلال منحنٍ. ^[2]

ما هو الغرض من عملية رص التربة؟

1- تساعد عملية رصُّ التربة على زيادة متانتها وكثافتها.

2- تعمل على تقليل نفاذية التربة، وكذلك مساميتها.

3- تساعد على زيادة قوة القص للتربة.

4- تخفض من الهبوط الذي تتعرَّض له التربة.

5- تساعد التربة كذلك على مقاومة التآكل. ^[3]

هل تُطبّق تجربة بروكتور نفسها على جميع أنواع الترب؟

تختلف تجربة بروكتور باختلاف نوعية التربة، على سبيل المثال: في حال كانت التربة ناعمةً نستخدم بروكتور النظامي، أما في حال كانت التربة خشنةً نستخدم بروكتور المعدَّل.

ما هي تجربة بروكتور النظامية؟

1- الأدوات المطلوبة

1- جهاز بروكتور، وهو عبارةٌ عن قالبٍ معدنيٍّ أسطواني الشكل، وقطر هذه الأسطوانة 4 إنش تعادل 102 ملم ارتفاع القالب المعدني 4.58 إنش بينما حجمه 945 سم³.

2- مطرقة وزنها 2.5 كلغ ارتفاع سقوطها 30.5 سم.

3- فرنٌ لتجفيف العينة نستطيع التحكم به حرارياً.

4- منخل رقم N4، ويكون ذا فتحةٍ قطرها 4.75 ملم.

5- أوعيةٌ وأدواتٌ لخلط العيّنات. ^[4]

2- إجراءات الاختبار وطريقة العمل

1- في المرحلة الأولى تجفّف العينة، ومن ثم يتمُّ تمريرها على المنخل N4.

2- يتمُّ تقسيم هذه العينة إلى خمس عيناتٍ، ونضع لكل عينة كميةً من محتوى الماء تزيد عن الأخرى، وتوضع في أوعيةٍ، وتخمّر لمدة يومٍ كامل.

3- نزن القالب فارغاً دون لوحة القاعدة.

4- نأخذ العينة أو القسم الأول، ونبدأ بملء القالب تراباً على ثلاث دفعاتٍ أي طبقات، وفي كل دفعةٍ أو طبقة يتمُّ رصُّها 25 ضربة، ونكرر هذه العملية للعينات الخمسة جميعها، وبالتالي يكون لدينا 56 ضربة.

5- في هذه المرحلة نقوم بوزن القالب مملوءاً بالعينات أو الطبقات الثلاثة، ونحسب وزن التربة الرطبة المرصوصة W1.

(قالب) W _ (قالب + عينة تربة) W = W1

نكرر هذه العملية للعينات الخمسة كلها، وكل عينةٍ على 3 طبقات، وسنحصل على W1،W2 ،W3 ،W4 ،W5.

6- نحسب الكثافة الجافة، والتي تساوي وزن التربة المرصوصة على حجم القالب، فنحصل على خمس قيم، ونرسم منحنٍ على شكل قطعٍ مكافئٍ يتألف من خمس نقاط، وكل نقطةٍ تمثل قيمة الكثافة الجافة، وما يقابلها من قيم الرطوبة، وتكون قمة المنحني تمثل الكثافة الجافة الأعظمية، ومحتوى الرطوبة المُثلى.

ما هي تجربة بروكتور المعدّلة؟

هذه التجربة كإجراءاتٍ مشابهةٍ تماماً لإجراءات بروكتور النظامي تختلف في بعض النقاط: ^[5]

1- الأدوات المطلوبة

1- جهاز بروكتور قالب معدني أسطواني قطره الداخلي 6 إنش، وارتفاعه 4.58 إنش.

2- مطرقةٌ وزنها 4.5 كلغ ارتفاع سقوطها 18 إنش ما يعادل 45.7 سم.

3- منخل 3/4 إنش.

2- إجراءات الاختبار وطريقة العمل

يعدُّ الاختلاف في المرحلة أو التعداد الرابع أي يتمُّ تقسيم العينة إلى 5 أقسام، ونأخذ القسم الأول، ويتمُّ ملء القالب على 5 طبقات، وكل طبقة يتمُّ رصها 56 ضربة، حيث نكرر هذه العملية للأقسام الخمسة، ونحسب وزن التربة المرصوصة W حيث نحصل على 5 قيم، وما تبقى من الإجراءات بنفس الخطوات.

نستنتج من المنحني أن بروكتور المعدل يعطي طاقة رصٍّ أعلى من بروكتور النظامي.