مستخدم:Mohammad Hijjawi/مسودة مقال سويل ميكانيكس الجزء الثامن

- الإجهاد الفعال والخاصية الشعريَّة : الظروف الهيدروستاتية

حتى نفهم ميكانيكا التربة, إنه لمن الضروري أن نعرف كيف  يتم تقسيم الإجهاض الرأسي(العمودي) والإجهاض الذي يكون على شكل قص خلال مراحل مختلفة. الماء والغاز لا يبديان مقاومةً تُذكر للإجهاض الذي يكون على شكل قص.

مقاومة التربة للقص ناتجة عن ترابط الجزيئات والاحتكاك المتواجد بينها.يعتمد الاحتكاك المتواجد بين جزيئات التربة على مدى التلاصق المتواجد بين حبيبات التربة.من ناحية أخرى فإن الإجهاض العمودي يتم  توزيعه على السائل وعلى جزيئات التربة.بما أن الهواء المتواجد في مسامات التربة قابل للانضغاط نسبيا لذلك فإنها تتحمل القليل من الإجهاض الرأسي في معظم القضايا الجيوتقنية, ولكن عندما تكون مسامات التربة مملوءة بالماء فإن الماء يخرج من مسامات التربة وذلك حتى يتم رزم وجمع جزيئات التربة إلى بعضها بعضاً وهذا كله يرجع إلى كون الماء غير قابل للانضغاط.

مكتشف وواضع مبدأ الإجهاض الفعال هو العالم (ترزاكي), حيث قال بأن الإجهاض الفعال (*) (ويعني هذا معدل الإجهاض بين حبيبات التربة) ويتم حسابه عن طريق طرح  الضغط الناتج من الماء من الإجهاض الكلي :

                                         (يوجد هنا معادلة)

حيث تمثل (*) الإجهاض الكلي وتمثل (*) الضغط الناتج من الماء في مسامات التربة. عملياً لا يتم قياس (*) مباشرة, لذلك عملياً يتم حساب الإجهاض الرأسي الفعال من خلال حساب الضغط المسامي والإجهاض الكلي. من المهم التمييز بين مصطلحي الإجهاض والضغط. من التعريف فإن الضغط عند نقطة يكون متساوي في جميع الاتجاهات, لكن من الممكن أن يكون الإجهاض عند نقطة مختلف في اتجاهاتٍ مختلفة. في علم ميكانيكا التربة, يرمز للإجهاض الذي يكون على شكل ضغط وللضغط بإشارة موجب والإجهاض الذي يكون فيه شد يرمز له بالرمز السالب, وهذا يختلف عن الإشارة المتعارف عليها للإجهاض في ميكانيكا المواد الصلبة.

-       الإجهاض الكلي :

في حالة الظروف التي تكون على مستوى الأرض, الإجهاض الرأسي الكلي عند نقطة معينة (*) بالمتوسط هو عبارة عن وزن كل شيء فوق تلك النقطة لكل وحدة مساحة. الإجهاض الرأسي تحت طبقة سطحية منتظمة الكثافة(*), وذات سماكة(*) على سبيل المثال :

                 (هنا يوجد معادلة)

حيث أن (*) تسارع نتيجة الجاذبية, و(*) وحدة الوزن للطبقة الغطائية. أما إذا كان هناك طبقات متعددة من الماء والتربة فوق النقطة المعنية, يتم حساب الإجهاض الرأسي من مجموع حاصل ضرب وحدة الوزن وسماكة كل الطبقات الغطائية. يزداد الإجهاض الكلي بزيادة العمق وذلك بما يتناسب مع التربة الغطائية.

يجب الانتباه إلى أن الإجهاض الأفقي الكلي لا يمكن حسابه بالطريقة السابقة.أما بالنسبة للضغوط الأرضية الجانبية فإنه سيتم تناولها لاحقا في مكانٍ آخر. 

-       ضغط الماء المتواجد في مسامات التربة  

    *الظروف الهيدروستاتية

ضغط الماء في التربة يكون هيدروستاتياً, إذا لم يكن هناك جريان للماء في التربة. جدول الماء(مستوى المياه الجوفية) يكون على العمق الذي يكون عنده ضغط الماء مساوي للضغط الجوي.

يزداد ضغط الماء خطياً مع العمق تحت مستوى المياه الجوفية :

                           ( يوجد معادلة هنا )

حيث أن (*) هي كثافة الماء, و(*) العمق تحت مستوى المياه الجوفية.