Page 1

‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫البــاب السابـع‬ ‫فحوصات دمك التربة‬ ‫‪ 7.1‬مدخل‬ ‫‪7.2‬‬

‫فحص الدمك في المختبر‬

‫البـاب السابـع‬

‫فـحوصات دمـك التربــــة‬ ‫)‪(Soil Compaction Tests‬‬

‫‪7.1‬‬

‫مدخـل ) ‪( Introduction‬‬

‫تعتبر خصائص التربة كمقاومة القص )‪ (Shear strength‬والنفـاذية القليلة‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪235‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (Low permeability‬والمتصاص القليل للماء )‪،(Low water absorption‬‬ ‫من أهم الخصائص التي تمنح التربة صفة التزان )‪ ،(Stability‬وتحّس نـ من‬

‫نوعيتها إوامكانية عملها بشكل جيد تحت أي منشأ‪ ،‬سواء كان طريقًا أو مبنى‪ ،‬أو‬ ‫كمادة إنشائية في أعمال السدود والردميات‪.‬‬

‫ويعتبر الدمك )‪ (Soil compaction‬أسلوبًا ممتا ًاز لتحسين نوعية التربة والرتقاء‬

‫بها للحصول على الخصائص المذكورة‪.‬‬

‫وأما دمك التربة‪ ،‬فهو عملية تتم خللها إعادة ترتيب الحبيبات الصلبة في تكوين‬ ‫التربة من خلل إنقاص حجم الفرارغات التي تكون ممتلئة بالهواء‪ .‬ويتم هذا‬ ‫بواسطة مطارق خاصة )‪ (Hammers‬أو مداحل )‪ (Rollers‬أو بواسطة الهز)‬ ‫‪.(Vibration‬‬ ‫وينبغي التمييز بين عملية دمك التربة وعملية تضارغطها)‪ ،(Consolidation‬حيث‬ ‫إن الخيرة هي عملية يتم فيها انضغاط التربة وتقارب حبيباتها من خلل إخراج‬ ‫أو طرد الماء المحتوى في فرارغاتها‪ ،‬وذلك تحت تأثير الضغط العمودي‬ ‫المتواصل‪.‬‬ ‫وتهدف فحوصات الدمك التي تجري للتربة في المختبر إلى معرفة درجة الدمك‬ ‫القصوى الممكنة لها‪ .‬ويتم الفحص عادة ليجاد محتوى الرطوبة للتربة‪ ،‬الذي‬ ‫تحصل عنده )بعد دمكها( على أقصى كثافة‪ ،‬ويسمى محتوى الرطوبة هذا‬ ‫بمحتوى الرطوبة المثالي )‪ ،(Optimum moisture content - OMC‬والكثافة‬ ‫الجافة عنده بالكثافة الجافة القصوى )‪،(Maximum dry density - MDD‬‬ ‫وتكون نتيجة الفحص الحصول على منحنى العلقة بين محتوى الرطوبـة للتربة‬ ‫وكثافتها الجـافة )شكل ‪.(1-7‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪236‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫اكككلكككككثافة الجافة القصوى‬

‫ا ـلـ ـكثاـ ــفة ا ــل اجفــة (رغم ــ‪/‬سم ــ‪)3‬‬

‫مكحتوىالرطوبككةك المككثكالككي‬

‫محتوـى اـلرطـ وب ة ـ )‪(%‬‬

‫شكل )‪ – (1-7‬منحنى العلقة بين رطوبة التربة وكثافتها الجافة‬

‫وعندما تكون الكثافة الجافة القصوى للتربة معروفة )كثافة المختبر(‪ ،‬يصبح من‬ ‫السهل إيجاد نسبة دمك التربة في الموقع )‪ ،(Degree of compaction‬وذلك‬ ‫بإيجاد الكثافة الجافة للتربة في الموقع‪ ،‬بعد دمكها‪ ،‬ونسبتها إلى الكثافة الجافة‬ ‫القصوى‪.‬‬ ‫نسبة الدمك =‬

‫الكثافة الجافة للتربة في الموقع‬ ‫الكثافة الجافة القصوى )كثافة المختبر(‬

‫× ‪100%‬‬

‫وتكون هذه النسبة واضحة ومحددة في المواصفات الخاصة بكل مشروع‪ ،‬وتتراوح‬ ‫بين ‪ 90‬و ‪ 100‬بالمئة حسب المكان الذي يتم دمكه‪.‬‬ ‫وأما فحص الدمك في المختبر‪ ،‬فيتلخص بدمك التربة على طبقات عند نسب‬ ‫مختلفة من محتوى الرطوبة )تصاعديًا( داخل قوالب معدنية أسطوانية )‪(Moulds‬‬

‫باستخدام مطارق خاصة )‪ ،(Rammers‬إوايجاد الكثافة الجافة للتربة عند كل‬ ‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪237‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫محتوى رطوبة تمهيدًا لرسم المنحنى الخاص )شكل ‪ (1-7‬وبخصوص الدوات‬

‫المستعملة للفحص‪ ،‬فان المهندس ر‪ .‬بروكتور )‪ (R.Proctor‬الذي كان أول من‬

‫ابتكر الفحص سنة ‪ 1933‬في الوليات المتحدة المريكية‪ ،‬قد أجراه في قالب‬ ‫أسطواني قطره الداخلي ‪ 4‬انش وحجمه ‪ 30/1‬قدم مكعب‪ ،‬وباستعمال مطرقة‬ ‫حديدية وزنها ‪ 5.5‬باوند )‪ 2.5‬كيلو رغرام (‪ .‬والفحص بهذه الدوات اصبح يعرف‬ ‫بفحص بروكتور )‪،(Proctor test‬أو فحص الدمك القياسي )‪Standard‬‬

‫‪ ،(compaction test‬وذلك لتمييزه عن الفحص الخر المشابه‪ ،‬والذي يدعى‬ ‫بفحص الدمك المعَد لـ )‪ ، (Modified compaction test‬والذي يتم إجراؤه‬

‫باستعمال مطرقة وزنها ‪ 10‬باوند )‪ 4.5‬كيلو رغرام(‪ ،‬أي باستعمال جهد مضاعف‬ ‫تقريبًا‪.‬‬

‫وقد جاء تعديل الفحص أثناء وبعد الحرب العالمية الثانية خلل إنشاء المطارات‬

‫العسكرية‪ ،‬حيث دعت الحاجة في ذلك الوقت للحصول على كثافة أكبر تحت‬ ‫مدارج الطائرات العسكرية من تلك التي يعطيها فحص الدمك القياسي‪.‬‬ ‫وهناك تمايز في الدوات التي تستعمل لجراء شكلي الفحص حسب المواصفات‬ ‫المختلفة نوردها ملخصة في الجدولين أدناه ) جدول ‪ 1-7‬وجدول ‪ ( 2-7‬بشكل‬ ‫يساعد على معرفة الدوات التي تلزم لجراء فحص الدمك القياسي وفحص الدمك‬ ‫المعدل حسب المواصفات البريطانية ) ‪،( British Standard – BS 1377‬‬ ‫والمريكية‪ ،‬وأهمها مواصفات جمعية الفحوصات والمواد )‪ (ASTM‬وجمعية‬ ‫الطرق )‪. (AASHTO‬‬ ‫جدول ) ‪ - ( 1 -7‬مقارنة بين الدوات المستعملة في فحوصات الدمك حسب المواصفات‬ ‫البريطانية )‪(BS 1377‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪238‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫أبعاد القالب‬

‫الفـحــص‬

‫) سم (‬

‫الدمك القياسي‬

‫قطر داخلي‬

‫) بروكتور(‬

‫‪105‬ملم‬

‫)‪BS 1377 – Test‬‬

‫ارتفاع‬

‫‪(No.12‬‬

‫‪115.5‬ملم‬

‫حجم‬

‫وزن‬

‫القالب‬

‫المطرقه‬

‫) سم ‪( 3‬‬

‫) كغم (‬

‫‪1000‬‬

‫‪2.5‬‬

‫عدد‬

‫عدد‬

‫الطبقات‬

‫الضربات‬

‫‪3‬‬

‫‪27‬‬

‫قطر داخلي‬

‫الدمك المعّد لـ‬

‫‪105‬ملم‬

‫)‪BS 1377 – Test‬‬

‫‪1000‬‬

‫ارتفاع‬

‫‪(No.13‬‬

‫‪4.5‬‬

‫‪5‬‬

‫‪27‬‬

‫‪115.5‬ملم‬

‫‪ -‬يلحظ استعمال نفس القالب في الفحصْي نـ‪ ،‬وكذلك نفس عدد الضربات التي يجري التأثير‬

‫بها على كل طبقة من التربة أثناء دمكها في القالب‪ .‬والفرق هو في وزن المطرقة وعدد طبقات‬ ‫التربة في القالب أثناء الدمك ‪.‬‬

‫جدول ) ‪ ( 2-7‬مقارنة بين الدوات المستعملة في فحوصات الدمك حسب المواصفات‬ ‫المريكية )‪ (ASTM‬و ) ‪( AASHTO‬‬ ‫أبعاد‬

‫حجم‬

‫الفحص‬

‫القالب انش‬

‫القالب‬

‫الدمك القياسي ) بروكتور(‬ ‫))‪ASTM D- 698‬‬

‫وزن‬

‫عدد‬

‫عدد‬

‫الطبقات‬

‫الضربات‬ ‫‪25‬‬

‫الطريقة )‪(A‬أو)‪(C‬‬

‫‪56‬‬

‫الطريقة )‪(B‬أو )‪(D‬‬

‫)سم ‪(3‬‬

‫)كغم(‬

‫‪(102) 4‬‬

‫‪944‬‬

‫‪2.5‬‬

‫‪3‬‬

‫‪(152)6‬‬

‫‪2124‬‬

‫‪2.5‬‬

‫‪3‬‬

‫‪((AASHTO T- 90‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪239‬‬

‫ملحظات‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫الدمك المعّد لـ‬

‫))‪ASTM D-1557‬‬

‫‪((AASHT T- 180‬‬

‫‪(102)4‬‬

‫‪944‬‬

‫‪4.54‬‬

‫‪5‬‬

‫‪25‬‬

‫الطريقة )‪(A‬أو)‪(C‬‬

‫‪(152)6‬‬

‫‪2124‬‬

‫‪4.54‬‬

‫‪5‬‬

‫‪56‬‬

‫الطريقة )‪(B‬أو)‪(D‬‬

‫ في الطريقتين )‪ (A‬و )‪ (B‬تكون العينة المستعملة في الفحص من المواد المارة في‬‫المنخل رقم ‪4.75) 4‬مم(‪ ،‬بينما تكون العينة في الطريقتين)‪ ( C‬و)‪ (D‬من المواد المارة‬ ‫من المنخل رقم ‪ 4/3‬انش‪.‬‬

‫شكل ) ‪ – ( 2-7‬الشكل العام للمطرقة )أ( والقالب ) ب (المستعملة في اختبارات الدمك ‪.‬‬

‫‪7.2‬‬

‫فحص الدمك في المختبر‬

‫)‪(Laboratory Compaction Test‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D – 698, D – 1557‬‬ ‫‪AASHTO T-90, T- 180‬‬ ‫ملحظة ‪ :‬تختلف المراجع القياسية المذكورة أعله في طريقة عرضها لفحوصات الدمك ررغم‬ ‫أن المبدأ ل يتغير‪ .‬وسيكون عرضنا هنا مرتك ًاز إلى المواصفات المريكية )‪ (ASTM‬و )‬ ‫‪.(AASHTO‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪240‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ -1‬قالب دمك اسطوانة حسب نوع الفحص‪ ،‬قياسي أم معدل‪ ،‬انظر الجدول )‬ ‫‪ (1-7‬و )‪.(2-7‬‬ ‫‪ -2‬مطرقة معدنية‪ ،‬حسب نوع الفحص‪ ،‬قياسي أم معدل‪ ،‬انظر الجداول )‪-7‬‬ ‫‪ (1‬و )‪.(2-7‬‬

‫‪ -3‬أدوات لتحديد محتوى الرطوبة‪.‬‬ ‫‪ -4‬وعاء ) طبق ( معدني ) ‪ ( Tray‬ذو قياس معقول لخلط العينة‪.‬‬ ‫‪ -5‬دورق مدرج ‪.‬‬ ‫‪ -6‬ميزان ‪.‬‬

‫‪ -7‬أداة معدنية )على شكل مسطرة( لتسوية سطح التربة في القالب )‪Straight‬‬

‫‪.(edge‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ .1‬يتم تجفيف العينة في الهواء )‪(Air drying‬‬

‫‪ .2‬تؤخذ عينة للفحص وزنها حوالي ‪ 5‬كيلورغرامات عند استعمال القالب‬ ‫الصغير)‪4‬انش( وحوالي ‪ 7‬كيلو رغرامًا عند استعمال القالب الكبير )‪6‬انش (‪.‬‬ ‫وتكون العينة من المواد المارة من المنخل رقم ‪)4‬في حالة الطريقتين ‪ A‬و‬ ‫‪ ،(B‬أو من المارة من المنخل ‪ 4/3‬انش )الطريقتين ‪ C‬و ‪.(D‬‬

‫ملحظات ‪:‬‬

‫أ‪ .‬في المواصفات البريطانية تستعمل مواد مارة من المنخل ‪ 4/3‬انش )‪20‬ملمت ًرا(‪.‬‬

‫ب‪ .‬عند إجراء الفحص حسب المواصفات البريطانية أو الطريقتين ‪ C‬و ‪ D‬من مواصفات )‬ ‫‪ (AASHTO‬و )‪ (ASTM‬يلزم إزالة المواد المتبقية على المنخل رقم ‪ 4/3‬انش في العينة‪،‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪241‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫واستبدال هذه الكمية بكمية مماثلة لها في الوزن‪ ،‬بحيث تكون مارة من المنخل ‪ 4/3‬انش‬ ‫ومتبقية على المنخل رقم ‪.4‬‬

‫‪ .3‬يتم فرش العينة في الوعاء المعدني وتضاف إليها الكمية الولى من الماء‬ ‫)حوالي ‪ 2 – 1.5‬بالمئة من وزن العينة(‪ ،‬وتخلط جيدًا حتى تتجانس مع الماء‪.‬‬

‫‪ .4‬يتم دمك العينة داخل القالب على طبقات ) عدد الطبقات حسب نوع الفحص‪،‬‬ ‫انظر الجداول ‪ ،(2-7 ،1-7‬وبعدد من الضربات بواسطة المطرقة )حسب نوع‬ ‫الفحص(‬ ‫‪ .5‬بعد الدمك يتم نزع رغطاء )حلقة( القالب السطواني وتسوية سطح التربة في‬ ‫القالب‪ ،‬ويتم توزين القالب والتربة بداخله )‪( m 2‬‬ ‫‪ .6‬يتم تفريغ القالب من التربة وتؤخذ عينة فو ًار لقياس محتوى الرطوبة فيها‬

‫‪ .7‬يعاد خلط العينة بكمية إضافية من الماء )مساوية للكمية التي تمت إضافتها‬ ‫في المرة الولى(‪ ،‬ويجري دمكها ثانية‪ ،‬وتعاد الخطوات ‪ 5‬و ‪6‬‬ ‫‪ .8‬يتــم تكـرار العمليــة مــع زيادة الرطوبـة فــي كــل مـرة حــتى ُيلحــظ أن وزن القــالب‬ ‫والتربة بـداخله قـد أخـذ بالنقصـان )بسـبب حلـول المـاء مكـان حبيبـات التربة بعـد أن‬

‫تكون التربة قد وصلت لدرجة قصوى من الدمك لم يعد معها مكان للماء فــي نســيج‬ ‫التربة(‪.‬‬ ‫) ‪ ( 4‬الحسابات ) ‪:( Calculations‬‬ ‫يتم حساب كثافة التربة )‪ (ρ‬وكثافتها الجافة )‪ (ρd‬عند كل محتوى رطوبة‬ ‫)مرحلة( وذلك كما يلي‪:‬‬ ‫أ – الكثافة الرطبة‪:‬‬ ‫)رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪m 2 − m1‬‬ ‫‪V‬‬

‫‪242‬‬

‫=‪ρ‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫حيث‬

‫‪m1‬‬

‫‪m2‬‬

‫– وزن القالب السطواني مع قاعدته‪ ،‬رغم‪.‬‬ ‫– وزن القالب السطواني مع قاعدته والتربة المدموكة بداخله‪ ،‬رغم‪.‬‬

‫‪ – V‬حجم القالب‪ ،‬سم ‪.3‬‬ ‫ب‪ -‬الكثافة الجافة‪:‬‬ ‫)رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪100ρ‬‬ ‫‪100 + W‬‬

‫= ‪ρd‬‬

‫حيث ‪ – W‬محتوى الرطوبة ‪.‬‬ ‫ومن نتيجة الحسابات‪ ،‬يتم رسم المنحنى للعلقة بين محتوى الرطوبة والكثافة‬ ‫الجافة للتربة‪ ،‬ومنه يتم تحديد محتوى الرطوبة المثالي والكثافة الجافة القصوى‬ ‫التي تقابله‪.‬‬ ‫ل لحسابات ونتائج فحص الدمك‪.‬‬ ‫ويبّين النموذج )‪ (1-7‬مثا ً‬

‫نموذج ) ‪( 1-7‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪243‬‬


‫الباب السابع – فحوصات دمك التربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪1‬‬

‫رقم المحاولة‬ ‫وزن القالب ‪ +‬القاعدة‪+‬العينة المدموكة‬ ‫) ‪( W2‬‬

‫)رغم(‬

‫وزن القالب ‪ +‬القاعدة )‪) ( W1‬رغم(‬ ‫وزن العينة المدموكة‬

‫)‪) ( W2-W1‬رغم(‬

‫الكثافة الرطبة ‪ = (W2-W1) ÷V‬‬ ‫)رغم‪/‬سم ‪(3‬‬ ‫)‪(W‬‬

‫محتوى الرطوبة‬

‫‪100ρ‬‬ ‫الكثافة الجافة‬ ‫‪100 + W‬‬

‫)‪(%‬‬

‫= ‪ρd‬‬

‫‪2‬‬

‫‪6945 6910 6915 6815‬‬ ‫‪4645 4645 4645 4645‬‬ ‫‪2300 2265 2270 2170‬‬ ‫‪2.30‬‬

‫‪2.40‬‬

‫‪2.40‬‬

‫‪2.44‬‬

‫‪6.6‬‬

‫‪8.7‬‬

‫‪13.0‬‬

‫‪10.8‬‬

‫‪2.16‬‬

‫)رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2.21‬‬

‫‪2.12‬‬

‫‪13‬‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪11‬‬

‫محتوى الرطـ وب ة ـ )‪(%‬‬

‫محتوى الرطوبة المثالي = ‪% 9.5‬‬

‫الكثافة الجافة القصوى = ‪ 2.215‬رغم‪/‬سم ‪3‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض النشائية‬

‫‪244‬‬

‫‪8‬‬

‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫‪2.20‬‬

‫جفــة(رغمــ‪/‬سمــ‪)3‬‬ ‫ا ـل ــكثاـ ــفة اـ ـلـ اـ‬

‫‪2.22‬‬ ‫‪2.21‬‬ ‫‪2.2‬‬ ‫‪2.19‬‬ ‫‪2.18‬‬ ‫‪2.17‬‬ ‫‪2.16‬‬ ‫‪2.15‬‬ ‫‪2.14‬‬ ‫‪2.13‬‬ ‫‪2.12‬‬ ‫‪2.11‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪4‬‬

فحوصات دمك الترب  

Soil Compaction Tests فحوصات دمك الترب

Advertisement