تخصس ‎٠٠6‏ مين الفصل ا لخامس
ف, ‏ شانون دارسي 177 "1221
عام 1856 اكتشف العالم دارسي آن سرعة تدفق الماء (7) خلال الثرية تتناسب طردياً مع الميل
حيث () تمثل نفاذية التربة والتي تعرف على أنها خاصية التربة التي تسمح بمرور الماء خلال فراغاتها؛
ولها نفس وحدة السرعة (مثل: متريق الثانية)و تعتمد نفاذية التربة على حجم حبيباتها وكمية الفراغات
بها كما يبينها الجدول (15) فالتربة ذات الحبيبات الخشنة لها نفاذية أعلى من الترية ذات الحبيبات
الذاعمة
كما أن قانون دارسي يحدد كمية المياه المتدفقة خلال مقطع محدد من التربة المعنية وذلك وفق
المعادلة الثالية:
-- تدفثق الماء

تْ © مين الفصل ا لخامس
تقنية /دنية خواس واختبارات التربة نفاذية التربة
4< مساحة المقطع المتعامد مع اتجاه التدفق
افتراضات قانون دارسي 1477 5 "جعت آه متصمن سونط
على الرغم من آن قانون دارسي يعد مفتاحاً للكثر من العلاقات لي علم ميكانيكا الترية ذات
العلاقة بين الماء و الترية ؛ إلا أن هذا القانون بني ب أساسه على افتراضات أهمها:
‎١٠‏ أن تكون التربة متجانسة 5011 6110115 11011105
" آن يتدفق الماء بشكل مستمر و خطلي 110177 1111187ت18
” أن يآخز سريان الماء الوضع المستقيم 107 111131
جدول (15): قيم معامل النفاذية
نوع الترية )1
ركام 0:8761© 0<
زمل 1ننة8 102-107
لمي +50 “10-10
طين 0187 10>

تخصس ‎٠6‏ مين الفصل ا لخامس
تقنيةءدنية خواس وامختبارات الترية نفاذية التربة
مثال (15)؛
وفرق الضغط الماثي خلال هذه المسافة 18 9 احسب كمية المياه المتدفقة خلال هذه الطبقة يخ اليوم
الواحد
يتم تحديد مساحة مقطع طبقة الترية بافتراض آن عرض الشريحة من طبقة الثرية هو مت رواحد
الميل البيدروليكي:
وبتطلبيق المعادلة (35):؛ فشإن معدل التدفق:
7 #عرمها اه #عاع11 ‎6٠‏ رم / 311077 - تت 4 «ت 3600 ‎ «»‏ 36107 -
إن أهم ما يتعلق بدراسة نفاذية التربة هو تحديد معامل النفاذية ( ) والذي يعد ذا قيم ترتبط بعوامل
وخواص التربة و هناك طريقتان لتحديد معامل النفاذية وهما:
‎)١‏ تحديد معامل النفاذية بق المعمل
") تحديد معامل النفاذية ب الموقع
وفيما يلي عرض موجز لقياس النفاذية ب كل من المعمل والموقع

تخصس ‎٠٠6‏ مين الفصل الشامس
تقنيةءدنية خواس واختبارات التربة نفاذية التربة
6 تحديد معامل النفاذية يخ المعمل:
يتطلب تحديد معامل النفاذية للثرية بخ المعمل وجود عينة طبيعية 58117016 1 © 11120150110 تمثل تربة
الموقع حتى تكون نتائج الاختبارات المعملية آقرب إلى الواقع وهناك طريقتان مشهورتان لتحديد معامل
النفاذية بخ المعمل وهما:
© اختبار الجهد الثابت 001151817411680
© اختبار الجهد المتغير 11680 عتصثئللة1
إلا آن تحديد معامل النفاذية يخ المعمل لا يخلو من بعض العيوب والتي منها:
‎١١‏ آن الاختبارات المعملية لا تعكس نفادذية التربة يق الحلبيعة بشكل دقيق
‏" آن نتائج الاختبارات المعملية قد تتعرض لخطاآً لي آخز قياسات التجربة
أن نتاتئج الاختبارات المعملية تتآثر بعدة عوامل مثل درجة الحرارة ودرجة
تشبع العينة ونسبة فراغات البواء فيها
اختبار الجهد الثابت )11620165 1تتد)0115 :
‏يستخدم هذا الاختبار لتحديد معامل النفاذية للترية غير المتماسكة والتي لها نفاذية عالية مثل
‏الركام والرمل والشكل (03) يوضح جهاز النفاذية ثابت الجهد ؛ حيث توضع عينة التربة داخل جهاز
أسحلواني وتكون محصورة بين حجرين مساميين و عند تمرير الماء على عينة الترية تصبح مشبعة تماما ثم
يبدا تسرب الماء من خلال العينة ويترك حتى يصبح تدفقه ثابت؛ بعدها يتم تجميعه يق إناء لإيجاد حجمة
‏بق فتثرة محددة من الزمن
‏شكل (0): جهاز اختبار الجهد الثابت

تخصس ‎٠6‏ من الفصل الأول
تقنية منية خواس واختبارات الترية مقلمة في ميكانيكا التربة
تعاريف مصمنانسطء1:
يعرف علم ميكانيحكا التربة بآنه العلم الذي يهتم بخواص وآداء وسلوكيات التربة وتأثير القوى
والأحمال عليها متضمنا الدراسات النظرية والاختبارات المعملية و لم يظهر علم ميكَانيكًا التربة كَعلم
هندسي إلا بخ الربع الأول من القرن العشرين الميلادي؛ وذلك عندما أصدر أستاذ التربة (يسميه البعض:
والد التربة) كَارل ترزاجي 16288111 168:1 الكتاب الأول ل علم ميكانيكا التربة وتم طباعته يخ ذلك
الوقت(ه7؟٠‏ م) باللغة الألمانية ؛ وبين فيه تعامل الترية مع الأحمال والمياء ثم توالت مؤلفات علم ميكانيكا
التربة حتى أصبح محل اهتمام الكثير من العلماء والباحثين؛ بل وآصبح هذا العلم مفتاحاً لحل الكثير
من المشاكل البندسية والاقتصادية يخ مشاريع التشييد وخاصة أعمال التأسيس منها
والترية يمكن آن تعرف بآنها تلك الطبقة القشرية من الأرض التي تكونت نتيجة فتات الصخور
بسبب عوامل التعرية وكزلك المواد العضوية الناتجة عن تحلل و تآكل النباتات والحيوانات؛ بالإضافة إلى
ما تحتويه من هواء ومحاليل معدنية وعضوية فهي بذلك تعد خليطاً غير متجانس يحتوي على حالات المادة
الثلاث؛ الصلبة و السائلة و الغازية
5011 10110 ‏أ تشكل التربة متت‎ ,١
‏تتنشكل التربة نتيجة تفتثت الصخور إما بسبب العوامل الفيزيائية أو الكيمياتية؛ وبعد عمليات‎
‏ترية متبقية 5011 1465101181 وهي التي تشكلت نتيجة تفتت الصخور بفعل‎
‏تكون حبيبات متفككة وخللت تتراكم بنفس موقعها الأصلي الي تشكلت‎
‏فيه ويعتمد تواجد وانتشار هذا النوع من الثربة على درجة تآثير العوامل الجوية‎
‏وعلى نوع الصخر ودرجة صلابته وعلى عامل الزمن و توفر العوامل الكيميائية‎
‏ترية منقولة 5011 118115001160 وهي التي تشكلت نتيجة تفتت الصخور بفعل‎
‏الجاذبية ويختلف تشكيل هذا النوع من الترية باختلاف طريقة النقل فمثلاً‎
‏الترية المنقولة عن طريق تدفق المياه آو الفيضانات تشكل تربة لها حبيبات‎

تخصس ‎٠6‏ مين الفصل ا لخامس
تقنيةءدنية خواس واختبارات التربة نفاذية التربة
ويلاحظ آن الماء الزائد من جهاز الاختبار يتم تصريفه حتى يكون ضغط الماء ثابت عذد مدخل
ومخرج الجهاز لضمان ثبات الميل البيدروليكي؛ ومن هنا جاءت تسمية هذا الاختبار وبتلبيق قانون
دارسي؛ كما توضحه المعادلة (03) ؛ فإن الحجم الكلي للماء الذي تم تجميعه خلال فترة من الزمن (7)
وحيث أن الميل الميدروليكي (1) يمكن تحديده بمعرفة ارتفاع عينة التربة (1 ) وفرق الضغط الماتي
(7)) وبالتعويض بالمعادلة (15) يخ المعادلة (45) ؛ يمكن استنتاج العلاقة:
بإعادة ترتيب المعادلة (55) فإنه معامل النفاذية ؛ باستخدام اختبار الجهد الثابت؛ يتم تحديده من العلافة:
مثال (25)؛:
عينة من التربة أجري عليها اختبار الجهد الثابت لتحديد معامل نفاذيتها يخ المعمل فكانت نتائج
الاختبار كما يلي:
ارتفاع العينة بين قطعتي الحجر المسامي * 12ت 120
فرق الضغط الماثي للاختبار * تتتتت 60
كمية الماء المجمع ” أ100 350
فثرة الاختبار الفعلية * 117111 2
حدد معامل النفاذية لبذه العينة بالوحدة (112/5)
مساحة مقحلع عينة الثرية:
كمية الماء المتدفق والذي تم تجميعه:
ريب

تخصس ‎٠٠6‏ مين الفصل ا لخامس
تقنية مينية خواس واختبارات التربة نقاذية الترية
وبتطبيق المعادلة (65؛ فإن معامل النفاذية لعينة الثرية؛
راقص وو لي وود ود 25000071207 ل
0 »60 »7854 بطل -
اختبار الجهد المتنيرأئ) 11620 عسصثللة 1:
الشكل (35) يوضح جهاز النفاذية متغير الجهد و الذي يستخدم ب تحديد معامل النفاذية للتربة
المتماسكة مثل الطمي وبعض آنواع الثرية الشي تكون نفاذيتها منخفضة يتدفق الماء إلى عينة الثرية من
أنبوب متدرج لتصبح العينة مشبعة والجهد المتغيرخ هذا الاختبار يدل على أن منسوب الماء عند مخرج
الجهاز يكون ثابتاً؛ بينما يتناقص المنسوب مع الزمن عند مدخل الماء
شكل (35): جهاز اختبار متغير الجهد

تخصس ‎٠٠6‏ مين الفصل ا لخامس
تقنية مينية خواس واختبارات التربة نقاذية الترية
ويبداً حساب معامل النفاذية عندما ينخفض الماء يخ الأنبوب من المنسوب 7 إ لى المنسوب :7 خلال
1/ مات
و/ مرق 7
©- مساحة مد مقلع الأنبوب
4- مساحة مقلع عينة الثرية
© - طلول عينة الثرية
- الارتفاع الأولي لمنسوب الماء يق الأنبوب
1< الارتفاع النهائي لمنسوب الماء يذ الأنبوب
؛- وقت تناقص منسوب الماء يذ الأنبوب من 1 إلى زا/
مثال (35):
عينة متماسكة من الترية أجري عليها اختبار الجهد المتغير لتحديد معامل نقاذيتها يخ المعمل
فكانت نتائج الاختبار كما يلي:
© الارتفاع الأولي لمنسوب الماء يق الأنبوب * تتتتت 1350
© الارتفاع النهاثي لمنسوب الماء يخ الأنبوب * تتتصتد 550
© طول عينة الترية * تتتصتد 140
© قطر الأنبوب المدرج * ت11تل1 5
© فثرة الاختبار الفعلية * 117تت1 3
حدد معامل النفاذية لبذه العينة بالوحدة (117/5)
مساحة مقلع عينة الثرية:

تخصس ‎٠٠6‏ مين الفصل ا لخامس
مساحة مقطع الأنبوب المدرج:
وبتطبيق المعادلة (75)؛ فإن معامل النفاذية لعينة الثرية؛
لمم 1744*107 -
08 تحديد معامل النفاذية يق الموقع (اختبار الضخ 1656 ع ه1بيصتهط):
يعد تحديد معامل نفاذية الترية ‏ الموقع أكَثر دقة والأقرب | لى القيمة الحقيقية من تلك التي يتم
تحديدها بالاختبارات المعملية ذلك آن الاختبارات الحقلية تتعامل مع طبقات التربة و حبيباتها وخواصها
المختلقة ولا تكونَ الا خثبارات الحقلية مجنية إلا لا وجود طَبْقَات القرية غير اللتمامسكة مثل طبع اترمل
ويوجد عدة اختبارات لتد<ديد نفاذية التربة ب الموقع؛ إلا أن اختبار الضخ 650 ع111ت7تتتا0) هو
الأكثر استخداماً وتكمن عملية هزا الاختبار بحفر بر مغلفة بماسورة 016 085108 بخ الطبقة المراد
تحديد نفاذيتها حتى تتجاوز المنسوب الأصلي للمياه الجوفية وقد تصل إ لى العلبقة الغير منفذه كما يلزم
حفر عدد من آبار الرصد (776115 005613780013) لتحديد منسوب المياه بها كما ة الشكل (45) ؛ وذلك
ب وضع قطري وبمسافات مختلفة من بتر الضخ ؛ شريحلة أن تكون المسافة بين آبار الرصد وبر الضخ لا
تقل عن عشرة أضعاف قطر بر الضخ