نماذج التربة

شكل - 20 مربع حوار "طرق التحليل".
توجد في برنامج إلبلآ ثلاث نماذج تربة وتسعة طرق عددية لتحليل بلاطات الأساسات كما يلي:
  1. توزيع الإجهادات خطيا
    (نموذج الفرض المبسط)
  2. معامل رد فعل التربة الثابت
    (نموذج ونكلر)
  3. عامل رد فعل التربة المتغير
    (نموذج ونكلر)
  4. تحسين معامل رد فعل التربة بالتكرار
    (نموذج ونكلر/ نموذج التربة المستمر)
  5. طريقة معامل الإنضغاط للأساسات المرنة على تربة نصف-فراغية
    (حل نظام المعادلات الخطية بالحذف)
    (تربة نصف-فراغية مرنة متجانسة /نموذج التربة المستمر)
  6. طريقة معامل الإنضغاط للأساسات المرنة
    (حل نظام المعادلات الخطية بالتكرار)
    (تربة نصف-فراغية مرنة متجانسة وتربة طبقية/نموذج التربة المستمر)
  7. طريقة معامل الإنضغاط للأساسات المرنة على تربة طبقية
    (حل نظام المعادلات الخطية بالحذف)
    (تربة طبقية /نموذج التربة المستمر)
  8. طريقة معامل الإنضغاط للأساسات الجاسئة
    (تربة نصف-فراغية مرنة متجانسة وتربة طبقية/نموذج التربة المستمر)
  9. طريقة معامل الإنضغاط للأساسات الطيعة
    (تربة نصف-فراغية مرنة متجانسة وتربة طبقية/نموذج التربة المستمر)
بالإضافة للطرق الرئيسية التسعة لمذكورة سابقا، يمكن استخدام إلبلآ لتحليل نظام من الأساسات الطيعة أو المرنة أو الجاسئة. أبعد من ذلك، فإن إلبلآ أيضا قادر على تحليل العديد من المسائل الإنشائية مثل بلاطات الأسقف، الكمرات، الإطارات في المستوي والإجهادات في المستوي.
باستخدام برنامج إلبلآ، من الممكن تحليل بلاطة الأساسات بثلاث طرق مختلفة لتحديد معامل رد فعل التربة:

    أ - المعامل يحدد بواسطة المستخدم.
    ب - المعامل يتم حسابه من نموذج تربة نصف فراغي.
    ج - المعامل يتم حسابه من طبقات التربة.

في حالة الخيار أ) يمكنك تعريف معامل ثابت لكل الأساس (طريقة 2) أو معامل متغير عند العقد (طريقة 3)
في حالة الخيار ب) أو ج) يتم حساب المعامل من خلال حسابات الهبوط للتربة اعتمادا على الجسات وخصائص التربة. اختار طريقة تحديد معامل رد فعل التربة وذلك بتحديد واحد من الخيارات الثلاثة المتاحة.
في نموذج الفرض البسيط لا يوجد أي تأثير تبادلي بين التربة والبلاطة، (طريقة (1) ضغط التلامس الخطي). لذلك لا تكون هناك الحاجة لتعريف خواص التربة (المطلوب فقط عمق المياه الجوفية أسفل سطح الأرض Gw وعمق التأسيس T). عندما يتطلب الأمر تعريف خواص التربة للطريقة 1 (طريقة ضغط التلامس الخطي). إذا كانت هناك مياه جوفية أعلى من الأساسات يكون هناك ضغط سالب إضافي على الأساس. في مربع الحوار ‏شكل 21، عرف عمق المياه الجوفية أسفل سطح الأرض Gw لأخذ تأثير ضغط المياه الجوفية في التحليل.
شكل - 21 مربع حوار "خواص التربة" (طريقة 1).
لطريقتي معامل رد فعل التربة الثابت والمتغير (طريقة 2 و3)، وعندما يتطلب الأمر تعريف معامل رد فعل التربة بواسطة المستخدم، فإن خواص التربة في هذه الحالة تكون معامل رد فعل التربة ks بجانب الإحداثيات (س، ص) بالنسبة لإحداثي نقطة الأصل وعمق المياه الجوفية أسفل سطح الأرض Gw. إذا كان مطلوب تحليل النموذج غير خطيا، فإنه يجب تعريف قدرة تحمل التربة القصوى qul.
شكل - 22  مربع حوار "خواص التربة" (طريقة 2 و3).
عندما يتطلب الأمر تعريف خواص التربة لطريقة 2 (معامل رد فعل التربة يتم حسابه من نموذج تربة نصف فراغي) أو طريقة 5 (نموذج تربة مرنة متجانسة وممتدة لا نهائيا)، يظهر مربع الحوار التالي.
شكل - 23  مربع حوار "خواص التربة" (طريقة 2 و5).

في مربع الحوار ‏شكل 23 ، عرف معامل خفض الهبوط α، نسبة بواسون للتربة νs، عمق المياه الجوفية أسفل سطح الأرض Gw ومعامل الإنضغاط للتربة Es. إذا كان مطلوب تحليل النموذج غير خطيا، فإنه يجب تعريف زاوية الاحتكاك الداخلي φ والتماسك c للتربة.

معامل خفض الهبوط

طبقا للخبرات السابقة فإن هبوط التضاغط يختلف عن تلك المحسوب. لذلك، من الممكن ضرب الهبوط s في معامل α طبقا للمواصفات الألمانية DIN 4019. طبقا للمواصفات الألمانية DIN 4019، يمكن استخدام معاملات خفض الهبوط α التالية:
- الرمل وطمي α = 0.66
- طين عادي إلى زائد التضاغط α = 1.0
- طين زائد التضاغط بشدة α = 0.5-1.0

معاملات المرونة للعقد الداخلية

للأساسات المرنة والجاسئة، من الملائم تحديد معامل المرونة لعقدة داخلية عند النقطة المميزة للمساحة المحملة عند تلك العقدة. بينما لأساسات الطيعة، من الحقيقي تحديد معمل المرونة لعقده داخلية عند تلك العقدة. الآن يمكن تحديد معامل المرونة لعقدة داخلية نتيجة حمل موزع عند تلقي العقدة (‏شكل 25): 
  • عند النقطة المميزة للمساحة المحملة، حيث يتساوى عندها الهبوط الجاسئ مع الهبوط الطيع.
  • النقطة المتوسطة للمساحة المحملة، حيث يحدث عندها أقصى هبوط.
  • عند العقد الداخلية للمساحة المحملة.

معاملات المرونة للعقد الخارجية

في الإصدارات السابقة لإلبلآ كانت تحدد معاملات المرونة لكل من العقد الداخلية والعقد الخارجية بفضل حمل منتظم عند تلك العقد. طبقا لتلك الفرض فإن معاملات المرونة يتم تحديدها بطريقة تجميع الحالات. الآن يمكن تحويل المساحة المحملة على عقده خارجية لحمل مركز (‏شكل 24) ولم تعد هناك حاجة لاستخدام مبدأ تجميع الحالات مما يجعل التحليل أسرع. طريقة التحليل الجديدة أسرع وأكثر كفاءة خاصة للمسائل ذات شبكة عناصر كبيرة.

المسافة الفعالة

إذا كانت المسافة بين عقدتين كبيرة جدا فإن الهبوط عند عقدة نتيجة حمل عند العقدة الأخرى سيكون صغيرا لدرجة يمكن فيها إهماله. لتقليل زمن الحساب المطلوب لتحديد معاملات المرونة لأساسات الضخمة، يمكن تحديد المسافة الفعالة بين أي عقدتين i وj لحساب معامل المرونةc(i,j) , ‏شكل 24.
شكل - 24 لسان تبويب "إعدادات حساب معاملات المرونة".

معاملات قدرة التحمل

من الممكن تعريف معاملات قدرة التحمل المستخدمة لتحديد قدرة التحمل القصوى طبقا للموصفات المختلفة أو البحـثين. تلك المعامـلات مطلوبـة عند التحليـل الغير خطي لتربة. تعرف معامـلات قدرة التحمـل كمـا في ‏شكل 25:
  • المواصفات الألمانية        DIN 1054
  • المواصفات الأوروبية            EC 7
  • المواصفات المصرية             ECP
  • ترزاجي
  • ميرهوف
شكل - 25 لسان تبويب "معاملات قدرة التحمل".
نموذج التربة الطبقية يستخدم لتحليل الطرق العددية الموضحة في جدول - 1. عندما يتطلب الأمر تعريف خواص التربة لواحدة من طـرق التحليل العـددية الموضحـة في جدول - 1، يظهر التبويب الضمني التـالي متضمن قطـاع افتراضي لجسه، ‏شكل 26 .
 
جدول - 1 الطرق الحسابية العددية
رقم الطريقة الطريقة
2 معامل رد فعل التربة ثابت (نموذج ونكلر) (معامل رد فعل التربة يتم حسابه من طبقات التربة)
3 معامل رد فعل التربة متغير (نموذج ونكلر)
(معامل رد فعل التربة يتم حسابه من طبقات التربة)
4 تحسين معامل رد فعل التربة بالتكرار
(نموذج ونكلر/ نموذج التربة المستمر)
6 معامل الإنضغاط للبلاطات المرنة والمرتكزة على تربة طبقية
(حل نظام المعادلات الخطية بالتكرار)
(تربة طبقية - نموذج التربة المستمر)
7 معامل الإنضغاط للبلاطات المرنة والمرتكزة على تربة طبقية
(حل نظام المعادلات الخطية بالحذف)
(تربة طبقية - نموذج التربة المستمر)
8 معامل الإنضغاط للبلاطات الجاسئة والمرتكزة على تربة طبقية
(تربة طبقية - نموذج التربة المستمر)
9 معامل الإنضغاط للبلاطات الطيعة والمرتكزة على تربة طبقية
(تربة طبقية - نموذج التربة المستمر)
شكل - 26  قطاعات التربة تحتوي على طبقات مختلفة المكونات.