ISO 17892 التحقيق والاختبار الجيوتقني - الاختبارات المعملية للتربة

يتكون معيار "ISO 17892 التحقيق والاختبار الجيوتقني - الاختبارات المعملية للتربة "، الذي نشرته المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ، من الأقسام الفرعية التالية المنشورة تحت نفس العنوان:

• يصف المعيار ISO 17892-1 الجزء 1: تحديد محتوى الماء طريقةً لتحديد محتوى الماء في التربة. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لمحتوى الماء (الرطوبة) في عينة اختبار التربة عن طريق التجفيف بالفرن في سياق الدراسات الجيوتقنية. يُعدّ محتوى الماء أساسيًا كدليل لتصنيف الترب الطبيعية، وكمعيار تحكم في الترب المعاد ضغطها، ويُقاس في العينات المستخدمة في معظم الاختبارات الميدانية والمختبرية. تُعد طريقة التجفيف بالفرن الإجراءَ المعتمد في الممارسات المختبرية الاعتيادية. يتمثل الإجراء العملي لتحديد محتوى الماء في التربة في تحديد فقدان الكتلة أثناء تجفيف عينة الاختبار إلى كتلة ثابتة في فرن تجفيف مُتحكم به عند درجة حرارة محددة. يُفترض أن فقدان الكتلة ناتج عن الماء الحر، ويُنسب إلى الكتلة الجافة المتبقية للجسيمات الصلبة. يلبي هذا المعيار متطلبات تحديد محتوى الماء في التربة لأغراض الدراسات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.
• يصف المعيار "ISO 17892-2 الجزء 2: تحديد الكثافة الظاهرية" ثلاث طرق لتحديد الكثافة الظاهرية للتربة:
  • طريقة القياس الخطي: تُستخدم هذه الطريقة لتحديد الكثافة الظاهرية لعينة تربة منتظمة الشكل، بما في ذلك العينات المُعدّة لاختبارات أخرى. العينات المستخدمة عبارة عن منشورات مستطيلة أو أسطوانات ذات مقطع عرضي دائري.
  • طريقة الغمر السائل: تتضمن هذه الطريقة تحديد الكثافة الظاهرية لعينة تربة طبيعية أو مضغوطة بقياس كتلتها في الهواء وكتلتها الظاهرية عند تعليقها في سائل. يمكن استخدام هذه الطريقة عند توافر قطع من المادة ذات أحجام مناسبة.
  • طريقة إزاحة السائل: تتضمن هذه الطريقة تحديد الكثافة الظاهرية لعينة التربة بقياس كتلتها في الهواء وكتلة السائل المُزاح بالغمر. يمكن استخدام هذه الطريقة عند توافر قطع من المادة ذات أحجام مناسبة.

ينطبق هذا المعيار على تحديد الكثافة الظاهرية للتربة في المختبر ضمن نطاق التحقيقات الجيوتقنية.

في حال استخدام طريقة غمر السائل أو طريقة إزاحته، وكان هناك احتمال لتسرب سائل إلى العينة (مثل الماء)، يجب تغطية العينة قبل الاختبار لمنع تسرب السائل. تُفيد الكثافة الظاهرية للتربة في تحديد إجهاد الحمل الزائد في الموقع كدالة للعمق. عند الضرورة، يمكن حساب الكثافة الجافة للعينة من الكثافة الظاهرية ومحتوى الماء، إن وُجد.

تلبي هذه المواصفة متطلبات تحديد الكثافة الظاهرية للتربة للتحقيقات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا للمعايير EN 1997-1 و EN 1997-2.

• ISO 17892-3 الجزء 3: تحديد كثافة الجسيمات يصف طرق تحديد كثافة جسيمات التربة. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لكثافة جسيمات التربة للتحقيقات الجيوتقنية ويصف طريقتين: طريقة مقياس كثافة جسيمات إزاحة السائل وطريقة مقياس كثافة جسيمات إزاحة الغاز. تنطبق طريقة مقياس كثافة جسيمات السائل الموصوفة في هذا المعيار على أنواع التربة التي يقل حجم جسيماتها عن 4 مم تقريبًا أو على التربة المسحوقة لتلبية هذا المطلب. تُستخدم مقاييس كثافة جسيمات أكبر للمواد الأكثر خشونة. يقتصر حجم جسيمات التربة المناسبة لاختبار مقياس كثافة جسيمات الغاز على أبعاد حاوية العينة لمقياس كثافة جسيمات الغاز المستخدم. يلبي هذا المعيار متطلبات تحديد كثافة جسيمات التربة للتحقيقات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2. قد يؤثر وجود الأملاح المذابة في ماء المسام على نتائج هذه الاختبارات. تتوفر تقنيات للتعويض عن الأملاح المذابة ولكنها خارج نطاق هذا المعيار.
• يصف المعيار ISO 17892-4 الجزء 4: تحديد توزيع حجم الجسيمات طريقة لتحديد توزيع حجم جسيمات التربة. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لتوزيع حجم جسيمات عينة اختبار التربة للتحقيقات الجيوتقنية عن طريق الغربلة أو الترسيب أو مزيج من كليهما. يعد توزيع حجم الجسيمات أحد أهم الخصائص الفيزيائية للتربة. يعتمد تصنيف التربة بشكل أساسي على توزيع حجم الجسيمات. ترتبط العديد من خصائص التربة الجيوتقنية والجيوهيدرولوجية بتوزيع حجم الجسيمات. يوفر توزيع حجم الجسيمات وصفًا للتربة بناءً على تقسيم أحجام الجسيمات إلى فئات منفصلة. يمكن تحديد حجم كل فئة عن طريق الغربلة أو الترسيب. عادةً ما يتم اختبار التربة الخشنة عن طريق الغربلة، ولكن غالبًا ما يتم اختبار التربة الناعمة والمختلطة عن طريق مزيج من الغربلة والترسيب، اعتمادًا على تركيب التربة. تنطبق طريقة الغربلة الموصوفة على جميع الترب غير الأسمنتية ذات أحجام الجسيمات التي تقل عن 125 مم. تم وصف طريقتين للترسيب: طريقة مقياس كثافة السوائل وطريقة الماصة. تُلبي هذه المواصفة متطلبات اختبار توزيع حجم الجسيمات وفقًا للمعيار EN 1997-2.
• يصف معيار "ISO 17892-5 الجزء 5: اختبار مقياس الضغط التزايدي للحمل" طرق تحديد قابلية انضغاط التربة عن طريق التحميل التزايدي في مقياس الضغط. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لخصائص انضغاط التربة وتشوهها في سياق الدراسات الجيوتقنية. يُجرى اختبار مقياس الضغط التزايدي على عينة اختبار أسطوانية محصورة جانبيًا بحلقة صلبة. تُعرَّض العينة لزيادات متقطعة من التحميل أو التفريغ المحوري الرأسي، ويُسمح لها بالتفريغ محوريًا من السطحين العلوي والسفلي. يمكن إجراء الاختبارات على عينات سليمة، أو مُعاد تشكيلها، أو مُعاد ضغطها، أو مُعاد تكوينها. عادةً ما تكون مسارات الإجهاد وظروف الصرف في الأساسات ثلاثية الأبعاد، وقد تحدث اختلافات في القيم المحسوبة لكل من المقدار ونسبة الانكماش. غالبًا ما لا يُمثل صغر حجم العينة خصائص الملمس الموجودة في التربة الطبيعية بشكل كافٍ. غالبًا ما تستند تحليلات اختبار التماسك إلى افتراض أن التربة مُشبعة. في التربة غير المشبعة، قد لا تكون بعض المعلمات المُشتقة مناسبة. يُلبي هذا المعيار متطلبات تحديد خصائص انضغاط التربة ضمن مقياس الضغط لأغراض الفحص والاختبار الجيوتقني، وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.
• يصف المعيار ISO 17892-6 الجزء 6: اختبار المخروط الساقط طريقةً لاختبار مؤشر قوة القص غير المصفى للعينات السليمة والمُعاد تشكيلها من التربة دقيقة الحبيبات باستخدام طريقة المخروط الساقط. تُطبق هذه المواصفة على التقدير المختبري لقوة القص غير المصفى لعينة اختبار التربة في الدراسات الجيوتقنية. في اختبار المخروط الساقط، يُترك المخروط ليسقط برأسه نحو عينة التربة، ويُقاس اختراقه للتربة. تُستخدم قيم الاختراق لتقدير قوة القص غير المصفى.

يُنتج اختبار المخروط المتساقط قصًا معقدًا في عينة الاختبار ولا يُمثل اختبار الضغط الثلاثي المحاور الرأسي أو اختبار القص الأفقي. ومع ذلك، يمكن ربط اختبار المؤشر هذا ببعض تقديرات قوة القص غير المصرفة التي تحددها طرق اختبار معملية أخرى. ونظرًا لأن الاختبار يُجرى على عينة معملية صغيرة، فقد لا تتفق النتائج مع الاختبارات المعملية التي تُجرى على عينات أكبر. بالإضافة إلى ذلك، قد لا تُمثل عينة الاختبار التربة في حالتها الطبيعية في الحقل بشكل كامل؛ على سبيل المثال، قد لا تحتوي عينة الاختبار على شقوق في الموقع متباعدة عن حجم العينة. لذلك، يمكن اعتبار الاختبار تقديرًا لقوة القص غير المصرفة وليس قياسًا حقيقيًا. يمكن استخدام نسبة قوة القص المُعاد تكوينها إلى قوة القص السليمة لتقدير قابلية عينة التربة للتأثر. يمكن استخدام قياس قوة القص بمرور الوقت لتقييم استعادة قوة الثيكسوتروبي لعينة التربة المُعاد تكوينها. تلبي هذه الوثيقة متطلبات اختبار مؤشر قوة التربة للتحقيق والاختبار الجيوتقني وفقًا لـ EN 1997-1 و EN 1997-2.

• يصف المعيار ISO 17892-7 الجزء 7: اختبار الضغط غير المحصور طريقةً لاختبار الضغط غير المحصور. ينطبق هذا المعيار على تحديد قوة الضغط غير المحصور لعينة تربة متجانسة لم تُعقّد، أو أُعيد ضغطها، أو صياغتها، أو تكوينها تحت ضغط الحمل في سياق الدراسات الجيوتقنية. تُفيد طريقة الاختبار هذه في تقدير قوة القص غير المصروفة للتربة. تجدر الإشارة إلى أن التصريف غير مُعوّق أثناء هذا الاختبار. لذلك، فإن القيمة المُقدّرة لقوة القص غير المصروفة صالحة فقط للتربة منخفضة النفاذية التي لا تُصرّف بشكل كافٍ أثناء الاختبار. يُلبي هذا المعيار متطلبات اختبارات الضغط غير المحصور للدراسات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.
• يصف الجزء 8 من المواصفة ISO 17892-8: اختبارات الضغط الثلاثي المحاور غير المتماسكة وغير المصفى طريقةً لاختبارات الضغط الثلاثي المحاور غير المتماسكة وغير المصفى. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لقوة القص الثلاثي المحاور غير المصفى تحت الحمل الانضغاطي في سياق الدراسات الجيوتقنية. تُعرَّض عينة أسطوانية، قد تشمل تربة سليمة أو مُعاد ضغطها أو إعادة تشكيلها أو إعادة تشكيلها، لشد متساوي الخواص في ظروف غير مصفى، ثم تُقصّ في ظروف غير مصفى. يسمح هذا الاختبار بتحديد قوة القص وعلاقة الإجهاد والانفعال من حيث الإجهادات الكلية. لا يشمل هذا المعيار الإجراءات غير القياسية، مثل الاختبارات التي يُقاس فيها ضغط المسام أو الاختبارات التي تُجرى باستخدام تصريف المرشحات. تستوفي هذه المواصفة متطلبات اختبارات الضغط الثلاثي المحاور غير المجمعة وغير المصفاة للتحقيقات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا لـ EN 1997-1 و EN 1997-2.
• يصف المعيار "ISO 17892-9 الجزء 9: اختبارات الضغط الثلاثي المحاور المُجمّعة على التربة المشبعة بالمياه" طريقةً لاختبارات الضغط الثلاثي المحاور المُجمّعة على التربة المشبعة بالمياه. يُطبّق هذا المعيار على التحديد المختبري لقوة القص الثلاثي المحاور تحت تأثير الحمل الانضغاطي في سياق الدراسات الجيوتقنية. تُعرّض عينة أسطوانية، قد تتكون من تربة سليمة، أو مُعاد ضغطها، أو مُعاد تشكيلها، لإجهاد متساوي الخواص أو متباين الخواص في ظروف تصريف، ثم تُقصّ في ظروف تصريف أو بدون تصريف. يسمح هذا الاختبار بتحديد قوة القص، وعلاقات الإجهاد والانفعال، ومسارات الإجهاد الفعالة. تُعبّر جميع الإجهادات والانفعالات عن قيم عددية موجبة في الضغط.

يُوفر هذا المعيار اختبارًا واحدًا لعينة واحدة. ويتطلب تحديد معاملات قوة القص الناتجة عن هذه الاختبارات ما لا يقل عن ثلاث مجموعات اختبار ذات صلة. وترد إجراءات تقييم النتائج في الملحق المعياري (الملحق ب)، كما تُدرج معاملات قوة القص في التقرير عند الضرورة.

لا يتم تغطية الإجراءات الخاصة التالية بالكامل في هذا الإجراء:

• الاختبارات باستخدام أطراف مشحمة
• اختبارات متعددة المراحل
• اختبارات توحيد الإجهاد الجانبي الصفري
• الاختبارات مع القياس المحلي للإجهاد أو القياس المحلي لضغط المسام
• الاختبارات بدون أغشية مطاطية
• اختبارات التمديد
• اختبارات القص مع تغيرات ضغط الخلية

مع ذلك، قد تشير هذه الاختبارات المحددة إلى الإجراءات العامة الموضحة في هذا المعيار. يحدد هذا المعيار متطلبات اختبارات الضغط الثلاثية المحاور الموحدة لأغراض البحث والاختبار الجيوتقني وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.

• يصف المعيار ISO 17892-10 الجزء 10: اختبارات القص المباشر طريقتين لاختبارات معملية لتحديد مقاومة القص الفعالة للتربة في ظروف التصاق وتصريف باستخدام صندوق قص أو جهاز قص حلقي. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لمعايير مقاومة القص الفعالة للتربة المعرضة للقص المباشر في سياق الدراسات الجيوتقنية. تُجرى الاختبارات في هذا المعيار على التربة غير المضطربة، أو المعاد تشكيلها، أو المعاد ضغطها، أو المعاد تكوينها. يصف الإجراء متطلبات تحديد مقاومة القص لعينة تحت تأثير إجهاد رأسي (طبيعي) واحد.

عادةً، تُحضَّر ثلاث عينات متشابهة أو أكثر من التربة للقص تحت ثلاثة ضغوط رأسية مختلفة أو أكثر لتحديد معاملات مقاومة القص وفقًا للملحق ب. لا تشمل إجراءات هذا المعيار الإجراءات المحددة لإعداد العينات واختبارها، مثل الاختبارات التي تتضمن التحميل التدريجي والقص المسبق أو الواجهات بين التربة والمواد الأخرى. يُلبي هذا المعيار متطلبات تحديد مقاومة القص المُستنزفة للتربة المعرضة للقص المباشر لأغراض الفحص والاختبار الجيوتقني وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.

• يصف المعيار "ISO 17892-11 الجزء 11: اختبارات النفاذية" طرق تحديد خصائص تدفق المياه في التربة مختبريًا. وينطبق هذا المعيار على تحديد معاملات نفاذية التربة مختبريًا في نطاق الدراسات الجيوتقنية. ويلبي هذا المعيار متطلبات تحديد معاملات نفاذية التربة مختبريًا للدراسات والاختبارات الجيوتقنية وفقًا للمعيارين EN 1997-1 وEN 1997-2.
• يصف الجزء 12 من معيار ISO 17892-12: تحديد حدود السيولة واللدونة طرق تحديد حدود السيولة واللدونة للتربة. وتشمل هذه حدودي أتربيرج للتربة. حد السيولة هو محتوى الماء الذي تتحول عنده التربة من الحالة السائلة إلى الحالة اللدنة. يصف هذا المعيار تحديد حد السيولة لعينة تربة طبيعية أو عينة تربة أُزيلت منها مواد أكبر من 0,4 مم تقريبًا. يصف هذا المعيار طريقتين: طريقة المخروط الساقط وطريقة كاساجراند. لا ينبغي الخلط بين طريقة المخروط الساقط في هذا المعيار والطريقة الموضحة في ISO 17892-6. حد اللدونة للتربة هو محتوى الماء الذي تتوقف عنده التربة عن كونها لدنة عند المزيد من التجفيف. يتم تحديد حد اللدونة عادةً بالتزامن مع تحديد حد السيولة. ومن المعروف أن نتائج الاختبار تخضع لتقدير المُشغل وأنه سيحدث بعض التباين في النتائج.
• يصف المعيار "ISO 17892-13 الجزء 13: اختبار انتفاخ التربة، والتربة الصلبة، والصخور اللينة - إجراء دورة العينة الواحدة" طرق تحديد خصائص انتفاخ الصخور اللينة أو التربة الصلبة في خلية قياس الضغط، أي التشوه الجانبي المحدود تحت تأثير الحمل المحوري. ينطبق هذا المعيار على التحديد المختبري لضغط وإجهاد الانتفاخ في سياق الدراسات الجيوتقنية. تُستخدم نتائج اختبارات الانتفاخ في تصميم دعامات وبطانات الصخور والتربة للحفريات وحفر الأنفاق في الصخور المتورمة لمنع الأعطال الكبيرة غير المخطط لها بسبب الانتفاخ. يُجرى اختبار الانتفاخ على عينة أسطوانية سليمة. تُحمّل العينة أولاً إلى حالة الإجهاد في الموقع وهي جافة، ثم تُفرّغ، ثم تُعاد إلى حالة الإجهاد التصميمي المتوقع. تُغمر العينة تحت ظروف إجهاد ثابتة، ثم تُفرّغ.

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات بمجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون على تطوير أنفسهم باستمرار. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار "البحث والاختبار الجيوتقني - اختبارات التربة المخبرية ISO 17892".