بهدف تقلیل التکالیف وتبسیط عملیة تخمین زاویة الاحتکاک الداخلی فی المراحل الأولی من تصامیم المشاریع الإنشائیة، تمکّنت زهرا شاه مراد، الباحثة فی جامعة أمیرکبیر التکنولوجیة، بالتعاون مع أعضاء هیئة التدریس فی الجامعة، من تقدیم تصنیف هندسی لتخمین زاویة الاحتکاک الداخلی لبیـم سویل (الوسط المختلط من التربة والریکام)، وهو وسط یوصف ـ بحسب الباحثین ـ بأنه تحدٍّ کبیر فی التصامیم الجیو تقنیة، وکان دوماً محط اهتمام خاص لمهندسی الجیوتکنیک.

وبحسب تقریر دائرة العلاقات العامة فی جامعة أمیرکبیر التکنولوجیة، أعلنت زهرا شاه مراد، خریجة الجامعة، عن تنفیذ مشروع بحثی تطبیقی بعنوان «تقدیم تصنیف هندسی لبیـم سویل»، مبینة أن هذا المشروع تم بإشراف الدکتور برویز معارف وند والدکتور أکبر چشمی، وهما على الترتیب من أعضاء هیئة التدریس فی جامعة أمیرکبیر التکنولوجیة وجامعة طهران.

وأشارت الباحثة إلى هدف المشروع، قائلة: إن تحدید زاویة الاحتکاک الداخلی لبیـم سویل ـ وهو خلیط معقد من الرکام داخل matrice ترابیة ـ کان دائماً عملیة صعبة بسبب عدم تجانس البنیة وصعوبة تحضیر النماذج المختبریة والمیدانیة. ورغم ذلک، فإن المهندسین فی المشاریع الإنشائیة مضطرون إلى التحلیل والتصمیم فی مثل هذه الأوساط. وقد کان هدفنا تقدیم طریقة بسیطة لتخمین زاویة الاحتکاک الداخلی دون اللجوء إلى اختبارات صعبة وعالیة التکلفة.

وأضافت شاه مراد فیما یخص أهمیة ودلالة هذا البحث: إن نتائج هذا المشروع تمکّن مهندسی الجیوتکنیک من تخمین زاویة الاحتکاک الداخلی فی المراحل الأولی للتصمیم عبر إجراء عدد محدود من الاختبارات البسیطة.

وعن منهجیة تنفیذ البحث، قالت: فی البدایة جرى تحدید المعاملات المؤثرة فی الخصائص المقاومة لبیـم سویل. ثم تم تحضیر نماذج کبیرة الحجم بوزن یبلغ نحو ١٣٧ کغم لدراسة تأثیر کل معامل. وقد خضعت هذه النماذج للاختبار، وتم منح کل معامل درجة وفقاً لمستوى تأثیره. وفی المرحلة الأخیرة، جرى إعداد التصنیف المقترح اعتماداً على هذه الدرجات، ومن ثم تمت مقارنته وتحقیق صحته مع البیانات المیدانیة.

وأوضحت الباحثة المنفذة للمشروع أن التحدی الرئیسی کان دراسة تأثیر المعاملات فی مقیاس کبیر، حیث إن حجم الرکام کان یتطلب أن تکون النماذج أکبر من النماذج المختبریة المعتادة، مما جعل توفیر التجیهزات المختبریة المناسبة أمراً صعباً ومحدوداً.

وأشارت شاه مراد إلى کاربرد هذا البحث، موضحة أن التصنیف المقترح یصلح للتصمیم الأولی للمنشآت الجیوتکنیکیة المقامة على أو داخل بیـم سویل غیر الإسمنتیة، وأنه یساعد على الاستغناء عن الاختبارات عالیة التکلفة.

وأضافت أن الجانب الابتکاری یبرز فی هذا البحث من خلال تقدیم تصنیف جدید یتیح إمکان تخمین زاویة الاحتکاک الداخلی عبر عدة اختبارات بسیطة، وقد تم نشر هذا الجزء فی مقال علمی.

وتابعت خریجة جامعة أمیرکبیر التکنولوجیة: تشمل الخطوات القادمة للبحث زیادة دقة التصنیف عبر دراسة نماذج متنوعة من بیـم سویل، وبحث تأثیر ترکیبة العجینة الترابیة تحت ظروف رطوبیة مختلفة، وتحلیل تأثیر اتجاه الرکام باستخدام تقنیات تصویر متقدمة، ودراسة السلوک بعد الانهدام.

وعن میزات المشروع، بیّنت: إن استخدام اختبارات کبیرة المقیاس فی بیئات معقدة مثل بیـم سویل، یعد من الخصائص الممیزة لهذا المشروع، وقد ساعد على زیادة دقة تخمین زاویة الاحتکاک الداخلی.

وأضافت بخصوص مدة المشروع: استغرق تنفیذ الاختبارات حتى نشر المقال نحو سنتین إلى ثلاث سنوات.

وردّاً على سؤال حول وجود نموذج محلی أو خارجی مشابه، قالت: إن اختبار القص المباشر کبیـر المقیاس قد تم تنفیذه سابقاً، لکن دراسة تأثیر المعاملات الرئیسیة فی ظروف متساویة وإنتاج تصنیف تطبیقی لتخمین زاویة الاحتکاک الداخلی لبیـم سویل، قد تحقق لأول مرة فی هذا المشروع.

وختمت بقولها: إن المیزة التنافسیة لهذا المشروع تکمن فی تقلیل تکالیف وزمن التصمیم الجیوتکنیکی بشکل ملحوظ فی المشاریع الإنشائیة.

وشددت شاه مراد على أن التصنیف المقترح یمکن استخدامه فی مرحلة الدراسات الأولیة للمشاریع الإنشائیة، وأنه یساعد المهندسین فی تخمین زاویة الاحتکاک الداخلی.