University of Kerbala
اسم الباحث : ندى عامر يوسف
اسم المشرف : أ.م.د. علاء محمد جواد هادي + م.د. رائد رحمان المحنا
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية الهندسة
الاختصاص : الهندسة المدنية
سنة نشر البحث : 2021
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
تعتبر طبقات التربة السفلية جزء مهم في طبقات رصف الطرق، حيث تنتقل جميع الأحمال المرورية عبر التربة من خلال طبقات التربة السفلية. اضافة الى إنه توفر دعماً رئيسياً لهياكل الأساسات واستقرار والتعليات الترابية. في الوقت الحاضر، تلجأ معظم وكالات الطرق السريعة الدولية إلى استخدام تقنيات الفحص الائتلافية الموقعية لتحديد خصائص طبقات رصف الطرق. ومع ذلك، لا تزال تقنيات الاختبار هذه لا تحظى بشعبية في العراق، في حين أن جميع الهيئات ودوائر الطرق في المحلية تعتمد فقط على الفحوصات المختبرية التقليدية لتقييم جودة مواد الرصف.
لذلك، هناك ضرورة لاستخدام فحوصات أكثر فاعلية يمكن اعتبارها بمثابة اختبار مراقبة الجودة لقوة مواد الرصف.
الهدف الرئيسي من هذه الرسالة هو تطوير بروتوكول اختبار بديل يتضمن استخدام القياسات الديناميكية لتقييم مستوى الحدل في الموقع وقوة طبقات الرصيف لطبقة التربة السفلية من خلال حساب الكثافة الجافة نسبة التحمل الكاليفورني.
في هذا العمل، تم استخدام ثلاثة طرق للاختبار لثلاثة أنواع مختلفة من تربة الاساس: اختبار فحص الهطول خفيف الوزن لتقدير الخصائص الديناميكية لتربة طبقة الاساس، ومقياس الاختراق المخروطي الديناميكي لحساب مقاومة الاختراق الديناميكي للتربة واختبار فحص الكثافة الجافة ومحتوى الرطوبة. حيث تم اختيار ثلاثة مشاريع للطرق السريعة في كربلاء لاختبار تربة الاساس. موقع الانتفاضة، وموقع الفارس، وموقع التحدي حيث كانت التربة في هذه المواقع الثلاث عبارة عن تربة رملية (نوع (A-3) تم الحصول على ثلاثة قياسات ديناميكية من فحص الهطول خفيف الوزن: الهبوط السطحي بقيم تتراوح بين (0.701-0.383) ملم، ودرجة الحدل مع قيم تتراوح بين (4.25-2.936) مللي ثانية، ومعامل المرونة الديناميكي بقيم تتراوح (38.18-60.04) ميجا باسكال. أيضًا، تم الحصول على متغيرين من فحص الاختراق المخروطي الديناميكي: مؤشر اختراق الديناميكي بقيم تتراوح بين (25.833-15.89) ملم / ضربة، نسبة التحمل الكاليفورني في الموقع بقيم تتراوح (8.77-19.206) ٪. بالإضافة إلى ذلك، الكثافة الجافة بقيم تتراوح بين (1.698-2.01) جم / 3_سم، ومحتوى الرطوبة بقيم تتراوح بين (7.514-7.887) ٪.
تم إجراء التحليل الإحصائي في مجموعتين: الكثافة الجافة ونسبة التحمل الكاليفورني بالنسبة لمجموعة الكثافة الجافة، تم تطوير ثلاث مجموعات من معادلات الارتباط الرياضية بناءً على المتغيرات المستقلة: بيانات قياسات اختبار فحص الهطول خفيف الوزن وبيانات قياسات الاختراق المخروطي الديناميكي وبيانات قياسات كل من اختبار فحص الهطول خفيف الوزن مقياس الاختراق المخروطي الديناميكي.
في المجموعة الأولى، تم إجراء العديد من معادلات ارتباط غير خطية للتنبؤ بالكثافة الجافة كدالة للاختبار فحص الهطول خفيف الوزن. أظهرت النتائج أن هناك علاقة جيدة بين الكثافة الجافة وقياسات فحص الهطول خفيف الوزن في المجموعة الثانية، تم تطوير مجموعة من معادلات ارتباط غير الخطي وكان معامل الارتباط 88.01 للتنبؤ بالكثافة الجافة كدالة لقياسات الاختراق المخروطي الديناميكي في المجموعة الثالثة تم استخدام كل من معامل اختبار فحص الهطول خفيف الوزن ومؤشر المخروط الديناميكي وكان معامل الارتباط لهما 84.67.
بالإضافة إلى ذلك، في المجموعة الثانية؛ تم تطوير ثلاث مجموعات من نماذج الانحدار بناءً على متغيرات مستقلة: بيانات قياسات فحص الهطول خفيف الوزن، وخصائص التربة الأساسية، وكلا من فحص الهطول خفيف الوزن وخصائص التربة الأساسية. في المجموعة الأولى، تم إجراء العديد من نماذج الانحدار غير الخطي للتنبؤ بالقوة كدالة لقياسات فحص الهطول خفيف الوزن وكان معامل الارتباط بقيمة 89.01. أظهرت النتائج أيضًا علاقة مقبولة بين قياسات القوة وقياسات فحص الهطول خفيف الوزن في المجموعة الثانية، تم تطوير نموذج الانحدار غير الخطي وكان معامل الارتباط بقيمة 90.1 للتنبؤ بالقوة كدالة لخصائص التربة الأساسية (الكثافة الجافة، محتوى الماء). في المجموعة الثالثة، تم استخدام كل من معامل فحص الهطول خفيف الوزن والكثافة الجافة لتطوير النموذج النظري غير الخطي وكان معامل الارتباط بقيمة 86.0.
أخيرًا، أظهرت نتائج هذه الدراسة كفاءة وإمكانية استخدام القياسات الديناميكية (جهاز اختبار فحص الهطول خفيف الوزن وجهاز مقياس الاختراق الديناميكي) بسرعة وسهولة للتنبؤ بكثافة وقوة تربة الاساس.
Rp_Application of Dynamic Measurements for Quality Assessment of Subgrade Strength and Compaction.pdf
Sub grades provide structural stability to pavements by transmitting superimposed traffic loads safely to underneath soil strata. The density and strength of sub grade soil layers are main parameters for the most pavement layers that used in quality assessments. For evaluating density and strength properties of sub grade soils, several conventional testing methods were developed. Among these tests methods are sand cone test density test and CBR test methods which are carried out to determine density and strength of sub grade layer. However, there are several limitations associated with using these old testing techniques including: complicated testing procedure, laborious, time consuming, does not reflect or represent actual soil properties.
Therefore, there is a necessarily demand to use more effective tools that can be considered as in place quality control test for pavement materials strength. The main aim of this work is to develop an alternative testing protocol which involves the use of the dynamic measurements to evaluate in-situ compaction level and strength of sub grade soils through computing the dry density and California bearing resistance.
In this work, two testing methods were used for three different roadway sub grade soils to evaluate dynamic properties of sub grade soils. These testing methods are [1]: light weight deflectometer (LWD) and dynamic cone penetrometer (DCP). Three highway projects in Karbala were selected to test their sub grade soils. These projects are located at Al-Intifada, Al-Fares, and Al-Tahady district in all of which the sub grade was classified a poorly graded sand soil (i.e., type A-3). Three dynamic measurements were obtained from LWD test: surface deflection, degree of compatibility, and dynamic modulus with typical range values (0.701-0.383) mm, (4.25-2.936) ms, and (38.18-60.04) MPa, respectively. Two parameters were obtained from DCP test including: dynamic cone penetration index (DCPI) with typical range values (25.833-15.89) mm/blow, in-situ CBR with typical range values (8.77-19.206) %. In addition, dry density and moisture content were also measured using sand cone method (SRM).
Statistical analysis was carried out to predict strength and degree of compaction of sub grades. The strength was defined in terms of California bearing ratio (CBR), and degree of compaction were evaluated in terms of dry density. For determining dry density, three groups of regression models were developed based on independent variables: LWD measurements data, DCP measurements data, both LWD and DCP measurements data. Similarly, three groups of regression models were developed to predict CBR based on measurements of LWD, basic soil parameters, both LWD and basic soil characterise.
