كلية الهندسة

التوجهات البحثية لقسم الهندسة المدنية

تنقسم التوجهات البحثية لتدريسي قسم الهندسة المدنية الى ثلاثة محاور رئيسة كل حسب اختصاصه وهي الهندسة الانشائية، الهندسة الجيوتقنية، وهندسة الطرق والنقل. وتتلخص بما يلي:

الهندسة الانشائية:

1. تطوير مواد البناء وتحسين خواصها.

يشهد العالم تطور متسارع في انتاج المواد الانشائية الاساسية والمواد المساعدة مما يحفز الباحثين لإجراء بحوث لدراسة اداء هذا المواد للوصول للأداء الامثل للمنشآت الهندسية.

2. تقييم وإعادة تأهيل المنشآت.

يتضمن هذا الاتجاه تحديد أصل الضرر، أسباب الضرر، وكذلك اختيار وتطبيق مواد المعالجة المناسبة التي تعيد العنصر الانشائي الى اداء وظيفته التصميمية بشكل متكامل.

3. دراسة وتطوير الابنية المركبة.

 الابنية المركبة هي أحد العلوم الحديثة التي تتعامل مع الابنية المركبة من الخرسانة والفولاذ. تتعامل البحوث في هذا المجال مع دراسات التصميم والبحث والتطوير، التحقيقات التجريبية، التحليل النظري، وتقنيات التصنيع ذات الصلة بتطبيق المكونات المركبة.

4. الدراسات الخاصة بتصميم وتحليل الجسور.

يتعامل الباحثون مع مفاهيم التصميم والتحليل الرئيسية في نهج واحد، بما في ذلك جوانب التصميم التفصيلي والنمذجة لأنواع الجسور المختلفة والمواد الإنشائية.

5. التحليل الديناميكي غير الخطي للمنشآت الخرسانية المسلحة.

 يشمل التحليل الديناميكي تأثير الزلازل على الهياكل الخرسانية المسلحة وتقييم الأضرار التي تحدث في المباني و تأثير كل من الزلازل وحركة المركبات بالنسبة للجسور.

6. التحليل الانشائي غير الخطي للتداخل بين المنشآت الخرسانية المسلحة والتربة.

ويتضمن دراسة تأثير التداخل بين المنشآت الخرسانية المسلحة والتربة، مع الأخذ بنظر الاعتبار العلاقات التكونية التي تصف السلوك غير الخطي للتربة وعناصر المنشآت الخرسانية في نفس الوقت.

الهندسة الجيوتقنية:

1. استقرارية المنشآت المشيدة تحت الارض تحت تأثير الاحمال الساكنة والحركية.

ان هذا الاتجاه البحثي ينفذ عادة باستخدام برامجيات الجيوتكنيك المتوفرة مثلا برنامج بلاكسس ثنائي وثلاثي الابعاد. ان تحليل وتصميم هذا النوع من المنشآت مهم جدا في تقييم استقراريتها. وتتمثل هذه المنشات بالانفاق، انفاق القطارات السريعة، خزانات النفط والغاز المنفذة تحت الارض والمناجم. هناك عدة عوامل مهمة ويجب اخذها بنظر الاعتبار في تصميم وتحليل هذه المنشآت ومنها التداخل بين المنشآت المشيدة فوق الارض وتلك المشيدة تحت الارض تحت تأثير الاحمال الساكنة والحركية، كذلك الترتيب الزمني اثناء عملية الانشاء وانواع المساند المستخدمة في عملية الانشاء.

2. التنمية المستدامة لاستخدام المخلفات في اعمال الجيوتكنيك.

 كميات كبيرة من المخلفات تنتج سنويا من مخلفات اعمال الهدم والبناء وكذلك من المصانع والتي تسبب مشكلة جدية للبيئة. من المهم اخذ هذه المشكلة بنظر الاعتبار من خلال البحث العلمي الذي يدرس المشكلة ويبحث عن الحلول. لقد شجعت هذه المشكلة الباحثين في مجال الجيوتكنيك لإعادة تدوير هذه المخلفات واستخدامها في اعمال الجيوتكنيك اما كمادة انشائية مثل اعمال الطرق في طبقات الاساس وتحت الاساس او كمادة مضافة للتربة لتحسين خوصها الهندسية.

3. تقنيات تحسين التربة.

 يتضمن هذا الخط البحثي معالجة الترب التي تعاني من مشكلات هندسية بطرق مختلفة لتحسين خصائصها الفيزيائية والميكانيكية والهيدروليكية. ومن هذه الترب: الترب الانتفاخية والترب الجبسية والترب المتداعية او الانهيارية والترب الحاوية على مواد قابلة للذوبان والترب الطينية الضعيفة وكذلك الترب المدفونة بطريقة غير هندسية. ان الغرض من تحسين خصائص التربة هو لتغيير خصائصها غير المقبولة هندسيا الى خصائص مقبولة هندسيا. من ضمن طرق المعالجة المستخدمة هي: الطرق الميكانيكية، طريقة المضافات، طرق الحقن، وطرق تسليح التربة.

4. ميكانيكة التربة غير المشبعة وتطبيقاتها.

 يعتبر هذ الخط البحثي حديث نسبيا، حيث تم وضع النظريات الخاصة به والتي تضمنت تحليل الاجهاد ثلاثي الابعاد بالأخذ بنظر الاعتبار اجهادات القص بالإضافة الى الاجهادات العمودية والافقية. لهذا المجال تطبيقات واسعة خصوصا كونه يمثل حالة حقيقية للتربة بالمقارنة مع ميكانيك التربة المشبعة. لقد كان قسم الهندسة المدنية في جامعة الموصل بمثابة القيادي لهذا الاتجاه البحثي بين دول الشرق الاوسط اذ ابتدأ به من عام 2003 ولحد الان.

5. الموديلات الفيزيائية المختبرية والعددية لدراسة سلوكية التربة.

 ان هذا الخط البحثي واسع المدى كونه يتضمن عمل موديلات لتشبيه الواقع لحالات عديدة من تطبيقات الجيوتكنيك وعلى سبيل المثال: دراسة التسرب واستقرارية المنحدرات، الجدران الساندة، تحمل التربة والهبوط للأسس الضحلة والعميقة، السدود الترابية. الموديل قد يكون افتراضي للأغراض البحثية العلمية او دراسة حالة واقعية لمعالجة مشكلة موجودة. بالنسبة للموديلات العددية هناك برامجيات موجود تستخدم لهذا الغرض ومنها الجيوستوديو، والجيوفايف، وكذلك البلاكسس الثنائي والثلاثي الابعاد. في هذه النوع من الموديلات يتضمن البحث دراسة متغيرات ومن ثم استخدام النتائج لتصميم جداول خاصة مفيدة لمهندس الجيوتكنيك. بالإمكان كذلك مقارنة النتائج مع حالات مماثلة واقعية. بالنسبة للموديل الفيزيائي هناك فسحة للإبداع حيث يتم ادخال التقنيات والانظمة الحديثة للفحص والحصول على البيانات والتي من خلالها يمكن قياس الخصائص الجيوتكنيكية المهمة مثلا ضغط ماء المسام، التشوه والهبوط، وكذلك مقاومة التربة على طول مقطع الموديل.

6. داينمك التربة والهزات الارضية.

يتضمن الشق الأول من الخط البحثي والمتمثل بداينمك التربة الاحمال الحركية التي تنتقل من المنشآت الى التربة على شكل موجات اهتزازية على سبيل المثال الاحمال القادمة من المكائن او اي احمال اهتزازية اخرى. يمكن تنفيذ هذا النوع من البحوث باستخدام أحد برامجيات الجيوتكنيك الموجودة مثلا بلاكسس ثنائي او ثلاثي الابعاد. اما بالنسبة للخط البحثي الاخر والمتضمن الاحمال القادمة من الهزات الارضية. بسبب حدوث عدة هزات ارضية في اماكن متفرقة من القطر(العراق)، قد اوعز دافع لدى باحثي الجيوتكنيك للشروع بخط بحثي في قسمنا بهذا الاتجاه. يتضمن البحث اجراء تحليل استجابة الموقع للهزات الارضية باستخدام برنامج دييب سويل او احدى برامجيات الجيوتكنيك الاخرى التي تؤدي الغرض نفسه، وكذلك دراسة التداخل بين التربة والمنشأ تحت تأثير الهزات الارضية باستخدام برنامج بلاكسس ثلاثي الابعاد.

هندسة الطرق والنقل

1. تطوير مواد الرصف المرن وتحسين خواصها.

بشكل عام يمكن دراسة وفحص جميع المواد المستخدمة في أعمال انشاء وصيانة الطرق والمطارات لتطوير أو تحسين استخدام المزجات الأسفلتية وبالتالي اطالة العمر الخدمي للطريق والتقليل من كلف الصيانة الدورية.

2. الدراسات الخاصة بتصميم وتحليل التقاطعات الأرضية والمجسرة والمطارات وسكك الحديد.

يتعامل الباحثون مع مفاهيم التصميم والتحليل الهندسي الرئيسية الخاصة بالتقاطعات الأرضية والمجسرة والمطارات وسكك الحديد، بما في ذلك جوانب التصميم التفصيلي لأنواع التقاطعات الارضية والمجسرة المختلفة.

3. الدراسات الخاصة بالتخطيط الحضري وأعمال التنظيم المروري للطرق.

يتعامل الباحثون مع مفاهيم التخطيط الحضري وأعمال التنظيم المروري الرئيسية الخاصة بالطرق ومواقف المركبات، بما في ذلك جوانب التصميم والنمذجة التفصيلية.