طراحی و ساخت دستگاه مدلسازی فیزیکی به منظور انجام مطالعات ژئوتکنیکی

یکی از مسائل پیشرو در علم مهندسی ارزیابی رفتار سازه ها و طراحی بهینه آنها میباشد. این طراحی در محیط خاک به دلیل تخلخل و تنشهای موجود، شکل پیچیده تری به خود میگیرد. از مهمترین ابزارهای ارزیابی رفتار سازه های مهندسی میتوان به مدلسازی اشاره کرد. مدلسازی می تواند به صورت تحلیلی، عددی و یا فیزیکی مورد استفاده قرار بگیرد. مدلسازیهای عددی، با فرض رفتارهای خطی و غیرخطی خاک امری مشکل به نظر می آید، از طرفی مدلهای ریاضی بر پایه فرضیاتی استوارند که گاهی ممکن است در طبیعت برقرار نباشند و در نهایت ممکن است تمام پدیده های فیزیکی حاکم بر مسئله به درستی در مدل نظری توصیف نشده باشند. بنابراین، در میان ابزارهای گفته شده مدلسازی فیزیکی به دلیل ایجاد ارتباط صحیح و منطقی بین مدل واقعی و مدل آزمایشگاهی، همواره مورد توجه مهندسین ژئوتکنیک بوده است. این سبک از مدلسازی به دلیل قابلیت بالای اطمینان در طراحی میتواند جهت صحت سنجی دیگر مدلهای تحلیلی و عددی به کار رود. در این مقاله سعی شده است تا چگونگی طراحی و ساخت دستگاه مدلسازی فیزیکی با قابلیت بارگذاریهای استاتیکی و دینامیکی تحت بارهای قائم و جانبی به وسیله جکهای هیدرولیک به تفصیل تشریح گردد. در این سیستم اعمال بار به هر دو صورت تنش کنترل و کرنش کنترل امکانپذیر میباشد. محفظهی آزمایش، سیستم بارش ماسه، سیستم و قاب بارگذاری و سیستم کنترل، قرائت و ثبت داده ها اجزای این سیستم را تشکیل میدهند. در ادامه فعالیتهای صورت گرفته در عرصه مدلسازی فیزیکی در مهندسی ژئوتکنیک، دستگاه های مورد استفاده در این زمینه و همچنین عملکرد و طراحی اجزای مختلف سیستم پیشنهادی بیان گردیده است. سیستم پیشنهادی نه تنها در ساختار، در عملکرد نیز با سیستمهای مورد بحث متفاوت میباشد و نقطه ی تمایز این سیستم با سیستمهای پیشین، مجموع عملکرد و قابلیتها میباشد که ممکن است در سایر سیستم ها به صورت تکی وجود داشته باشد که البته در این حالت نیز وجود برخی از تشابه ها در بین سیستمها امری طبیعی و غیر قابل اجتناب به نظر میرسد. در انتها به جهت نشان دادن کارایی و عملکرد دستگاه نتایج تعدادی آزمایش استاتیکی و دینامیکی برروی ماسه فیرزوکوه و مدل پی پیشنهادی به اختصار بیان گردیده است.

کلیدواژه ها:

مطالعات ژئوتکنیکی ، مدلسازی فیزیکی ، سیستم آزمایشگاهی ، بارگذاری دینامیکی و استاتیکی.