تجارب التربة في الهندسة المدنية

الوزن النوعي للتربة Gs:

يجب بداية أن نعرف ما هو مفهوم الوزن النوعي لأية مادة، ويقصد به وزن حجم معين من هذه المادة، مقسوماً على وزن حجم مساو من الماء المقطر، ويعرف الوزن النوعي للتربة بـ الكثافة النوعية للتربة، ومن الهام جداً التمييز بينه وبين كثافة التربة، فكثافة التربة عبارة عن نسبة كثافتين إلى بعضهما، مما يعني أنها بدون واحدة، ويستخدم الوزن النوعي لمعرفة عدة معاملات هامة مثل المسامية، الكثافة، ودرجة التشبع، ويتراوح الوزن النوعي للرمل بين 2.63-2.67، أما للغضار فيتراوح بين 2.65-2.7، أما الطين والطين الغضاري فتتراوح بين 2.67-2.9، أما الوزن النوعي للترب العضوية، يبقى أقل من 2.

حدود اللدونة والليونة:

تعرف باسم تجربة حدود أتربرغ -نسبة للعالم السويدي الذي اقترح إجراءها أول مرة- وتدرس:  حد الانكماش: هو المحتوى المائي الذي لن ينتج عنده بسبب أي نقصان في رطوبة العينة، انكماش في العينة. حد اللدونة: وهو أقل محتوى رطوبة تكون التربة عندها لدنة، وهو محتوى الرطوبة الذي يتشقق عندها خيط أسطواني من التربة بقطر 3مم، تشققاً طولياً وعرضياً. حد السيولة: وهو المحتوى المائي الذي يلتحم عندها شق في التربة، محدث تحت تأثير 25 ضربة من جهاز تعيين السيولة. وكذلك تدرس مؤشري السيولة واللدونة.

التدرج الحبيبي:

تعتبر من أهم تجارب التربة في الهندسة المدنية، حيث تصنف الترب والبحص على أنهما حبيبات، أو يمكن تسمية الرمل والبحص بالركام، فيسمى الرمل بالركام الناعم، والبحص بالركام الخشن، ويتم خلط الركام بالاسمنت لتصنيع الخرسانة، لذا فمن الهام جداً أن نعرف مقاسات وتدرج الركام، يجب أن يشغل الركام بنوعيه ما نسبته 60-75% من حجم البيتون، وإذا ما قارنناه بالكتلة، فإنه يشكل 70-85% من كتلة البيتون، وتؤثر الحبيبات على خصائص الخلطة البيتونية ككل، يتم إجراء التجربة عبر غربلة الركام عبر غرابيل مختلفة، ونحسب نسبة المتبقي على كل منخل.

فحص الرص:

من اسم التجربة، يعرف الهدف منها وهو إجراء الرص للتربة، مما يعني زيادة الكثافة، عبر تعريضها للضغط، وبالتالي تقليل الفراغات بين حبيبات التربة، فالتربة تتألف من الحبيبات، والفراغات بينها، والتي تملأ بالماء أو الهواء، ويمكن إجراء هذه التجربة في الحقل أو المختبر، وبالتأكيد فإن إجراءها في المختبر سيساعد في الحصول على نتائج أكثر دقة، ومن الأفضل أن تحتوي التربة على كمية من الماء، وذلك بهدف تسهيل عملية الرص المجراة على التجربة، حيث أن دور الماء يسهم في تسهيل انزلاق حبيبات التربة على بعضها البعض، ويجب تحديد المحتوى المائي المثالي الذي يجب أن تتم إضافته، وهو ما يعرف بالمحتوى المائي الأمثل.

فحص النفاذية:

تعرف النفاذية بأنها سهولة تدفق المياه، ومن الهام جداً أن نحسب التسرب في المنشآت المائية، كالسدود والخزانات، وكذلك في مكبات النفايات، لضمان عدم حدوث تسرب إلى المياه الجوفية، وتختلف معاملات النفاذية للرمال الخشنة بين 0.01 إلى 1 سم/ثا، أما الرمال الناعمة تتراوح بين 0.01 إلى 0.001 سم/ثا. هذه أهم تجارب التربة التي يتم إجراؤها في المخبر على عينات التربة، والتي تهدف لمعرفة مختلف صفات التربة التي سيجري استخدامها في البناء.