م.م حنين فاضل<br />المقدمة<br /><br />يُعدّ استقرار المنحدرات من القضايا الحيوية في الهندسة الجيوتقنية، إذ ترتبط مباشرة بسلامة الطرق والسدود والمشاريع الإنشائية المقامة على المناطق الجبلية أو المائلة. يعتمد تقييم استقرار المنحدرات على فهم تفاعل التربة أو الصخور مع القوى الخارجية كالأحمال والزلازل والأمطار. ومع التطور التكنولوجي في التحليل العددي، أصبحت البرامج الهندسية مثل PLAXIS وGeoStudio أدوات أساسية لتحليل استقرار المنحدرات بدقة أكبر مقارنة بالطرق التقليدية.<br /><br />مفهوم استقرار المنحدرات<br /><br />استقرار المنحدرات هو القدرة على مقاومة قوى الانزلاق الناتجة عن الوزن الذاتي والظروف الهيدرولوجية والزلزالية. وعند تجاوز قوى الدفع قوى المقاومة (الاحتكاك والتماسك)، يحدث الانهيار الجزئي أو الكلي.<br />تُستخدم معاملات الأمان (Factor of Safety) كمؤشر أساسي لتقدير درجة الاستقرار، ويُحسب عادةً كنسبة بين قوى المقاومة إلى قوى الدفع.<br /><br />التحليل العددي في دراسة الاستقرار<br /><br />تسمح برامج التحليل العددي بتمثيل سلوك التربة والمنحدر بصورة واقعية، من خلال تقسيم المنطقة إلى شبكة من العناصر الصغيرة (Finite Elements) وحساب الإجهادات والتشوهات بدقة عالية.<br />من أبرز طرق التحليل العددي المستخدمة في تقييم استقرار المنحدرات:<br /><br />طريقة العناصر المحددة (Finite Element Method - FEM):<br />تتيح دراسة الإجهادات والتشوهات الناتجة عن الأحمال المختلفة وتحديد مناطق الفشل المحتملة داخل المنحدر.<br /><br />طريقة الفروقات المحددة (Finite Difference Method - FDM):<br />تُستخدم بشكل واسع في برامج مثل FLAC، وتتميز بقدرتها على تمثيل السلوك غير الخطي للتربة والصخور.<br /><br />التحليل الحدّي (Limit Equilibrium Analysis):<br />بالرغم من بساطته، إلا أنه يُستخدم إلى جانب الطرق العددية للتحقق من نتائج الاستقرار، مثل طرق Bishop وJanbu وMorgenstern-Price.<br /><br />العوامل المؤثرة في استقرار المنحدرات<br /><br />يعتمد استقرار المنحدر على عدة عوامل رئيسية، من أبرزها:<br /><br />زاوية ميل المنحدر: كلما زادت الزاوية، زادت احتمالية الانهيار.<br /><br />نوع التربة أو الصخور: تؤثر الخصائص الميكانيكية مثل التماسك ومعامل الاحتكاك الداخلي بشكل مباشر على المقاومة.<br /><br />المياه الجوفية والأمطار: ارتفاع مستوى الماء داخل التربة يؤدي إلى زيادة الضغوط المسامية وتقليل مقاومة القص.<br /><br />الأحمال الخارجية والزلازل: تسبب اهتزازات إضافية تقلل من الاستقرار العام للمنحدر.<br /><br />النباتات والتغطية السطحية: تعمل الجذور على تحسين التماسك وتقليل خطر الانزلاق السطحي.<br /><br />تطبيقات البرامج العددية<br /><br />تُستخدم برامج مثل PLAXIS 2D/3D وGeoStudio (SLOPE/W) وFLAC في تحليل المنحدرات الطبيعية والاصطناعية.<br />على سبيل المثال:<br /><br />يسمح PLAXIS بمحاكاة سلوك التربة تحت تأثير الأمطار أو الزلازل عبر تحليل غير خطي دقيق.<br /><br />يوفر SLOPE/W واجهة بسيطة لحساب معامل الأمان بعدة طرق تحليلية وعددية.<br /><br />يُستخدم FLAC في دراسة الانهيارات الزلزالية والتشوهات الديناميكية للميلان.<br /><br />كما تُستخدم هذه البرامج لتقييم تأثير الجدران الاستنادية ونظام الصرف والحقن في التربة على تحسين الاستقرار.<br /><br />الخاتمة<br /><br />أثبتت تقنيات التحليل العددي فعاليتها في فهم آلية انهيار المنحدرات وتقدير معامل الأمان بدقة أعلى من الطرق التقليدية. ومع تزايد التطورات في النمذجة الجيوتقنية، أصبحت هذه الأساليب جزءًا أساسيًا في عمليات التصميم الهندسي، خاصة في المشاريع الواقعة ضمن المناطق الجبلية أو الزلزالية. إن الجمع بين التحليل العددي الموثوق والاختبارات الميدانية الدقيقة يمثل الخطوة المثلى لضمان استقرار المنحدرات وسلامة المنشآت المجاورة.<br /><br />المراجع (APA 7th)<br /><br />Duncan, J. M., & Wright, S. G. (2005). Soil strength and slope stability. Wiley.<br /><br />Griffiths, D. V., & Lane, P. A. (1999). Slope stability analysis by finite elements. Geotechnique, 49(3), 387–403.<br /><br />PLAXIS BV. (2020). PLAXIS 2D Reference Manual. Bentley Systems.<br /><br />Krahn, J. (2004). SLOPE/W: Stability analysis of earth slopes. Geo-Slope International Ltd.<br /><br />Itasca Consulting Group. (2019). FLAC: Fast Lagrangian analysis of continua. Minneapolis, MN.<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق