رسالة ماجستير في كلية الهندسة جامعة البصرة تناقش التحقق الحسابي للأسس الحلقية المجاورة للمنحدرة

نوقشت رسالة الماجستير للباحث احمد رعد داود في كلية الهندسة جامعة البصرة وتحت اشراف الاستاذ الدكتور مازن عبد الامام احمد والاستاذ المساعد الدكتور احسان قاسم محمد بعنوان التحقق الحسابي للأسس الحلقية المجاورة للمنحدرة وتتضمن 

يُعد تصميم أنظمة الأساسات الضحلة بجوار الأراضي المنحدرة من أكثر المشكلات تحديًا في مجال الهندسة الجيوتكنيك نظرًا لتفاعلات بنية التربة المتعددة الجوانب وظروف التحميل. يركز هذا البحث على سلوك الأساسات الحلقية المستخدمة في تطبيقات مختلفة، مثل المداخن، وخزانات المياه والنفط، والصوامع، ومولدات توربينات الرياح. على الرغم من أن الحلقات تُبنى عادةً على أسطح أرضية أفقية مسطحة)، إلا أنه لا توجد دراسات منشورة كثيرة حول سلوك الأساسات الحلقية المبنية بالقرب من الأراضي المنحدرة، حيث يتأثر استقرار كتلة التربة المحيطة بالأساس، ويطرح العديد من المشاكل من حيث التحميل غير المتماثل والهبوط التفاضلي لكتلة التربة.

يهدف هذا البحث إلى تحليل سلوك الأساسات الحلقية المجاورة للمنحدرات لتحديد أدائها في أقصى قدرة تحمل، بالإضافة إلى بعض الملاحظات الميدانية للهبوط الناتج عن تطبيق الأحمال المحورية. أجريت هذه الدراسة البحثية باستخدام برنامج العناصر المحدودة PLAXIS 3D ، الذي يُتيح نمذجة أنظمة بنية التربة ثلاثية الأبعاد وتفاعلها مع بعضها. وتركز الدراسة البحثية تحديدًا على زاوية المنحدر (B)، والمسافة بين الأساس والحافة العليا للمنحدر (b) ، ونسبة نصف القطر الداخلي إلى الخارجي (٢/٢٥)، وسمك الأساس (t)، وخصائص التربة. ويتناول البحث محاكاة ثلاثية الأبعاد للتربة الرملية باستخدام معيار فشل موهر - كولومب.

تم التحقق من صحة إطار المحاكاة مبدئيًا بمقارنة نتائج المحاكاة من نموذج PLAXIS 3D بالقيم النظرية، وباستخدام نفس المعادلات التحليلية من الدراسات السابقة، أجريت حسابات لنمذجة أساس حلقي على سطح رملي مستو. وجاءت نتائج التحقق من صحة نموذج PLAXIS 3D ضمن نطاق خطأ مقبول، مما يُثبت قدرته على نمذجة سلوك الأساسات الحلقية وظهرت العديد من الملاحظات المهمة من نتائج التحليل البارامتري. تظهر النتائج أن تأثير المسافة بين الأساس والحافة العلوية للمنحدر ، وزيادة في قدرة التحمل لوحظت مع زيادة نسبة b/B، وجميع زوايا المنحدر تظهر انخفاضا ثابتا في الهبوط مع زيادة b/B. ومع ذلك، بمجرد أن وصلت مسافة التأخر إلى b/B 1 ، كان أداء الأساس معادلاً لأداء الأرض المستوية، مما يعني أنه كان يعمل بطريقة أكثر أمانًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن زاوية المنحدر (B) لها تأثير متناسب على قدرة التحمل والاستقرار . مع زيادة زاوية المنحدر من ٢٥ درجة إلى ٤٥ درجة، تم اكتشاف أن قدرة التحمل انخفضت بشكل كبير، بالإضافة إلى إمكانية حدوث فشل محلي للتربة، إلى جانب زيادة ملحوظة في الهبوط التفاضلي. أيضًا، كانت هندسة الحلقة (نسبة ٢/٢٥) ذات أهمية كبيرة. أظهرت النتائج أن قدرة التحمل لجميع زوايا المنحدر كانت أقل مع ارتفاع نسبة ٢/٢٥، وكان الهبوط أقل مع زيادة ٢/٢٥ من ٠.٤ إلى .... فيما يتعلق بتأثير سمك الأساس (t)، أشارت النتائج إلى أن زيادة سمك الحلقة من 1 إلى 3 أمتار تؤدي إلى زيادة في قدرة التحمل. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي زيادة السمك إلى انخفاض طفيف في الهبوط.

كانت خصائص التربة، وخاصة زاوية الاحتكاك الداخلي () ، مفيدة في تقييم الهبوط وقدرة التحمل.

تزداد قدرة التحمل بشكل ملحوظ مع زيادة زوايا الاحتكاك. كما تم البحث بشكل أكبر في تفاعلات الإجهاد الداخلي لنظام الأساس، مثل قوة القص وعزم الانحناء لنظام الأساس.

استعرضت هذه الدراسة بالتفصيل أنظمة الأساسات الحلقية الواقعة بجوار المنحدر وأداء الأنظمة. تشير النتائج إلى أنه لكي يكون الهيكل آمنا، يجب أن يكون هناك تقييم نقدي كافٍ للنظام، ولخصائص التربة المحيطة بنظام الأساس، مع مراعاة اتجاه وموقع نظام الأساس بالنسبة للمنحدر.