الهندسة المدنيةتقارير التجاربميكانيكا التربة

تجربة نفاذية التربة – Constant Head Permeability Test in Sand

السهولة التي يمكن أن تتدفق بها المياه من خلال تربة تسمى النفاذية أو التوصيل الهيدروليكي ، ومن المهم لحساب التسرب عبر السدود الأرضية أو تحت الجدران ، وحساب معدل التسرب من مرافق تخزين النفايات وتسوية الرواسب الطينية في التربة. اختبار الارتفاع الثابت لفحص النفاذية في الرمل هو عبارة عن تجربة مختبرية أجريت لتحديد نفاذية التربة. والتربة المناسبة لهذه الاختبارات هي الرمل والحصى. لا يمكن اختبار التربة ذات محتوى الطمي باستخدام هذه الطريقة.

بالنسبة للرمال الخشنة ، قد تختلف قيمة معامل النفاذية من 1 إلى 0.01 سم / ثانية ، وبالنسبة للرمل الناعم ، يمكن أن تتراوح في نطاق 0.01 إلى 0.001 سم / ثانية.

الادوات

1. Constant head permeameter                    ( خلية النفاذية )

2. Graduated cylinder (250 cc or 500 cc)   ( اسطوانة متدرجة )

3. Balance, sensitive up to 0.1g                  ( ميزان حساس بدقة 0.1 غ )

4. Thermometer, sensitive up to 0.1 °C     ( محرار بدقة 0.1 دس )

5. Rubber tubing                                            ( انبوب مطاطي )

6. Stop watch                                                   ( ساعة إيقاف )

جهاز النفاذية ثابت الجهد (Constant Head Perrrieameter)

يوضح الشكل أدناه رسم بياني تخطيطي لجهاز النفاذية. يمكن تجميع هذا الجهاز في المختبر بتكلفة منخفضة للغاية. وهي تتكون أساسًا من أسطوانة عينة من التربة البلاستيكية ، وحجرتين مساميتين ، وسدادين مطاطيين ، ونابضًا واحدًا ، وحجرة رأس ثابتة ، ومسندًا كبيرًا ، وحاملًا ، ومقياسًا ، وثلاثة مشابك ، وبعض الأنابيب البلاستيكية. قد يكون قطر الإسطوانة البلاستيكية في الداخل 2.5 بوصة (63.5 مم). ويرجع ذلك إلى أن الأحجار المسامية التي يبلغ قطرها 2.5 بوصة (63.5 مم) تتوفرعادة في معظم مختبرات التربة. قد يكون طول أنبوب العينة حوالي 12 بوصة (304.8 ملم).

تجربة نفاذية التربة - Constant Head Permeability Test in Sand

نضرية التجربة

  1. يتم حساب الفجوات بإستخدام القانون التالي:
تجربة نفاذية التربة - Constant Head Permeability Test in Sand

2. نحسب k كالتالي:

تجربة نفاذية التربة - Constant Head Permeability Test in Sand

حيث:-

K:- نفاذية التربة

Q:- تصريف المياه

L:- ارتفاع عينة التربة

t:-الزمن المستغرق للتصريف

مساحة الانبوب

مساحة الأنبوب

3. لحساب K20C:-

حساب ثابت النفاذية

طريقة العمل

  1. نأخذ وزن كل من انبوب العينة البلاستيكي والجهاز والنابض والسدادين المطاطيين وليكن (W1).
  2. إختيار عينة من التربة لإجراء الفحص عليها وتحديد معامل النفاذية.
  3. قياس القطر الداخلي للإسطوانة بواسطة المسطرة لحساب المساحة.
  4. نضع عينة التربة في الاسطوانة ويتم وضعها اما بطبقة واحدة أو عدة طبقات مع اختلاف في درجة دك العينة للحصول على كثافة جافة مختلفة. ثم يسوى السطح العلوي للعينة، ويتم حساب طول العينة (L).
  5. نضع الحجم المسامي على السطح العلوي للعينة، ثم يتم اغلاق الاسطوانة بواسطة السداد المطاطي ويتم تفريغ الهواء من العينة، ثم يسمح للماء بالدخول الى الاسطوانة وذلك لإشباع العينة ويكون دخول الماء من الاسفل الى الاعلى. بعد مرور بعض الوقت فإن المياه تتدفق من داخل الاسطوانة الى الحوض من خلال منفذ في غرفة الارتفاع الثابت.في حين أن ارتفاع الماء يبقى ثابتاً داخل الاسطوانة ولكن يسمح للتدفق أن يستمر لمدة (10 دقيقة) لتشبع العينة.

الحسابات

في البداية ، يكون التدفق بطيئًا جدًا. يزداد لاحقا وسيصبح ثابت. اختبار النفاذية هو الأفضل للتربة المتعسرة (cohesionless soils).

تجربة نفاذية التربة - Constant Head Permeability Test in Sand

المناقشة

تستخدم هذه المعدات في التربة الحبيبية وتسمح للماء بالتحرك خلال التربة تحت حالة مستقرة ، في حين يتم قياس كمية (حجم) المياه المتدفقة خلال عينة التربة على مدى فترة من الزمن من خلال معرفة كمية المياه المقاسة والطول من العينة ، ومنطقة مستعرضة من العينة ووقت تفريغ المياه.

إن الأهمية العلمية لدراسة نفاذية التربة، يمكن تلخيصها في النقاط الآتية:

  1. تحديد سرعة ترشح وتصرف الماء (Seepage) عبر التربة. وتحديد ضغط الارتشاح.
  2. تفادي حصول ضواهر غير مستحبة بل خطيرة، مثل ضاهرة غليان الرمل (Sand Boiling) والتي يضهر فيها الرمل وكأنه يغلي بسبب تجاوز الميل الهيدروليكي.
  3. حساب مخزون المياه الجوفية.
  4. المساعدة في تصميم نظم التصريف حول أساسات المباني. وغير ذلك من المجالات…
  • الأخطاء: قد تحدث بعض الأخطاء أثناء إجراء التجربة وتشتمل على الأخطاء التي تؤثر على قيمة التصريف وبالتالي على معامل النفاذية (Kd) وتكون هذه الأخطاء نابعة عن الفشل في ضبط ساعة الإيقاف جيداً في الغالب…
  • ضمان الجودة / مراقبة الجودة: يجب تشغيل جميع الأجهزة وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة. يجب إجراء فحص المعدات وأنشطة المعايرة. ينبغي توثيق جميع البيانات في دفاتر المختبرات.
  • الصحة و السلامة: يجب اتباع ممارسات السلامة العامة للمختبر. ﻳﺠﺐ اﻟﺘﻌﺎﻣﻞ ﻣﻊ ﻋﻴﻨﺎت اﻟﻨﻔﺎﻳﺎت ﺑﺤﺬر ﺑﺴﺒﺐ ﻋﺪم اﻟﺘﻴﻘﻦ اﻟﺨﺎص ﺑﺎﻟﻤﻤﺘﻠﻜﺎت واﻟﻤﺤﺘﻮﻳﺎت اﻟﻤﺘﻀﻤﻨﺔ. يجب التخلص من جميع العينات الزائدة ، والعينات المستخدمة ، ومواد النفايات الناتجة أثناء التحليل.

يهمنا تقييمك للمقالة!

التصميم
السرعة

ممتاز!

اختبار الارتفاع الثابت لفحص النفاذية في الرمل هو عبارة عن تجربة مختبرية أجريت لتحديد نفاذية التربة. والتربة المناسبة لهذه الاختبارات هي الرمل والحصى.

تقييم المستخدمون: 5 ( 1 أصوات)

الوسوم

أنمار النقيب

مدير التحرير في موقع النقيب للمعلوماتية. أعمل بدوام كامل في التدوين، أنا مهندس مدني ، يوتيوبر ، خبير SEO ، خبير في التسويق الرقمي ، ولدي خبرة 3 سنوات في التسويق عبر Facebook و 2 سنوات في التدوين.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق