ما هي مدة عينة الاختبار الثلاثي؟

الاختبار الثلاثي المحور هو تقنية تأسيسية في الهندسة الجيوتقنية ، والمساعدة في تقييم القوة والاستقرار وتشوه التربة تحت الإجهاد. ولكن قبل تطبيق أي إجهاد ، هناك عامل حرج يجب أن يكون صحيحًا: حجم عينة الاختبار . تعتمد الاختبارات الثلاثية على الهندسة الدقيقة لإنتاج نتائج دقيقة ومتكررة ، والتي تبدأ بفهم الأبعاد القياسية ولماذا تهم.

الأبعاد القياسية للعينات الثلاثية

يأتي المعيار الأكثر قبولًا على نطاق واسع لعينات الاختبار الثلاثي من ASTM D4767 ¹ والمبادئ التوجيهية الدولية المماثلة. شكل العينة النموذجي هو أسطواني ² ، مع نسب محددة للغاية بين الارتفاع والقطر لضمان الاتساق.

أبعاد شائعة (معايير ASTM & BS)

يتم اختيار هذه الأبعاد لتحقيق التوازن بين المجلد ³ ، سهولة التشبع ، وتوافق المعدات .

نسبة الارتفاع إلى القطر: لماذا 2: 1 الأمور

واحدة من أهم العوامل في تحضير العينة الثلاثي هو الحفاظ على نسبة من ارتفاع إلى قطر (H/D) من 2: 1 . هذه النسبة ليست تعسفية - فهي تلعب دورًا مباشرًا في ضمان توزيع الإجهاد الموحد أثناء الاختبار.

لماذا 2: 1 هو المعيار الذهبي:

• يقلل من آثار الاحتكاك النهائي من الفرق
• يعزز حقول الإجهاد المحوري والشعاعي الموحد
• يمنع الفشل المنتفخ والسرقة بالقرب من النهايات
• يضمن النتائج معايير التقييس

جدول تأثير الانحراف

إن الحفاظ على هذه النسبة يساعد المهندسين على الوثوق في نتائج التصميم والتطبيقات الحرجة للسلامة .

الاختلافات لأنواع ومعايير التربة المختلفة

في حين أن عينة 38 مم × 76 مم شائعة للتربة ذات الحبيبات الدقيقة ، يتم استخدام أحجام أكبر أو معدلة في بعض الأحيان اعتمادًا على نوع التربة ⁴ أو المعايير المحددة ⁵ .

التعديلات على أساس خصائص التربة:

• التربة الحصرية : تتطلب عينات أكبر (100 مم أو أكثر) لضمان تمثيل الجسيمات بشكل جيد.
• طين ناعم : قد تستخدم عينات أصغر بسبب صعوبة في الحفاظ على الشكل أثناء المناولة.
• التربة غير المشبعة ⁶ : في بعض الأحيان تحتاج إلى إعدادات مخصصة مع نسب عرضية مختلفة للتحكم في الشفط.

أمثلة معايير دولية

يختار المهندسون حجم العينة بناءً على قدرة المختبر ، وتجانس العينة ، وأهداف الاختبار .

تأثير حجم العينة على دقة الاختبار

لا يؤثر حجم العينة على الراحة فحسب ، بل يمكن أن يؤثر بشكل مباشر على نتائج الاختبار ⁷ . صغير جدًا ، وقد لا تمثل العينة كتلة التربة. كبير جدًا ، ويصعب تشبعه أو توحيده بشكل صحيح.

قضايا الدقة ذات الصلة بالحجم:

• عدم التجانس ⁸ : قد تتضمن العينات الكبيرة المزيد من التباين.
• الصرف : عينات أكبر تستغرق وقتًا أطول لتشبع وتوحيد.
• التأثيرات الحدودية : العينات الأصغر هي أكثر حساسية للتفاعل بين الصلات.

في النهاية ، يجب اختيار حجم العينة بعناية لتعكس كل من خصائص التربة والمطالب الفنية للمشروع.

خاتمة

قد يكون طول عينة الاختبار الثلاثي فقط بضعة سنتيمترات ، لكن أبعادها تحمل الكثير من الوزن في ضمان نتائج دقيقة وموثوقة. سواء كنت تختبر الطين الناعم في قالب 38 مم أو يملأ الحصى في إعداد 100 مم ، فإن الحصول على حجم العينة والشكل الصحيح هو الخطوة الأولى نحو الرؤى الجيوتقنية الهادفة.