‫تكنولوجيا الهندسة المدنية‬

‫وثيقة األنشطة البيداغوجية‬

‫المستوى‪:‬‬

‫‪ 2‬تقني رياضي‬

‫الوحدة التعليمية‪ :‬تجربة التحليل الحبيبي ‪Essai Analyse granulométrique‬‬

‫النشاط رقم ‪( :10‬وضعية مشكلة)‬
‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫في ورشة إلنجاز اساسات‪ ،‬ارضيات‪ ،‬أعمدة وروافد منشاة صناعية‪ ،‬طلب منك االختيار بين العينات التالية من الحصى‬
‫ذوات االبعاد المتفاوتة لتحضير الخرسانة التي يشترط فيها الجودة العالية والمقاومة‪ ،‬فماذا تختار لكل عنصر من‬
‫العناصر المذكورة سابقا‪.‬‬
‫برر اجابتك؟‬
‫العينة الثانية‬
‫العينة االولى‬

‫العينة الرابعة‬

‫العينة الثالثة‬

‫العينة الخامسة‬

‫‪ ‬هل بإمكانك تصور تجربة مخبرية تمكننا من تصنيف عينة تربة حسب ابعاد الحصويات المكونة لها؟‬
‫لنبدأ االن بدراسة وتجريب كل ما رايته وقمت بالتعليق عليه حول هذا الموضوع‪.‬‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬

‫تجربة التحليل الحبيبي ‪Essai Analyse granulométrique‬‬
‫‪‬‬

‫الوصف (‪:)Description‬‬
‫تجربة التحليل الحبيبي تمكننا من معرفة حبيبية‬
‫الحبيبات)‬
‫(ابعاد‬
‫(‪)granulométrie‬‬
‫وتحبيبية ‪‬‬
‫(‪( )granularité‬توزيع الحبيبات من حيث البعد)‪.‬‬
‫نقوم بغربلة او نخل التربة في سلسلة من الغرابيل او المناخل مثال‪ :‬الكتلة الكلية ‪M= 1021.5 g‬‬
‫القطر‬
‫المرفوض‬
‫المار المتراكم‬
‫المار الكلي‬
‫فتتوزع التربة حسب ابعاد الحبيبات‪ ،‬الى غاية أصغر بعد وهو‬
‫)‪(mm‬‬
‫الجزئي (‪)g‬‬
‫(‪)g‬‬
‫( ‪)%‬‬
‫(‪ ،)˂74µm‬تحت هذا البعد هناك تجربة اخري لفصل‬
‫‪2.0‬‬
‫‪1.1.0‬‬
‫‪830.5‬‬
‫‪81.3‬‬
‫العناصر الدقيقة حسب ابعادها وهي تجربة التحليل الترسبي‬
‫‪2‬‬
‫‪131.1‬‬
‫‪698.8‬‬
‫‪68.4‬‬
‫(‪.)analyse par sédimentométrie‬‬
‫‪1.60‬‬
‫‪100.0‬‬
‫‪514.3‬‬
‫‪50.3‬‬
‫المقياس (‪:)Norme‬‬
‫‪1.20‬‬
‫‪01.0‬‬
‫‪462.8‬‬
‫‪45.3‬‬
‫‪NF P 18-560‬‬
‫‪0.0‬‬
‫‪102.0‬‬
‫‪310.8‬‬
‫‪30.4‬‬
‫االدوات الالزمة (‪:)Matériel Nécessaire‬‬
‫جهاز رج‪ ،‬غرابيل نظامية مرتبة من األعلى الى األسفل حسب‬
‫‪0.630‬‬
‫‪1.1.0‬‬
‫‪119.0‬‬
‫‪11.6‬‬
‫أكبر بعد‪ ،‬ميزان ذو دقة عالية‪.‬‬
‫‪0.200‬‬
‫‪66.2‬‬
‫‪52.8‬‬
‫‪5.16‬‬
‫‪0.120‬‬
‫‪0..1‬‬
‫‪3.7‬‬
‫‪0.36‬‬
‫‪3.1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫القاع‬
‫كيفية حساب كتلة المار المتراكم‪:‬‬
‫‪1021.5 - 1.1.0 = 830.5 g‬‬
‫‪830.5 - 131.1 = 698.8 g‬‬
‫… ‪698.8 - 100.0 = 010.3 g‬‬
‫كيفية حساب نسبة المار المتراكم‪:‬‬
‫‪(830.5)/ 1021.5 = 81.3%‬‬
‫‪(698.8)/ 1021.5 = 68.4%‬‬
‫‪(514.3)/ 1021.5 = 50.3% ...‬‬
‫أخيرا نرسم منحنى التحليل الحبيبي‪:‬‬
‫نفرغ عينة التربة في سلسلة الغرابيل ونضع الكل في‬
‫جهاز الرج لمدة ‪ 10‬دقائق‪.‬‬
‫نزن المرفوض الجزئي في كل غربال‪.‬‬

‫المبدأ (‪:)Principe‬‬
‫‪ ‬نزن عينة من التربة مقدارها ()‪M(kg‬‬
‫حيث نسبة المار في محور التراتيب وابعاد األقطار في محور‬
‫حبيبة‬
‫أكبر‬
‫قطر‬
‫حيث (‪ )0.2 D ˂ M ˂ 0.6 D‬و‪D‬‬
‫الفواصل في منحنى لوغاريتمي‪.‬‬
‫(‪.)mm‬‬
‫التصنيف‪:‬‬
‫ن‬
‫بي‬
‫من‬
‫وتكون‬
‫التربة‬
‫حسب‬
‫الغرابيل‬
‫من‬
‫سلسلة‬
‫‪ ‬نختار‬
‫ابعاد الغرابيل (‪)mm‬‬
‫التسمية‬
‫من‬
‫تصاعديا‬
‫ترتيبا‬
‫ونرتبها‬
‫)‬
‫‪mm‬‬
‫(‬
‫التالية‬
‫قطار‬
‫األ‬
‫‪0.08 – 0.315‬‬
‫دقيق‬
‫األصغر الى األكبر بداية بالقاع وانتهاءا بالغطاء‪.‬‬
‫‪0.315 – 1.25‬‬
‫متوسط‬
‫رمل‬
‫‪‬‬
‫‪1.25 - 5‬‬
‫خشن‬
‫‪0.160‬‬
‫‪0.0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2.0‬‬
‫‪6.3‬‬
‫‪16‬‬
‫‪00‬‬

‫‪0.120‬‬
‫‪0.310‬‬
‫‪0.0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪12.0‬‬
‫‪31.0‬‬
‫‪00‬‬

‫‪0.100‬‬
‫‪0.200‬‬
‫‪0.630‬‬
‫‪1.60‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫‪20‬‬
‫‪63‬‬

‫‪0.00‬‬
‫‪0.200‬‬
‫‪0.0‬‬
‫‪1.20‬‬
‫‪3.10‬‬
‫‪0‬‬
‫‪20‬‬
‫‪00‬‬

‫حصى‬

‫حجارة‬

‫صغير‬
‫متوسط‬
‫كبير‬
‫صغيرة‬
‫متوسطة‬
‫كبيرة‬

‫‪5-8‬‬
‫‪8 – 12.5‬‬
‫‪12.5 - 20‬‬
‫‪20 – 31.5‬‬
‫‪31.5 - 50‬‬
‫‪50 - 80‬‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬

‫النشاط رقم ‪( :02‬التجربة)‬
‫تجرى التجربة فعليا في حال توفر التجهيز‪ ،‬اما في حالة عدم توفره فيعرض ويناقش شريط الفيديو المرفق‪.‬‬

‫النشاط رقم ‪( :10‬تطبيق)‬
‫في إطار تحضير الخرسانة إلنجاز اعمدة من منشاة صناعية‪ ،‬طلب منك تصنيف الحصى الذي ننوي استعماله وفق المقياس ‪NF‬‬
‫‪ P 18-560‬من اجل معرفة مالءمته لهذا النوع من المنشآت والذي يتطلب خرسانة عالية الجودة‪.‬‬
‫ومن ضمن الوثائق التي سلمت لك‪ ،‬توجد وثيقة نتائج تجربة التحليل الحبيبي التي أجريت على عينة عشوائية من الحصى الذي‬
‫سوف يستعمل إلنجاز الخرسانة قدرها ‪.M = 1000 g‬‬
‫‪ ‬امال جدول الحسابات‪.‬‬
‫‪ ‬ارسم منحنى التحليل الحبيبي‪.‬‬
‫‪ ‬ماهي التجربة التي يمكن اجراءها على كمية الحبيبات الناعمة التي رسبت في القاع لكي نتمكن من إيجاد توزيع ابعاد‬
‫عناصرها‪.‬‬
‫المار الكلي‬
‫( ‪)%‬‬

‫المار المتراكم‬
‫(‪)g‬‬

‫المرفوض‬
‫الجزئي (‪)g‬‬

‫القطر‬
‫)‪(mm‬‬

‫‪0‬‬
‫‪161‬‬
‫‪136‬‬
‫‪111‬‬
‫‪300‬‬
‫‪102‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1.0‬‬

‫‪0‬‬
‫‪2.0‬‬
‫‪1.200‬‬
‫‪0.630‬‬
‫‪0.310‬‬
‫‪0.160‬‬
‫‪0.00‬‬
‫القاع‬

‫لدينا‪:‬‬
‫‪S = Rn + P = 991.5 + 7.5 = 999g‬‬
‫ومنه تكون نسبة الضياع مقبولة‬
‫‪((M – S) / M).100 = ((1000 – 999) /‬‬
‫‪1000).100 = 0.1% < 2%‬‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬

‫النشاط ‪( :10‬مقياس النعومة)‬
‫يعرف مقياس النعومة بانه الجزء المئوي لمجموع الرفض (مأخوذ كنسب مئوية لألوزان) في ‪ 10‬غرابيل وهي‪:‬‬
‫(‪.mm )00 – 00 – 20 – 10 – 0- 2.0 – 1.20 – 0.63 – 0.310 – 0.16‬‬
‫يمكننا مقياس النعومة من تصنيف الحصى حسب الجدول التالي‪:‬‬
‫نوع العينة‬
‫مقياس النعومة‬
‫حصى وحجارة‬
‫‪3.0 ≥ Mf‬‬
‫رمل‬
‫‪3.0 <Mf ≤ 1.0‬‬
‫رمل دقيق جدا‬
‫‪1.0< Mf‬‬
‫المطلوب‪:‬‬
‫‪ ‬عبر عن مقياس النعومة بعالقة رياضية‪.‬‬
‫‪ ‬احسبه بالسبة للمثال السابق‪.‬‬
‫‪ ‬صنف الحصى‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪Mf = (M0.16 +M 0.310 + M0.630 + M1.20 +M2.5 + M5 + M10 + M20 + M40 + M80)/100‬‬
‫‪Mf+ = (93.00 + 77.80 + 47.40 + 29.70 + 16.10)/100 = 2.64‬‬
‫اذن العينة المدروسة‪ ،‬رمل‬

‫النشاط ‪( :10‬معامل االنتظام ومعامل االنحنائية)‬
‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫يعرف معامل االنتظام (‪ )Coefficient d’uniformité de Hazen‬الذي يرمز له (‪ )CU‬بانه حاصل قسمة القطر الموافق‬
‫ل ‪ 60%‬من المار على القطر الموافق ل ‪ 10%‬من المار‪.‬‬
‫ونقول ان الحبيبية منتظمة إذا كان ‪.CU ˂ 2‬‬
‫ونقول ان الحبيبية منتشرة إذا كان ‪.CU ˃ 2‬‬
‫يعرف معامل االنحنائية (‪ )Coefficient de Courbure‬الذي يرمز له (‪ )CC‬بانه حاصل قسمة مربع القطر الموافق ل‬
‫‪ 30%‬من المار على حاصل ضرب القطر الموافق ل ‪ 10%‬من المار في القطر المناسب ل ‪ 60%‬من المار‪.‬‬
‫ونقول ان الحصى جيد التدرج إذا كان ‪ 1˂ CC ˂ 3‬و ‪.CU ˃ 0‬‬

‫المطلوب‪:‬‬
‫‪ ‬اكتب العالقة الرياضية لمعامل االنتظام ومعامل االنحنائية‪.‬‬
‫‪ ‬احسبهما بالنسبة للمثال السابق‪.‬‬
‫‪ ‬قم بتصنيف الحصى‪.‬‬

‫الحل‪:‬‬
‫من المنحنى نتحصل على‪:‬‬

‫معامل االنتظام‬
‫منتظم‬
‫منشور‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬

‫معامل االنحنائية‬

‫حسن التدرج‬
‫‪ D10 = 0.18‬‬
‫‪ D30 = 0.35‬‬
‫‪ D60 = 0.8‬‬
‫‪Cu = d60 / d10 = 0.00 → Cu < 6‬‬
‫‪Cc = d30² / d10. d60‬‬
‫‪= Cu (d60 / d10)² = 0.85‬‬
‫‪→ Cc <1 et Cc >3‬‬
‫اذن نستنتج ان الرمل سيء التدرج‬

‫النشاط رقم ‪( :04‬مرتبط بالوضعية المشكلة)‬
‫هل بإمكانك إعطاء الهدف من معرفة التوزيع الحبيبي لعينة الحصى المستعمل في تحضير الخرسانة‪.‬‬

‫الجواب‪:‬‬
‫تتأثر الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة بعدة عوامل‪ ،‬وعموما المراد من الخرسانة هو المقاومة (‪ )résistance‬والديمومة‬
‫(‪ )durabilité‬وعدم النفاذية (‪.)étanchéité‬‬
‫وللوصول الى هذا الهدف‪:‬‬
‫‪ ‬يجب على الخرسانة الطازجة ان تكون سهلة التشغيل والرص لتفادي الفراغات‪.‬‬
‫‪ ‬أكبر نسبة من الحصى في وحدة الحجم من الخرسانة (لالنقاص قدر اإلمكان من كمية الرابط الالزم لملء الفراغات‪،‬‬
‫حيث كل الفراغات يجب ان تكون مملوءة بالرابط‪.‬‬
‫‪ ‬اقل مساحة نوعية ممكنة (إلنقاص كمية ماء الرش والخلط) والحصول على أكبر قيمة ممكنة ل (‪.)C/E‬‬
‫‪ ‬اختيار أكبر قطر للحصويات (‪ )Dmax‬الذي يسمح به اقل بعد ممكن بعد التغليف والتسليح ( ‪encombrement des‬‬
‫‪.)granulats‬‬
‫‪ ‬نسبة كل بعد من الحبيبات تختار بحيث تملء الفراغات التي يتركها البعد األكبر منها‪.‬‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬

‫النشاط رقم ‪:05‬‬
‫فسر منحنى التحليل الحبيبي المعطى في الشكل التالي وما هي االضرار الناتجة عن استعمال هذا النوع من الحصى‪.‬‬
‫إذا طلب منك معالجة هذا المشكل فماذا تقترح‪.‬‬

‫نسبة المار‬

‫ابعاد‬
‫الحبيبات‬

‫مفتش التربية الوطنية لمادة الهندسة المدنية‪ :‬روان بن حرز هللا ‪rouane.civ@hotmail.fr‬‬