ضغط الاندماج المسبق

ضغط الاندماج المسبق هو أقصى ضغط غطاء ترابي رأسي حملته عينة معينة من التربة في الماضي. ويمكنه أيضًا تحديد أعلى ضغط غطاء ترابي يمكن أن تحمله التربة دون إحداث تغيير في الحجم لا يمكن الرجوع فيه.  ويعد هذا النوع من تغيير الحجم ذا أهمية لفهم سلوك الانكماش والتصدع وتشوه الشكل ومقاومة الضغوط التي تؤدي للقطع.  وهذه القيمة مهمة في الهندسة الجيوتقنية.  تحتفظ التربة في تركيبها بأثر الضغوط السابقة والتغيرات التي حدثت في تاريخ التربة.  إذا ما تحملت التربة أكثر من تلك النقطة تعجز عن الاحتفاظ بالحمولة الزائدة وينهار بناؤها.  يمكن أن يؤدي هذا الانهيار إلى عدد من الأشياء المختلفة حسب نوع التربة وتاريخها الجيولوجي.
لا يمكن قياس ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة بطريق مباشر.  ولكن يمكن تقديره باستخدام عدد من الإستراتيجيات المختلفة.  تخضع العينات التي تؤخذ من الحقل لمختلف الاختبارات، مثل معدل ثبات اختبار الضغط (CRS) أو اختبار التحميل الإضافي (IL).  يمكن أن تكون هذه الاختبارات مكلفة بسبب المعدات الباهظة وطول الفترة الزمنية اللازمة لإجراء كل اختبار.  يجب أن تكون كل العينات بكرًا ولا يمكن إجراء سوى اختبار واحد بنتائج مرضية.   من المهم إجراء هذه الاختبارات بدقة لضمان الحصول على نتائج دقيقة.  هناك طرق متباينة لتحديد ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة من بيانات المختبر.  عادة ما ترتب البيانات في مخطط يشبه السجلات لتوضيح الضغط الفعال (يرمز له عادة بـ σ'vc) مقابل نسبة الفراغ.  يطلق على هذا الرسم البياني عامة (e log p curve) أو منحنى الاندماج.

الطرق

يمكن تقدير ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة بعدة طرق ولكن لا يمكن قياسه بطريق مباشر. من المفيد معرفة مدى القيم المتوقعة اعتمادًا على نوع التربة التي يجري تحليلها. على سبيل المثال، العينات ذات محتوى الرطوبة الطبيعية عند حد السيولة (ملحق السيولة 1) يتراوح ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة بين 0.1 و0.8 طن لكل قدم مربع حسب حساسية التربة (المعرفة بنسبة قوة القطع غير المستنزف للذروة البكر إلى إجمالي قوة القطع غير المستنزف المعاد تشكيله). بالنسبة للرطوبة الطبيعية عند الحد الأدنى لليونة (حيث مؤشر السيولة يساوي صفرًا) يتراوح ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة من 12 إلى 25 طن لكل قدم مربع تقريبًا.
ملاحظة: الرجاء مراجعة حدود أتربيرج للاطلاع على معلومات حول خصائص التربة مثل مؤشر السيولة وحد السائل.

تقدير ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة "الأكثر احتمالاً"

باستخدام منحنى الدمج، يجب تقاطع الجزء الأفقي من منحنى إعادة الانضغاط والخط المماس لمنحنى الانضغاط. تندرج هذه النقطة ضمن ضغوط الاندماج المسبق لطبقات التربة المحتملة. يمكن استخدامها في إجراء الحسابات التي تتطلب دقة أقل أو إذا كان التقدير التقريبي هو كل المطلوب.
رجاء مراجعة "تغيير حجم النمذجة والخصائص الميكانيكية للنماذج الهيدروليكية،" من رابطة علوم التربة الأمريكية (Soil Science Society of America) (الرابط متوفر في المراجع) لمزيد من النماذج الرياضية القائمة على طريقة كازاجراند التي تضم مبادئ من علم ميكانيكا التربة وعلم الهيدروليك.

الاستخدامات

يستخدم ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة في كثير من حسابات خصائص التربة اللازمة من أجل التحليل البنائي وميكانيكا التربة.  ويعد التنبؤ بتسوية البناء بعد تحميل أحد الاستخدامات الأساسية.  قد يكون ذلك مطلوبًا لأي مشروع بناء: مبانٍ جديدة وطرق واسعة والسكك الحديدية.  كل هذه الأشياء تتطلب تقييمًا للموقع قبل البناء.  ويتطلب إعداد موقع للبناء انضغاطًا مبدئيًا للتربة من أجل الإعداد لإضافة الأساس.  من المهم معرفة ضغط الاندماج المسبق لطبقات التربة لأنه يساعد على تحديد كمية التحميل الملائمة للموقع.  فضلاً عن أنه يساعد على تحديد ما إذا كانت ظروف الانضغاط (بعد الحفر، إذا سمحت الحالة، يمكن أن تظهر التربة زيادة في حجمها وإعادة انضغاط بسبب إزالة الحمل) يجب وضعها في الاعتبار.