قدمتها التدريسية م.م. اسراء عبد الجليل مجيد في قسم الهندسة المدنية – جامعة المستقبل الملخص تفقد التربة الطينية الرخوة في المناطق الباردة جزءاً كبيراً من سعتها التحميلية بفعل ظاهرتين متعاقبتين: الانتفاخ الصقيعي شتاءً (بسبب تكوّن العدسات الجليدية)، وضعف الذوبان ربيعاً (بسبب ارتفاع الضغط المسامي). ويضيف الغطاء الثلجي بُعداً مائياً وحرارياً مزدوجاً، فهو يعزل التربة شتاءً ثم يغذّيها بمياه الذوبان. تستعرض هذه المقالة آليات الضرر وعوامله ومظاهره الهندسية، ثم تقارن طرق المعالجة (التحكم بالمياه، والعزل الحراري، واستبدال التربة، والتثبيت الكيميائي، والتسليح بالجيوسنتتيك، والتحسين العميق) مع معايير اختيار الحل الأنسب. الكلمات المفتاحية: الانتفاخ الصقيعي، العدسات الجليدية، التجمد والذوبان، التربة الطينية الرخوة، التثبيت بالجير، الجيوسنتتيك، عمق الصقيع. المقدمة التربة الطينية الرخوة تربة ناعمة (أكثر من 50% منها يمر من منخل 0.075 مم) ذات رطوبة قريبة من حد السيولة أو أعلى منه، ومقاومة قص غير مصرّفة أقل من 25–40 كيلوباسكال، ونفاذية شديدة الانخفاض (10⁻⁹–10⁻¹¹ م/ث)، وانضغاطية عالية. وفي المناطق الباردة تُضاف إلى ضعفها هذا أضرار موسمية متكررة. آليات التأثير الانتفاخ الصقيعي. سببه الرئيس تكوّن العدسات الجليدية (Ice Segregation) لا تمدد الماء (نحو 9% من الحجم) وحده: فعند جبهة التجمد تنشأ شفطية عالية (نحو 1.2 ميغاباسكال لكل درجة دون الصفر بعلاقة كلابيرون) تسحب الماء من الطبقات الأدفأ فيتجمد ويدفع التربة إلى الأعلى. ويلزم لذلك تربة قابلة للتأثر (الغرين والطين الخفيف أشدها)، وماء قريب، وبرودة كافية. أما الطين العالي اللدونة فانتفاخه أبطأ لقلة نفاذيته، لكن أثره يظهر في هبوط ما بعد الذوبان. عمق التجمد تقدّره معادلة ستيفان المبسّطة، حيث X العمق، وk_f موصلية التربة المتجمدة، وI_f مؤشر التجمد (°م × يوم)، وL الحرارة الكامنة الحجمية: X = \sqrt{\dfrac{2\,k_f\,I_f}{L}} التجمد والذوبان. يحرر الذوبان ماءً كثيراً داخل تربة قليلة النفاذية، فيرتفع الضغط المسامي ويقل الإجهاد الفعّال (ضعف الذوبان Thaw Weakening)، وتتفكك الروابط بين الحبيبات، وتزداد النفاذية عادة. ويحدث معظم التدهور في أول 3–5 دورات ثم يستقر. الثلوج. تعزل التربة حرارياً فتقلل عمق التجمد (وإزالتها عن الطرق تعمّقه)، وتغذي التربة عند ذوبانها بالماء فيرتفع المنسوب الجوفي وتزداد مخاطر الانزلاق. الآثار الهندسية تنخفض مقاومة القص غير المصرّفة ومعامل المرونة، وقد تهبط قدرة التحمل في فترة الذوبان إلى 30–70% من قيمتها الصيفية (قيم تقريبية). وتظهر الأضرار في تشقق الطرق وتموجها، وميلان الأساسات الضحلة ورفعها بالتصاق الصقيع (Adfreeze)، وضغوط إضافية على الجدران الاستنادية، وكسر الأنابيب المدفونة، وانزلاق الجسور الترابية والمنحدرات. طرق المعالجة تقوم المعالجة على كسر أحد أضلاع مثلث الانتفاخ (تربة قابلة، وماء، وبرودة) أو رفع مقاومة التربة: التأسيس تحت عمق الصقيع: الأكثر موثوقية للأساسات. استبدال التربة بحصى أو رمل غير قابل للتأثر بالصقيع حتى عمق التجمد. التحكم بالمياه: خنادق تصريف لإبقاء المنسوب أدنى من الجبهة بنحو 1–1.5 م، وطبقة حصى قاطعة للخاصية الشعرية (15–30 سم)، وميول تمنع تجمع مياه الذوبان. العزل الحراري بألواح XPS (5–10 سم) لرفع جبهة التجمد. التثبيت الكيميائي: الجير (3–8%) فعّال في الطين العالي اللدونة بتفاعلات بوزولانية، والأسمنت (5–12%) لمقاومة أعلى؛ مع إضافات مساعدة كالرماد المتطاير والألياف، ويلزم اختبار الدورات مخبرياً (ASTM D560 وASTM D5918). الجيوسنتتيك (جيوتكستايل وجيوغريد) للفصل وتوزيع الأحمال والتصريف. للطين العميق والمنشآت الثقيلة: تصريف رأسي مع تحميل مسبق، وركائز حجرية، وخلط عميق. ويُختار الحل بحسب عمق الصقيع وسماكة الطين ومنسوب المياه ونوع المنشأة والكلفة، بعد استكشاف جيوتقني يحدد حدّي السيولة واللدونة والمحتوى المائي. الخاتمة يتفاقم ضعف الطين الرخو في المناطق الباردة بفعل فصل الجليد شتاءً وارتفاع الضغط المسامي عند الذوبان، ويضاعف الثلج الأثر بإمداد التربة بالماء. وأنجع المعالجات تجمع ثلاثة محاور: التحكم بالمياه، وتحسين التربة أو استبدالها، والتصميم بحسب عمق الصقيع. الأرقام تقريبية وتتفاوت بحسب الموقع ونوع التربة. المراجع Andersland, O. B., & Ladanyi, B. (2004). Frozen Ground Engineering (2nd ed.). Wiley / ASCE Press. Taber, S. (1929). Frost heaving. The Journal of Geology, 37(5), 428–461. Konrad, J.-M., & Morgenstern, N. R. (1981). The segregation potential of a freezing soil. Canadian Geotechnical Journal, 18(4), 482–491. [11/5/2026 12:01 AM] Geo. Eng.Isra'a Al-Hassany: Qi, J., Vermeer, P. A., & Cheng, G. (2006). A review of the influence of freeze-thaw cycles on soil geotechnical properties. Permafrost and Periglacial Processes, 17(3), 245–252. Chamberlain, E. J. (1981). Frost susceptibility of soil: Review of index tests. CRREL Monograph 81-2. Little, D. N., & Nair, S. (2009). Recommended practice for stabilization of subgrade soils and base materials. NCHRP Web-Only Document 144. ASTM D5918. Standard Test Methods for Frost Heave and Thaw Weakening Susceptibility of Soils. ASTM D560. Standard Test Methods for Freezing and Thawing Compacted Soil-Cement Mixtures.