ساخت دستگاه مدل سازی سازه‌های خاک منجمد درتبریز
ارک خبر- پژوهشگران دانشگاه تبریز موفق به ساخت دستگاه مدل سازی فیزیکی سازه های خاک منجمد به عنوان سیستم نگهدارنده خاک شدند.
به گزارش خبرنگار گروه استان های باشگاه خبرنگاران جوان از تبریز؛اسمعیلی‌فلک، اعضای تیم دو نفره مخترعان دستگاه مدل‌سازی فیزیکی سازه‌های خاک منجمد اهداف این طرح را مدل‌سازی فیزیکی شرایط واقعی حاکم بر پروژه‌ها در آزمایشگاه و در مقیاس کوچک‌تر، توسعه تجهیزات آزمایشگاهی دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی جهت مطالعه بر روی رفتار سازه‌های خاک منجمد، پایین آوردن هزینه‌ها و ارتقاء قابلیت اطمینان طراحی روش انجماد مصنوعی زمین و کاهش هزینه مدل‌های فیزیکی مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها با بهره‌گیری از کد پردازش تصویر PIV اعلام کرد.
وی در ادامه با بیان اینکه ارتقاء و توسعه شبکه حل و نقل در مناطق شهری اغلب منجر به عملیات گودبرداری و تونل‌سازی می‌شود، یادآور شد: امروزه روش‌های متفاوتی به منظور بهسازی و نگهداری موقت گودبرداری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر یک از این روش‌ها دارای معایب قابل توجهی هستند. به عنوان مثال تمامی این روش‌ها با توجه به فرآیند تولید و یا وارد کردن ماده مصنوعی به آب زیزمینی یا خاک دارای مشکل زیست محیطی بوده و بحث آلایندگی در آنها مطرح است.
وی افزود: در همین راستا هیچ‌کدام از این روش‌ها در تمامی انواع خاک‌ها قابل استفاده نیستند. مشکل آب زیرزمینی نیز استفاده از آنها را محدودتر می‌کند. در مقابل روشی وجود دارد که در بعد مدل‌سازی فیزیکی آزمایشگاهی مورد استفاده قرار نگرفته است؛ روش انجماد مصنوعی زمین به عنوان یک روش بدیع مطرح می‌شود که نه تنها از لحاظ فنی و اقتصادی قابل قبول است بلکه دوست‌دار محیط زیست بوده و در تمامی انواع خاک‌ها و شرایط آب زیرزمینی قابل استفاده است.
به گفته وی این روش هیچ ماده شیمیایی و سمی وارد خاک و آب زیرزمینی نمی‌کند و موجب تغییر بافت خاک نمی‌شود.
اسمعیلی‌فلک، مهم‌ترین مزیت این دستگاه را مدل‌سازی فیزیکی دیوار خاک منجمد و سایر سازه‌های خاک منجمد بیان و اضافه کرد: از دیگر مزیت‌های این دستگاه می‌توان به هزینه پایین مدل‌سازی فیزیکی به دلیل استفاده از روش پردازش تصویر PIVاست، بنابراین دیگر نیازی به سنسورها، تنش سنج‌ها، کرنش سنج‌ها و دیتالاگر گران قیمت نخواهد بود.
به گفته وی امکان اعمال بار قائم به میزان 4 هزار کیلوگرم به عنوان سربار در مدل‌های فیزیکی، اعمال بار به صورت تنش کنترل در محدوده دلخواه و ثابت نگهداشتن آن، امکان مدل‌سازی سازه‌های خاک منجمد تا دمای و با دقت، اعمال بار به صورت تنش کنترل در محدوده دلخواه و ثابت نگهداشتن آن، ایجاد تغییر در ضخامت سازه خاک منجمد مورد تحلیل و طراحی، امکان مدل‌سازی سربارهای مختلف از لحاظ مساحت (هندسه سیستم) و عدم پیچیدگی بیش از حد دستگاه و استفاده راحت از آن را می‌توان از دیگر مزیت‌های این دستگاه بیان کرد.
دانش‌آموخته دانشگاه تبریز، مطالعه بر روی رفتار دیوار خاک منجمد در گودبرداری‌های روباز، مطالعه بر روی رفتار نگهدارنده موقت تونل‌ها قبل از اجرای لاینینگ نهایی، قابلیت مدل‌سازی فیزیکی انجماد مصنوعی زمین مطابق شرایط مرزی و هندسه دقیق در پروژه‌های ساخت و ساز زیرزمینی و بررسی تاثیر کاهش و تغییرات دما در بازه 0° C تا -25° C بر رفتار انواع سازه‌های ژئوتکنیکی خاک منجمد از دیگر قابلیت‌ها و کاربردهای صنعتی این دستگاه است.
این مخترع تصریح کرد: انتظار می رود با توجه به عدم وجود چنین دستگاهی در سطح دنیا، تقاضاهای قابل توجهی داشته باشد و به ویژه از کشورهایی که از تکنولوژی انجماد زمین بهره می‌برند که به نظر می‌رسد آینده بسیار خوبی از لحاظ توفیق آن در بازار کسب و کار خواهد داشت.
اسمعیلی‌فلک اضافه کرد: برای طراحی و ساخت این دستگاه در مدت زمان دو سال حدود 60 میلیون ریال هزینه شده است.
دستگاه مدل‌سازی فیزیکی سازه‌های خاک منجمد به عنوان سیستم نگهدارنده خاک از سوی اعضای تیم دو نفره (هوشنگ کاتبی استاد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تبریز و مهزاد اسمعیلی‌فلک، فارغ‌التحصیل دکترای عمران- ژئوتکنیک این دانشکده) طراحی و ساخته شده است و همچنین پروفسور اکبر جوادی، استاد گروه ژئوتکنیک دانشکده فنی اکستر کشور انگلستان مشاوره این طرح را بر عهده داشت.
طبق بررسی‌های انجام شده در منابع ثبت اختراع داخل و خارج کشور، تاکنون هیچ دستگاهی جهت مدل‌سازی دیوار خاک منجمد با قابلیت انجام آزمایش در شرایط مرزی و هندسه‌های مختلف طراحی و ساخته نشده است.
گفتنی است: در کشور چین و آمریکا دستگاه‌هایی جهت انجام آزمایش‌های استاندارد ابداع و ثبت شده‌اند که به کلی با دستگاه موجود متفاوت هستند.
