تعلّم حساب ضغط ماء المسام الهيدروستاتيكي
أسفل منسوب مياه ساكنة يزداد ضغط الماء مع العمق بسبب وزن الماء فوق النقطة. يُوجد ضغط المسام الهيدروستاتيكي من وزن وحدة حجم الماء وارتفاع الضغط.
ماذا يقول القانون؟
يعطي ضرب γw في h الضغط. تمثل h هنا المسافة الرأسية أسفل المنسوب البيزومتري المعني، لا العمق أسفل سطح الأرض إلا إذا كان منسوب الماء عند السطح.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- γw
- الوزن الحجمي للماء
قوة الوزن لكل وحدة حجم وتشمل الجاذبية. لا تُدخل الكثافة الكتلية بوحدة kg/m³ مباشرة في خانة kN/m³.
kN/m³استخدم kN/m³ كوحدة أساسية معروضة هنا. تكون γw بوحدة kN/m³ وh بالمتر، فينتج kN/m² = kPa. هذا ضغط قياسي نسبةً إلى مرجع ضغط الماء المختار، وليس ضغطاً مطلقاً تلقائياً.
- h
- ارتفاع الضغط
ارتفاع عمود الماء المكافئ الذي ينتج ضغط المسام عند النقطة؛ الصفر هو سطح الماء المرجعي.
mالمتر وحدة طول؛ 1 m = 1000 mm.
- u
- الناتج المطلوب
ضغط ماء المسام الهيدروستاتيكي. يعطي وزن وحدة حجم الماء مضروباً في الارتفاع ضغطاً قياسياً بالكيلوباسكال.
kPa
وحّد الوحدات أولاً
تكون γw بوحدة kN/m³ وh بالمتر، فينتج kN/m² = kPa. هذا ضغط قياسي نسبةً إلى مرجع ضغط الماء المختار، وليس ضغطاً مطلقاً تلقائياً.
الافتراضات قبل الحساب
نفترض ماءً ساكناً بوزن وحدة حجم منتظم ومنسوباً بيزومترياً معلوماً. يستخدم الدرس ارتفاع ضغط غير سالب للحالة الهيدروستاتيكية المغمورة.
لنحلّ مثالاً معاً
اقرأ المعطيات، واتبع كل عملية، ثم افحص معنى النتيجة.
اقرأ المعطيات التالية كمسألة دراسية واحدة. احسب المطلوب وفسّر النتيجة بوحدة الخرج، ثم اتبع الخطوات قبل الانتقال إلى المثال الثاني.
- γw · الوزن الحجمي للماء
- 9.81 kN/m³
- h · ارتفاع الضغط
- 5 m
حدّد الارتفاع أسفل المنسوب البيزومتري
استخدم ارتفاع ضغط الماء الرأسي عند النقطة، لا مجرد عمقها تحت السطح.
(5) = 5 mحوّل ارتفاع الماء إلى ضغط مسام
يعطي وزن وحدة حجم الماء مضروباً في الارتفاع ضغطاً قياسياً بالكيلوباسكال.
(9.81) × (5) = 49.05 kPa
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
عند منسوب مرجع ضغط الماء تكون h = 0 وu = 0 قياسياً. مضاعفة العمق أسفل هذا المنسوب تضاعف الضغط الهيدروستاتيكي.
مثال ثانٍ مشروح — معطيات مختلفة
في المسألة الثانية تتغيّر بعض المعطيات. توقّع اتجاه تغيّر الناتج، ثم احسبه من المعطيات الجديدة دون إعادة استخدام إجابة المثال الأول.
- γw · الوزن الحجمي للماء
- 9.81 kN/m³
- h · ارتفاع الضغط
- 3 m
حدّد الارتفاع أسفل المنسوب البيزومتري
استخدم ارتفاع ضغط الماء الرأسي عند النقطة، لا مجرد عمقها تحت السطح.
(3) = 3 mحوّل ارتفاع الماء إلى ضغط مسام
يعطي وزن وحدة حجم الماء مضروباً في الارتفاع ضغطاً قياسياً بالكيلوباسكال.
(9.81) × (3) = 29.43 kPa
جرّب قيمك الآن
غيّر قيمة أو وحدتها؛ تعرض الطريقة نفسها حسابك خطوة بخطوة.
تتحدّث النتيجة عند الحساب فقط، ويبقى المثال المشروح أعلاه دون تغيير.
دورك الآن — اختبر فهمك
حلّ هذه المسألة المستقلة بنفسك باستخدام القيم أدناه فقط؛ فمعطيات المثالين المشروحين مختلفة. اكتب الناتج المطلوب بالوحدة التي تختارها.
- γw · الوزن الحجمي للماء
- 10 kN/m³
- h · ارتفاع الضغط
- 4.5 m
أوجد: تعلّم حساب ضغط ماء المسام الهيدروستاتيكي
تلميح دون كشف الإجابة
يعطي ضرب γw في h الضغط. تمثل h هنا المسافة الرأسية أسفل المنسوب البيزومتري المعني، لا العمق أسفل سطح الأرض إلا إذا كان منسوب الماء عند السطح.
تكون γw بوحدة kN/m³ وh بالمتر، فينتج kN/m² = kPa. هذا ضغط قياسي نسبةً إلى مرجع ضغط الماء المختار، وليس ضغطاً مطلقاً تلقائياً.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
حدّد الارتفاع أسفل المنسوب البيزومتري
استخدم ارتفاع ضغط الماء الرأسي عند النقطة، لا مجرد عمقها تحت السطح.
(4.5) = 4.5 mحوّل ارتفاع الماء إلى ضغط مسام
يعطي وزن وحدة حجم الماء مضروباً في الارتفاع ضغطاً قياسياً بالكيلوباسكال.
(10) × (4.5) = 45 kPa
تجنّب الخطأ الشائع
لا تستخدم وزن وحدة حجم التربة بدلاً من الماء. ولا تقس h من مرجع أرضي اعتباطي أو تضف الضغط الجوي عندما يحتاج حساب الإجهاد الفعال ضغط مسام قياسياً.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
يتطلب الرشح والحالة الارتوازية وضغط المسام الزائد أثناء التحميل وشفط التربة غير المشبعة الارتفاع المناسب أو نموذجاً آخر. عمق الأرض وحده لا يحدد ضغط المسام.
للدراسة والفهم، لا لاعتماد منشأ حقيقي أو عملية في الموقع أو تصميم. تتطلب الأعمال الفعلية الكود والملحق الوطني الصحيحين ومراجعة مهنية.
فهمت فكرة. واصل التعلّم.
تُحفظ العلامة الاختيارية في هذا المتصفح فقط. هي ملاحظة تقدّم شخصية وليست شهادة.
المصادر وللمزيد من القراءة
تفتح المراجع في تبويب جديد وتشرح المبادئ الأساسية. النص التعليمي والأمثلة هنا من إعداد SimpleFlick؛ ولا يعني الاستشهاد اعتماد الجهات المصدر لهذه الحاسبة.
موضوع القراءة: ضغط ماء المسام الهيدروستاتيكي. راجع موضوع أطوار التربة أو الرشح أو الضغط الترابي أو الهبوط أو الأساسات المعني. يحدد الإجهاد الفعال والصرف والهندسة المثالية صلاحية العلاقة.
آخر تحديث للدرس: · فُحص المثالان والمسألة التدريبية المستقلة مقابل تنفيذ عددي مستقل عالي الدقة. يتحقق ذلك من الحساب للنموذج المحدد، ولا يُعد اعتماداً هندسياً.
