الملخص

تعد الأساسات الضحلة عناصر حيوية لنقل الأحمال الإنشائية إلى التربة، إلا أن تصميمها في الترب الطينية يواجه تحديات بسبب التفاعلات المعقدة بين التربة والهيكل. تستخدم هذه الدراسة نمذجة العناصر المحدودة ثلاثية الأبعاد (PLAXIS 3D)، ولتحليل تأثير حجم الأساس وعمق التأسيس على قدرة التحمل في كل من الظروف المستنزفة (طويلة الأجل) وغير المستنزفة (قصيرة الأجل). كانت أهم النتائج هي انه في الظروف غير المستنزفة، أظهرت قدرة التحمل القصوى (qᵤ) حساسية ضعيفة لحجم الأساس، بينما أصبح الهبوط (S25mm) العامل الحاسم في تصميم الأساسات الكبيرة. اما في الظروف المستنزفة، زادت qᵤ مع حجم الأساس، لكن قيود الهبوط قللت بشكل كبير من القدرة المسموح بها للأساسات الواسعة. كما أدى زيادة عمق التأسيس إلى تحسين قدرة التحمل بشكل غير خطي، مع تراجع الفائدة بعد 1.0–1.5 م، مما يشير إلى عمق مثالي يحقق توازنًا بين الكفاءة والتكلفة. بالإضافة لذلك نجد ان هذه الدراية تملأ فراغًا مهمًا في الهندسة الجيوتقنية من خلال تقديم إطار عددي متكامل لتحسين تصميم الأساسات الضحلة في الترب الطينية. تؤكد النتائج على أهمية مراقبة الهبوط في الأساسات الكبيرة وتقدم توصيات عملية لتحقيق أمان هيكلي مع جدوى اقتصادية. وهذه الرؤى ضرورية للمهندسين لتجنب مخاطر الهبوط المفرط مع تقليل التكاليف الإنشائية.

ABSTRACT

The analysis demonstrates that while ultimate bearing capacity (qᵤ) under undrained conditions shows minimal sensitivity to foundation size, settlement (S25mm) becomes increasingly critical for larger foundations, often governing the design capacity. In contrast, drained conditions reveal a more complex behavior where qᵤ increases with foundation size, but this theoretical gain is frequently offset by proportionally greater settlement effects that significantly reduce allowable capacity for wider footings. A particularly important finding concerns embedment depth, which nonlinearly enhances bearing capacity with diminishing returns beyond 1.0-1.5 m, suggesting an optimal depth range that balances structural performance with economic considerations.
These findings bridge a critical gap in geotechnical engineering by establishing a comprehensive numerical framework that clarifies the interdependent effects of size and depth on foundation performance. The research provides practical insights for engineers, particularly highlighting how settlement constraints often control design parameters more significantly than ultimate capacity, especially for larger foundations in clayey soils. By quantifying these relationships, the study offers valuable guidance for optimizing foundation designs to achieve structural safety while maintaining cost-effectiveness, particularly in projects where controlling differential settlement is paramount. The results emphasize the need for careful consideration of both short-term and long-term behavior in foundation design, with specific recommendations for embedment depth selection based on project-specific requirements and economic constraints.