اثر گازوئيل برظرفيت باربري شالوده سازه‌ها

1397/03/22

نتایج مطالعات آزمایشگاهی محققان دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشان می‌دهد خاک‌های ريزدانه آلوده به گازوئیل یا نفت گاز تا 8 درصد شرایط بحرانی‌تری را برای احداث سازه‌ها بر روی این خاک‌ها ایجاد خواهند کرد.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر : فاطمه میرمحمد حسینی مجری طرح، آلودگی‌های گسترده فراورده‌های نفتی در بسياري از مناطق را امری اجتناب ناپذیر دانست و گفت: به دلیل تنوع و گستردگی کاربردهای نفت گاز و یا گازوئیل، این فراورده نفتی بیشترین سهم را در آلودگی مناطق دارد؛ چرا که به دلیل ماندگاری و عدم امكان خروج مواد آلاینده به ترازهای پایین در ساختگاه‌های چسبنده و ریزدانه، بیشترین مسایل و مشکلات ناشی از آلایندگی در لایه‌های سطحی این نواحی بوجود می‌آيد.
وی پاکسازی و رفع این آلودگی را امری دشوار، پرهزینه و بعضا غیرممکن عنوان کرد و ادامه داد: در چنین شرایطی نحوه و میزان اثرات آلودگی بر خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی لایه‌های سطحی همواره دغدغه اصلی و مهم كارشناسان و فعالان این حوزه بوده است ، اهمیت این موضوع زمانی بیشتر آشكار می‌شود كه بدانیم هر نوع ساخت و ساز و احداث تاسیسات مختلف و یا موجود در این مناطق موجب اعمال طیف وسیعی از انواع بارهای استاتیکی و دینامیکی بر روی زمین خواهد شد.
به گفته این محقق به عنوان مثال سرريز و نشت مخازن گازوئيل بسياري از موتورها و ديزل ها ( صنعتي و كشاورزي ) درست وارد بستري مي شود كه پي ماشين آلات مذكور برروي آن احداث و نصب گرديده و قرار است که اين پي با استناد به خواص مهندسي و پارامترهاي ژئوتکنيکي خاك بستر طراحي شده، در طول ساليان متمادي بارهاي استاتيکي و ديناميكي ماشين و موتور منصوبه را به خاك منتقل و مجموعه پي و خاک بستر، عملکرد رضايت بخشي داشته باشند . یکی از مسایل و مشکلات ناشی از آلودگی چنین ساختگاه‌هایی از منظرکاربری‌های مهندسی، می‌تواند رفتار و عملکرد نامناسب ابنیه و تاسیسات واقع بر آنها باشد که ممكن است به دلیل عدم شناخت دقیق و صحیح از خصوصیات ژئوتکنیکی لایه‌های سطحی خاک‌های ریزدانه آلوده بوجود آمده باشد.
حسینی از اجرای طرح تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و گفت: برای بررسی این امر پروژه تحقیقاتی با عنوان "مطالعه آزمایشگاهی خواص ژئوتکنیکی خاک‌های ریزدانه آلوده به نفت گاز ( گازوئیل)" در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شد.
مجری طرح اضافه کرد: در این تحقیق تمامی اهداف مورد نظر چون تعیین خواص ژئوتکنیکی خاک‌های آلوده در شرایط استاتیکی و دینامیکی و ارائه روابط تجربی- تحلیلی و یا معیارهای فنی جهت تعیین پارامترهای فیزیکی– مکانیکی با انجام آزمایش‌های گسترده و تحلیل آنها، دنبال شد.
وی با تاکید بر اینکه در این تحقیق بر روی خواص خاک‌های آلوده در شرایط بارگذاری‌های استاتیکی، مطالعات جامع و کاملی انجام شد، یادآور شد: علاوه بر آن با استفاده از نتایج آزمون‌ها و بهره گیری از روش رویه پاسخ (RSM=Response Surface Methodology)، روابط تجربی برای پارامترهای مهم و اساسی خاک مانند حدود اتربرگ، پارامترهای مقاومت برشی (چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی)، شاخص‌های تراکم و مقاومت تک محوری، بر حسب میزان آلاینده و درصد "سیلت" (ماسه بسیار ریز) بدست آمد.
این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: با استناد به این روابط می‌توان تنها با معلوم بودن میزان ماده آلاینده و نوع وتركیب خاک ریزدانه بدون انجام آزمایش‌های گسترده، به شناخت و تعیین مقادیر این پارامترها رسید که این امر منجر به کاهش وقت و هزینه عملیات عمرانی در اين مناطق خواهد شد.
وی اضافه کرد: بر اساس مطالعات ما ملاحظه شد حضور گازوئیل در ساختگاه‌های رسی خالص موجب كاهش ظرفیت باربری بستر ( در زیر پی‌های نواری ) به میزان 50 درصد خواهد شد و در ساختگاه‌های رسی مختلط كه بخشی ریزدانه غیرچسبنده نيز وجود داشته باشد این كاهش ظرفیت به60 درصد هم می‌رسد.
حسینی با بیان اینکه میزان آلودگی گازئیل تا 8 درصد شرایط بحرانی‌تری را برای ایجاد سازه‌ها ایجاد خواهد كرد، اظهار کرد: بر اساس نتايج مطالعات شرایط ساختگاه‌های آلوده به گازوئیل از نظر بهره برداری‌های دینامیكی، نسبت به ساختگاه‌های مشابه غیر آلوده، نامناسب‌تر است به این معنی كه در زیر سیكل‌های بارگذاری متعدد و مستمر، نشست و تغییر شكل‌های الاستیک و قابل برگشت خاك كاهش و تغییر شكل‌های پلاستیک تجمعی و ماندگار افزایش می‌یابد. در نتیجه سیستم مورد بهره برداری زودتر دچار اختلال خواهد شد.
وي به بيان نحوه اجراي اين طرح پرداخت و توضيح داد: از آنجا كه اين تحقيق يك پروژه آزمايشگاهي بود، تحت یک برنامه گسترده آزمایشگاهی و بهره گیری از تجهیزات و دستگاه‌های مختلف موجود در آزمایشگاه‌های مكانیک خاك و دینامیک خاک دانشكده مهندسی عمران دانشگاه امیر كبیر و سایر مراكز، انواع آزمون‌های فیزیكی و مكانیكی در شرایط استاتیکی و دینامیکی بر نمونه‌های خاک‌های ریزدانه انجام گرفت.
میر محمد حسینی بررسی و شناخت رفتاری جامع از مشخصات ژئوتكنیكی خاک های ریزدانه زمانیکه در معرض آلودگی قرار ميگيرند را از دیگر بخش‌های این پژوهش عنوان کرد و ادامه داد: نتایج بدست آمده هم در حوزه شناخت ویژگی‌های رفتاری این قبیل ساختگاه‌ها در شرایط بارهای دینامیكی به عنوان شاخه‌ای از ژئوتكنیک زیست محیطی و هم درحوزه كاربری‌های مهندسی ساختگاه‌های آلوده قابل استفاده خواهد بود.
وی انتشار سه مقاله در مجلات ISI داخلی و خارجی را از دیگر دستاوردهای این تحقیق ذکر و اظهار کرد: این مقالات به معرفی نحوه تغییر خواص ژئوتكنیكی خاك‌های آلوده به گازوئیل، روابط و معادلات تجربی جهت تعیین پارامترهای مهندسی خاك‌های ریزدانه آلوده به گازوئیل بدون نیاز به انجام آزمون‌های آزمایشگاهی و نحوه و میزان تغییر خواص الاستوپلاستیک این خاک‌‌ها در شرایط مواجه با بارگذاری‌های سیكلی می‌پردازند.
این طرح از سوی فاطمه میرمحمد حسینی و با راهنمایی دکتر تقی عبادی و دکتر ابوالفضل اسلامی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.