الهندسة الجيوتقنية: مسائل تدريبية وأسئلة امتحانات

ميكانيكا التربة للمهندسين المدنيين: خواص التربة، والإجهادات في الأرض، وضغط الماء المسامي، والإجهاد الفعّال.

تدرّب على هذا المقرّر مجانًاتدرّب على هذا المقرّرخُض امتحانًا تجريبيًا5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.

حزمة المراجعة المكثفة (PDF)أوراق قوانين وخطوات الحل ومسائل تدريبية بحلولها الكاملة، جاهزة للطباعة.

مواضيع هذا المقرّر

  1. الإجهاد الفعّال في التربةمنسوب المياه عند السطح · منسوب المياه داخل الطبقة · طبقتانحسابات
  2. هبوط التصلّبالطين المتصلّب طبيعيًا · الطين مفرط التصلّب · زمن التصلّبحسابات
  3. القوة الهيدروستاتيكيةجدار رأسي · بوابة مغمورة · مركز الضغطحسابات

نصائح امتحان الهندسة الجيوتقنية

  • الإجهاد الفعّال = الإجهاد الكلي − ضغط الماء المسامي.
  • تحت منسوب المياه الجوفية، استخدم وحدة الوزن المشبعة لحساب الإجهاد الكلي.
  • ارسم مقطع التربة بكل طبقاته ومنسوب المياه الجوفية قبل أن تحسب.

أمثلة محلولة

الإجهاد الفعّال في التربةسهلة
رملγsat​ = 20 kN/m³11 mمنسوب المياه الجوفيةXz = 8 m

لمقطع التربة الموضّح، أوجد الإجهاد الرأسي الكلي σ عند النقطة X.

z = 8 mzw = 0 mγw = 9,81 kN/m³رمل: γsat = 20 kN/m³

المطلوب: σ (kPa)

أظهر التلميحات
  1. الإجهاد الفعّال = الإجهاد الكلي − ضغط الماء المسامي.
  2. استخدم الوزن الحجمي الجاف فوق منسوب المياه والمشبع أسفله.
  3. σ = 160 kPa.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

الإجهاد الفعّال (ترزاغي): يحمل هيكل التربة σ′ = σ − u. الإجهاد الكلي σ هو وزن كل ما فوق النقطة، Σγ·h، باستخدام الوزن الحجمي الجاف فوق منسوب المياه والمشبع أسفله. أسفل منسوب المياه يكون ضغط الماء المسامي هيدروستاتيكيًا: u = γw·(العمق أسفل منسوب المياه).

الإجهاد الكلي

اجمع وزن كل طبقة تربة فوق X. فوق منسوب المياه استخدم الوزن الحجمي الجاف، وأسفله المشبع.

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

الإجابة

σ = 160 kPa
هبوط التصلّبمتوسطة
Δσ = 230 kPaرملطينCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 1,2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mمنسوب المياه الجوفية

طبقة طين مفرطة التصلّب سُمكها 2 m لها Cc = 0,5، و Cr = 0,02 و e₀ = 1,2. في منتصف عمقها يكون الإجهاد الرأسي الفعّال 50 kPa وضغط التصلّب المسبق 150 kPa. يضيف مبنى جديد 230 kPa من الإجهاد الرأسي في منتصف العمق. أوجد هبوط التصلّب الابتدائي S بالـ mm.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 1,2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

المطلوب: S (mm)

أظهر التلميحات
  1. قارن الإجهاد النهائي σ′₀ + Δσ بضغط التصلّب المسبق.
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. قسّم مدى الإجهاد عند σ′p: Cr من σ′₀ إلى σ′p، ثم Cc من σ′p إلى σ′f.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

التصلّب الابتدائي لطبقة طين سُمكها H، باستخدام الإجهاد الفعّال في منتصف الطبقة: σ′f = σ′0 + Δσ. الطين المتصلّب طبيعيًا: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). الطين مفرط التصلّب يُعاد ضغطه على امتداد Cr حتى ضغط التصلّب المسبق σ′p ولا يتبع Cc إلا بعده. الزمن: t = Tv·Hdr²/cv، حيث مسار التصريف Hdr يساوي H/2 عندما يستطيع الماء الخروج من الأعلى والأسفل، و H عندما يصرّف جانب واحد فقط.

قارن بضغط التصلّب المسبق

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

الهبوط

إعادة الضغط حتى σ′p، ثم الانضغاط البكر بعده.

S = 0,02·2/(1 + 1,2)·log₁₀(150/50) + 0,5·2/(1 + 1,2)·log₁₀(280/150)
S = 8,675 + 123,2 = 131,9 mm

الإجابة

S = 131,9 mm

كيف يعمل التدريب

  • يمزج «تدرّب على هذا المقرّر» مسائل من كل مواضيعه، كما في امتحان حقيقي.
  • لكل مسألة قيم جديدة، فتتعلّم الطريقة بدلًا من حفظ إجابة.
  • هل علِقت؟ افتح تلميحًا صغيرًا أولًا، والشرح الكامل فقط عندما تحتاج إليه.
  • الامتحانات التجريبية محدّدة بوقت ومن دون تلميحات، وتحصل في النهاية على درجتك ومراجعة كاملة.

آلات حاسبة لهذا المقرّر

حاسبة هبوط التصلّبحاسبة الكثافة (الكتلة والحجم والكثافة)

مقرّرات ذات صلة

التدريب لاختبار FE للهندسة المدنيةالهندسة الهيدروليكيةميكانيكا الموائعالفيزياء للمهندسينتحليل المنشآت
تدرّب على هذا المقرّر مجانًاتدرّب على هذا المقرّرخُض امتحانًا تجريبيًا5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.