أساسات ضحلة
يمكن لبرنامج جيوتولز تحليل مجموعة من المشاكل للأساسات الضحلة مثل:
1- الإجهادات في التربة.
2- الانفعالات في التربة.
3- الإزاحات في التربة.
4- هبوط التضاغط.
5- درجة التضاغط.
6- منحنى الزمن-الهبوط.
7- إزاحة بلاطة جاسئة.
8- تضاغط بلاطة جاسئة.
9- هبوط مجموعة من القواعد.
10- تحليل كمرة أساس.
11- نموذج طين كام المعدل.
10- تحليل كمرة أساس.
11- نموذج طين كام المعدل.
- 1 - الإجهادات في التربة
- 2 - الانفعالات في التربة
- 3 - الإزاحات في التربة
- 4 - هبوط التضاغط
- 5 - درجة التضاغط
- 6 - منحنى الزمن-الهبوط
- 7 - إزاحة بلاطة جاسئة
- 8 - تضاغط بلاطة جاسئة
- 9 - هبوط مجموعة من القواعد
- 10- تحليل كمرة أساس
- 11- نموذج طين كام المعدل
يمكن تحديد الإجهادات في التربة تحت كل نقطة على الأساس أو على أي مستوى تحت الأساس كما هو موضح في شكل 3 و شكل 4.
شكل 3 مربع حوار "الإجهادات في التربة"
شكل 4 النتائج في صورة رسومات بيانية أسفل نقطة على الأساس
يمكن تحديد الانفعالات في التربة تحت كل نقطة على الأساس أو على أي مستوى تحت الأساس كما هو موضح في ( شكل 5 و شكل 6).
شكل 5 مربع حوار "الانفعالات في التربة"
شكل 6 النتائج في صورة خطوط كنتور
يمكن تحديد الإزاحات في التربة تحت كل نقطة على الأساس أو على أي مستوى تحت الأساس كما هو موضح في ( شكل 7 و شكل 8).
شكل - 7 مربع حوار "الإزاحات في التربة"
شكل - 8 النتائج في صورة خطوط كنتور
يمكن تحديد هبوط التضاغط النهائي للأساسات الغير منتظمة على التربة الطبقية كما هو موضح في الأشكال من ( شكل 9 إلى شكل 11 ).
شكل - 9 مربع حوار "هبوط التضاغط", معطيات
شكل - 10 مربع حوار "هبوط التضاغط", معطيات التربة
شكل - 11 هبوط التضاغط النهائي أسفل مساحة محملة بحمل مضلع
يمكن تحديد درجة التضاغط للتحليل الخطي والغير خطي للتربة الطينية متعددة الطبقات مع طرق حساب مختلفة. يمكن أيضاً تحليل الحمل الدوري لأكثر من 14 نوعاً من التحميل الدوري. كذلك يمكن تحديد ضغط المياه الحُر الأوليّ على طبقات الطين بواسطة المُستخدِم أو تحديده بناءً على أنواع مختلفة من أشكال الحمل على السطح. كما يمكن تحديد هبوط التضاغط عند النقطة (س، ص) نتيجة حمل نقطة، أو حمل موزع مستطيل، أو حمل موزع دائري على السطح (الأشكال من شكل 12 إلى شكل 16).
شكل - 12 مربع حوار "درجة التضاغط"
شكل - 13 مربع حوار "درجة التضاغط", معطيات التربة
s
شكل - 14 مربع حوار "درجة التضاغط", ضغط مياه المسام
شكل - 15 ضغط مياه المسام مع زمن
شكل - 16 هبوط التضاغط مع الزمن لحالة تحميل دوري
يمكن تحديد منحنى الهبوط مع الزمن لمبنى بثلاث طرق. علاوةً على ذلك، يمكن استخدام حقل الإدخال لاستقراء الهبوط خلال فترة الإنشاء وعند الانتهاء من الإنشاء من نتائج القياس. يمكن تطبيق الحمل تدريجياً بمرور الوقت (الأشكال من شكل 17 إلى شكل 20).
شكل - 17 مربع حوار "منحنى الزمن-الهبوط", معطيات
شكل - 18 مربع حوار "منحنى الزمن-الهبوط", معطيات الزمن-الحمل
شكل - 19 منحني الزمن والحمل
شكل - 20 تصحيح حساب الزمن والهبوط
يمكن بواسطة هذا الخيار حساب التشكلات، وضغط التلامس، ومعامل رد فعل التربة لبلاطة مستطيلة أو دائرية على طبقة مرنة من التربة إما حسابياً أو عددياً. كذلك يمكن وضع نموذج التربة النصف فراغية في الاعتبار (الأشكال شكل 21 و شكل 22).
شكل - 21 مربع حوار "إزاحة بلاطة جاسئة"
شكل - 22 توزيع ضغط التلامس على لبشة دائرية جاسئة
يمكن بواسطة هذا الخيار حساب هبوط التضاغط النهائي، وضغط التلامس، ومعامل رد فعل التربة لبلاطة مستطيلة أو دائرية جاسئة على طبقة طينية إما حسابياً أو عددياً. كذلك يمكن وضع نموذج التربة النصف فراغية في الاعتبار (الأشكال من شكل 23 إلى شكل 25).
شكل - 23 مربع حوار "تضاغط بلاطة جاسئة"
شكل - 24 ضغط التلامس كخطوط كنتور ملونة أسفل بلاطة جاسئة
شكل - 25 هبوط التضاغط كخطوط كنتور ملونة أسفل بلاطة جاسئة
يمكن بواسطة هذا الخيار حساب العمق الفعال للتربة، والهبوط، وضغط التلامس، ومعامل رد فعل التربة لمجموعة من القواعد على تربة طبقية (الأشكال من شكل 26 إلى شكل 31).
شكل - 26 مربع حوار "هبوط مجموعة من القواعد", المعطيات الرئيسية للتربة
شكل - 27 مربع حوار "هبوط مجموعة من القواعد", الأحمال والأبعاد
شكل - 28 مربع حوار "هبوط مجموعة من القواعد", قطاع التربة
شكل - 29 نظام الأحمال
شكل - 30 هبوط مجموعة من القواعد كخطوط كنتور
شكل - 31 حساب العمق الفعال والإجهادات أسفل القواعد
من الممكن استخدام نفس البيانات لتحليل أساس كمرة بخمس طرق حساب تقليدية ومكررة مختلفة بناءً على نماذج التربة الأساسية الثلاثة باستخدام برنامج جيوتولز. نماذج التربة لتحليل أساس كمرة (النماذج القياسية) المتوفرة في جيوتولز هي:
- النموذج المبسط
- نموذج وينكلر
- النموذج المتصل
النموذج المبسط لا يتعرض للتفاعل المتبادل بين التربة والأساس الكمرة. يتم توزيع ضغط التلامس بين التربة وأساس كمرة خطياً في هذا النموذج. يعد نموذج وينكلر أقدم وأبسط نموذج لتمثيل التفاعل بين التربة وأساس كمرة. في هذا النموذج يتم تمثيل التربة بيايات مرنة. النموذج المتصل يعد الأكثر تعقيداً حيث يتم تمثيل التربة فيه كوسط متصل متعدد الطبقات. هذا النموذج يتعرض للتفاعل المتبادل بين التربة وأساس كمرة عددياً.
يتم وصف نماذج التربة القياسية الثلاثة من خلال خمس طرق حسابية عددية مختلفة. تتدرج الطرق من أبسطها إلى أكثرها تعقيدًا والتي تغطي تحليل مشاكل أساس كمرة الأكثر شيوعًا.
وفقًا لنماذج التربة القياسية الثلاثة (النموذج المبسط - نموذج وينكلر - النموذج المتصل)، يتم النظر في خمس طرق حسابية رقمية لتحليل أساس كمرة على النحو التالي:
- ضغط التلامس الخطي (النموذج المبسط)
- أساس كمرة مرن باستخدام معامل رد فعل التربة وفقاً كاني/ الجندي (1995) (نموذج وينكلر)
- أساس كمرة مرن باستخدام معامل الانضغاط وفقاً كاني (1974) (النموذج المتصل)
- أساس كمرة جاسئ باستخدام معامل الانضغاط وفقاً كاني (1972) (النموذج المتصل)
- أساس كمرة طيع باستخدام معامل الانضغاط (النموذج المتصل)
من الممكن اقتراح طبقات تربة غير متجانسة، وسمُك متغير لكمرة الأساس في كل عنصر. علاوة على ذلك، يمكن الأخذ في الاعتبار تأثير التغيرات الحرارية، والهبوط الإضافي لكمرة الأساس، وتصميم القطاع الخرساني.
يعد نموذج طين-كام المعدل نموذجًا تأسيسيًا واسع الاستخدام في ميكانيكا التربة يمكنه التقاط السلوك غير الخطي المرن واللدن للتربة الطينية المشبعة تحت ظروف التحميل مختلفة. يعتمد النموذج على مفهوم الحالة الحرجة في ميكانيكا التربة، والذي يفترض وجود علاقة فريدة بين متوسط الضغط الفعال، والإجهاد الانحرافي، والحجم المحدد للتربة في الحالة الحرجة، حيث تتدفق التربة كسائل احتكاكي دون أي تغيير في الإجهاد أو الحجم. يستخدم النموذج سطح خضوع بيضاوي الشكل في مستوى إجهاد الضغط الفعال المتوسط-الإجهاد الانحرافي، والذي يتطور مع التشوهات اللدنة وفقًا لقاعدة التصلب التي تعتمد على الحجم المحدد. يستخدم النموذج أيضًا قاعدة تدفق مرتبطة، والتي تشير إلى أن اتجاه الزيادة في الانفعال اللدن عمودي على سطح الخضوع البيضاوي. يتم تحديد معاملات النموذج من البيانات التجريبية، مثل اختبار الضغط المتماثل والاختبار ثلاثي المحاور، ويمكن أن تكون مرتبطة بخصائص التربة مثل نسبة الفراغ الأولية، وضغط التصلد السابق، وزاوية الاحتكاك. يمكن لنموذج طين-كام المعدل إنتاج بعض السمات المهمة لسلوك الطين، مثل الانضغاط والانتفاش، وتصلب القص وتليينه، والتمدد والتقلص.
