انضغاط التربة

في الهندسة الجيوتقنية ، يُعرف انضغاط التربة بأنه العملية التي يؤدي فيها الضغط الواقع على التربة إلى زيادة كثافتها نتيجة إزاحة الهواء من المسامات بين حبيباتها. أما عند تطبيق ضغط يؤدي إلى زيادة الكثافة نتيجة إزاحة الماء (أو أي سائل آخر) من بين حبيبات التربة، فإن ما يحدث هو التصلب وليس الانضغاط. عادةً ما ينتج الانضغاط عن ضغط الآلات الثقيلة للتربة ، ولكنه قد يحدث أيضًا نتيجة مرور، على سبيل المثال، أقدام الحيوانات.

في علم التربة والزراعة ، يُعدّ انضغاط التربة عادةً مزيجًا من الانضغاط الهندسي والتماسك، وقد يحدث نتيجة نقص الماء في التربة، حيث يكون الإجهاد الناتج عن التبخر الداخلي للماء ^{[ 1 ]} ، بالإضافة إلى مرور أقدام الحيوانات. تصبح التربة المتأثرة أقل قدرة على امتصاص مياه الأمطار ، مما يزيد من الجريان السطحي والتعرية . تواجه النباتات صعوبة في التربة المضغوطة لأن حبيباتها المعدنية متلاصقة، مما يترك مساحة ضئيلة للهواء والماء، وهما عنصران أساسيان لنمو الجذور . كما تجد الحيوانات التي تحفر الجحور هذه التربة بيئة غير مواتية، لأن التربة الأكثر كثافة يصعب اختراقها. تعتمد قدرة التربة على التعافي من هذا النوع من الانضغاط على المناخ والمعادن والحيوانات. تتعافى التربة ذات القدرة العالية على الانكماش والتمدد ، مثل التربة الطينية السوداء ، بسرعة من الانضغاط في ظل ظروف رطوبة متغيرة (فترات الجفاف تُسبب انكماش التربة وتشققها). لكن الطين مثل الكاولينيت ، الذي لا يتشقق أثناء جفافه، لا يمكنه التعافي من الانضغاط من تلقاء نفسه إلا إذا كان موطناً لحيوانات تعيش في الأرض مثل ديدان الأرض - سلسلة تربة سيسيل هي مثال على ذلك.

قبل البدء في دك التربة في الموقع، يلزم إجراء بعض الاختبارات المعملية لتحديد خصائصها الهندسية. ومن بين هذه الخصائص، تُعدّ الكثافة الجافة القصوى ومحتوى الرطوبة الأمثل من الخصائص الحيوية التي تحدد الكثافة المطلوبة للدك في الموقع. ^{[ 2 ]}

يُعدّ دكّ التربة جزءًا أساسيًا من عملية البناء، حيث يُستخدم لدعم المنشآت الإنشائية مثل أساسات المباني والطرق والممرات والجدران الاستنادية، على سبيل المثال لا الحصر. وبالنسبة لنوع معين من التربة، قد تُحدد خصائص معينة مدى ملاءمته لأداء وظيفته في ظروف معينة. وبشكل عام، يجب أن تتمتع التربة المختارة مسبقًا بقوة كافية، وأن تكون غير قابلة للانضغاط نسبيًا بحيث لا يكون الهبوط المستقبلي كبيرًا، وأن تكون مستقرة في مواجهة تغيرات الحجم مع تغير محتوى الماء أو عوامل أخرى، وأن تكون متينة وآمنة ضد التدهور، وأن تتمتع بنفاذية مناسبة . ^{[ 3 ]}

عند ردم منطقة ما، تُوضع التربة على شكل طبقات. وتعتمد قدرة طبقات الردم الأولى على الدمك الجيد على حالة التربة الطبيعية المراد تغطيتها. فإذا تُركت تربة غير مناسبة في مكانها ودُفنت، فقد تنضغط على مدى فترة طويلة تحت وطأة الردم الترابي، مما يُسبب تشققات هبوط في الردم أو في أي منشأة مدعومة به. ^{[ 4 ]} ولتحديد ما إذا كانت التربة الطبيعية ستدعم طبقات الردم الأولى، يمكن إجراء اختبار دحرجة للمنطقة. يتضمن هذا الاختبار استخدام معدات بناء ثقيلة للدحرجة على موقع الردم ومراقبة أي انحرافات تظهر. وتُشير هذه الانحرافات إلى ظهور أخاديد أو ضخ أو تداخل في سطح الأرض . ^{[ 5 ]}

لضمان تحقيق دك التربة الكافي، تحدد مواصفات المشروع كثافة التربة المطلوبة أو درجة الدك التي يجب تحقيقها. وعادةً ما يوصي مهندس الجيوتقنية بهذه المواصفات في تقرير هندسي جيوتقني.

يؤثر نوع التربة - أي توزيع أحجام حبيباتها، وشكلها، وكثافتها النوعية، وكمية ونوع المعادن الطينية الموجودة فيها - تأثيرًا كبيرًا على أقصى وزن جاف للوحدة ومحتوى الرطوبة الأمثل. ^{[ 6 ]} كما يؤثر تأثيرًا كبيرًا على كيفية دكّ المواد في ظروف معينة. ويتم الدكّ باستخدام معدات ثقيلة. ففي الرمال والحصى، تهتز المعدات عادةً لإعادة توجيه جزيئات التربة إلى شكل أكثر كثافة. أما في الطمي والطين ، فيُستخدم غالبًا مدحلة ذات أسطوانة دوارة لإنشاء مناطق صغيرة من القص الشديد ، مما يؤدي إلى إخراج الهواء من التربة.

يتم تحديد مستوى الدمك الكافي عن طريق قياس كثافة التربة في الموقع ومقارنتها بالكثافة القصوى التي يتم تحديدها بواسطة اختبار معملي. يُعد اختبار بروكتور للدمك الاختبار المعملي الأكثر شيوعًا، وهناك طريقتان مختلفتان للحصول على الكثافة القصوى: اختبار بروكتور القياسي واختبار بروكتور المُعدَّل ؛ ويُستخدم اختبار بروكتور المُعدَّل بشكل أكثر شيوعًا. بالنسبة للسدود الصغيرة، قد يظل اختبار بروكتور القياسي هو المرجع. ^{[ 5 ]}

بينما تحتاج التربة الموجودة تحت الهياكل والأرصفة إلى الضغط، فمن المهم بعد البناء فك ضغط المناطق المراد تنسيقها حتى تتمكن النباتات من النمو.

• انضغاط التربة (الزراعة)
• تدهور التربة
• ضاغط
• أعمال الحفر
• بنية التربة
• التهوية
• قوة القص (التربة)