صناعة

دورة مكثفة في الهندسة الجيوتقنية

دورة مكثفة في الهندسة الجيوتقنية

[مصدر الصورة: ويكيميديا]

الأوساخ في كل مكان. نشأنا نلعب فيه ، ويقال لنا ألا نأكله ، ومع ذلك ، فهو من أصعب الأشياء التي يجب هندستها وتصميمها. هناك عالم كامل تحت قدميك ، مع فيزياء معقدة لا تزال غير قادرة على التنبؤ بها ونمذجتها بشكل كامل. هذه هندسة جيوتقنية. تتمثل الطريقة السهلة لتعريف الهندسة الجيوتقنية في قول أي شيء يتعلق بالتراب ، ولكنها تتضمن أيضًا حركات المياه والكثافة وتسلل التربة وأطنانًا من الخصائص المعقدة التي تختلف جميعها في جميع أنحاء العالم. يعمل المهندسون المدنيون بشكل وثيق مع المهندسين الجيوتقنيين عند تصميم المباني والأساسات ، لكن المجال لا يقتصر على ذلك. الشيء الصعب هو أن الأوساخ ليست متجانسة ، فهي تتكون من جميع الأجزاء نفسها ، لذا فإن معرفة طبقات التربة المختلفة وكيف ستؤثر على المبنى الخاص بك أمر صعب للغاية. قبل أن ندخل في التفاصيل الجوهرية ، ألق نظرة على فيديو المقدمة أدناه.

من بين أي مهنة هندسية ، قد تكون الهندسة الجيوتقنية هي الأقل تقديرًا ، أو حتى على الأقل فهمًا من قبل الآخرين في جميع أنحاء العالم. بالنسبة للعين غير المدربة ، الأوساخ عبارة عن أوساخ ، تأكد من أنها تختلف في اللون ، لكن ألا تتصرف جميعها بنفس الطريقة؟ لا يوجد شيء أبعد من الحقيقة.

عند تصميم مبنى ، تتضمن الخطوة الأولى عادةً خروج مهندس جيوتقني وأخذ عينات من الأرض في مواقع مختلفة. اعتمادًا على الدقة المطلوبة ، سيتم أخذ تباعد العينات على فترات مختلفة. عادة ، يتم أخذ العينات عن طريق الحفر وأخذ ما يسمى بالعينات "الأساسية" في أعماق معينة أو تغييرات التربة. ثم يتم أخذ هذه العينات مرة أخرى إلى المختبر ويتم تحديد قيم مثل المسامية والتشبع وحجم الحبوب والتجانس وغيرها والتي بدورها تؤثر في كيفية تصميم أساس المبنى أو الحاجة إليه.

هناك اختبارات أخرى يمكن إجراؤها على التربة في الحقل ، مثل تحديد كثافة التربة العلوية ، أو حتى التشبع والمسامية. عند تصميم طريق أو طريق سريع ، على سبيل المثال ، يجب أن تكون القاعدة الترابية مضغوطة قدر الإمكان لمنع التآكل والاستقرار. تحتوي التربة على محتوى رطوبة مثالي يمكن أن يحدث عنده أقصى تكثيف ، والذي سيتم تحديده في الاختبارات المعملية السابقة. لذلك ، بمجرد أن يحدد المختبر هذا المحتوى الرطوبي الأمثل ، فإنه يمنح البناة في الحقل نطاق رطوبة مثالي (~ 95 ٪ الأمثل) للحفاظ على التربة بحيث يمكن أن يحدث أقصى ضغط. لا تكون التربة في بعض الأحيان قوية بما يكفي لتحمل الأشياء من تلقاء نفسها ، ولكن هناك طرق لإصلاح ذلك أرخص بكثير من استخدام الخرسانة باهظة الثمن. تحقق من الفيديو أدناه لمعرفة المزيد.

تشمل الهندسة الجيوتقنية أيضًا حركة المياه الجوفية ، وإجهادات القص والشد في التربة ، ومعادلات التربة المعقدة الأخرى التي تتجاوز نطاق هذا المنشور التمهيدي قليلاً. دعونا نلقي نظرة على تدفق المياه الجوفية للحظة. كما تعلم على الأرجح ، هناك جدول مائي تحت قدميك أو ارتفاع تستقر فيه المياه بشكل طبيعي في التربة. يمكن أن يتغير هذا المستوى بناءً على معدلات هطول الأمطار ونضوب الآبار ، ولكن فهم كيفية تدفق المياه عبر أنواع التربة المختلفة هو أحد الوظائف الرئيسية لمهندس الجيوتقنية.

لنأخذ موقع البناء حيث يتم حفر الأساس تحت خط المياه الطبيعي. هذا شائع إلى حد ما في الهياكل الكبيرة أو حتى بعض الهياكل البحرية مثل الجسور ومنصات النفط البحرية. تتمثل الطريقة الشائعة لإبقاء المياه خارج موقع البناء في بناء جدار غير منفذ إلى مستوى الماء الطبيعي ومسافة معينة تحت مستوى الأرض. المشكلة هي أن معرفة مدى العمق الذي تحتاجه لبناء هذا الجدار المؤقت يمكن أن يكون معقدًا ، لكن لحسن الحظ ابتكر مهندسو الجيوتقنية طريقة معقدة ، ولكن من السهل استيفاءها ، لفهم تدفق المياه الجوفية في مثل هذه المواقف تحقق من العرض التوضيحي الرائع لهذه المبادئ في الفيديو أدناه.

لذا ، فإن الهندسة الجيوتقنية تشمل الأوساخ وتدفق المياه وإلى حد كبير ما تم بناء أو بناء كل هيكل في العالم بأسره. لا يوجد مشروع بناء كبير يحدث في العصر الحديث لا يشير إلى خبرة مهندس جيوتقني. عدم إعطاء أهمية للهندسة الجيوتقنية في تصميم المباني هو السبب في أن برج بيزا المائل يميل بشكل جيد.

إذااللعب بالتراب هو شيء تريد القيام به لبقية حياتك ، يمكن أن تكون الهندسة الجيوتقنية ممتعة وصعبة بشكل لا يصدق. على الرغم من وجود العديد من الأشياء التي يتم فهمها عن الأوساخ ، إلا أنه لا يزال هناك العديد من الطرق التي لم يتم اكتشافها إلى حد كبير في مجال ميكانيكا التربة ، لذلك ربما يمكنك أن تكون الشخص الذي يحقق الاختراق التالي! إذا كنت مهتمًا بتصميم المباني ، ولكنك لا تريد العمل مع الأوساخ طوال حياتك ، فراجع مقدمتنا لما يفعله المهندس المدني هنا.

راجع أيضًا: ماذا يفعل المهندس المدني؟

عن المؤلف:تريفور إنجليش هو مهندس مدني من خلال تدريب متخصص في الهيدرولوجيا وهندسة المياه. للأسئلة أو الإضافات إلى هذه المقالة ، يمكنك الاتصال به على [email protected]


شاهد الفيديو: اهميةامتحان FE Exam اساسيات الهندسة (ديسمبر 2020).