پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
بارگذاری شمع
آزمایش‌های شمع به آزمایش‌ھای تعیین ظرفیت باربری و آزمایش‌های کنترل کیفیت سازه تقسیم می‌شوند. از آنجا که آزمایش‌های شمع، بخشی از مراحل اجرای آنها است، تشریح آنها در اینجا اهمیت دارد. با توجه به عدم اطمینان روابط نظری، تعیین ظرفیت باربری شمع لازم است. باربری شمع بصورت درجا با آزمایش تعیین می‌شود.
آزمایش‌های تعیین ظرفیت باربری
- بارگذاری استاتیکی شمع
- روابط مبتنی بر اندازه گیری ضربه – فرورفت
- روابط مبتنی بر اندازه گیری ضربه – فرورفت – برجهندگی
- آزمایش دینامیکی شمع
آزمایش بارگذاری استاتیکی
در آزمایش بارگذاری استاتیک، بار به استاتیکی، به صورت تدریجی به شمع‌ها وارد می‌شود و ظرفیت باربری آن تعیین می‌شود. در صورتی که طراحی نامناسبی صورت گرفته باشد و یا اجرا صحیح نباشد، مشخص می‌شود. آزمایش‌های بارگذاری استاتیک، به منظور آزمایش‌های استاتیکی، تعیین ظرفیت باربری نھایی شمع یا نشست و تغییر مکان شمع تحت بارهای بھره‌برداری به کار می‌رود. این روش نسبتاً گران و وقت گیر است، ولی دقیق‌ترین راه برای تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها است.
آزمایش بارگذاری افقی
در آزمایش بارگذاری افقی، بار افقی به صورت تدریجی به شمع‌ها وارد می‌شود. در این آزمایش معمولاً یک شمع دیگر به عنوان تکیه‌گاه است. یا دو شمع را به طرف ھم می‌کشند. آزمایش تعیین باربری شمع بر اساس اندازه گیری تعداد ضربه و مقدار فرو رفت روش کار آن است که تعداد ضربه و مقدار فرورفت شمع در خاک اندازه‌گیری و سپس با کمک این روابط باربری تخمین زده می‌شود.
به طور کلی روابط تحلیل کوبش بر این فرض استوار است که کار انجام شده توسط چکش در حین فرو کردن شمع برابر با کار مقاوم مجموعه شمع و خاک است.
فرمول‌های ارائه شده معمولاً بسیار تقریبی هستند و با ضرایب اطمینان بزرگ (حدود ۶) به کار می‌روند. پیشنهاد ضرایب اطمینان بزرگ به دلیل استفاده از فرضیات غیر‌دقیق از جمله صلب بودن شمع، ناشناخته بودن مکانیزم کوبش و بی‌اطلاعی از راندمان چکش است. فرو رفت شمع تحت ضربه شامل دو بخش دائم و بازگشت پذیر است. برجهندگی در واقع فرو رفت بازگشت‌پذیر شمع تحت ضربه است. برجهندگی را گاهی فرو رفت برگشتی می‌خوانند.
روابط مختلفی برای تحلیل کوبش و تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها پیشنهاد شده است. این فرمول‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. روابطی که بین ضربه چکش، میزان فرو رفت شمع و ظرفیت باربری شمع ارتباط برقرار می‌کند. روابطی که علاوه بر ضربه چکش و میزان فرورفت به مقدار برجهندگی شمع تحت ضربه هم توجه می‌کنند و آن را به ظرفیت باربری شمع ارتباط می‌دهند.
آزمایش‌های دینامیکی
آزمایش دینامیکی شمع تکنولوژی نسبتاً جدیدی است و بر اساس حل معادله پخش موج تنش در شمع استوار است. کوبش شمع، موجب ایجاد یک موج تنش می‌شود که به سمت پایین حرکت می‌کند. در مقابل خاک، در برابر موج تنش، به سمت بالا مقاومت می‌کند و موج تنش می‌تواند به وسیله یک سرعت یا شتاب سنج و یک تنش یا کرنش سنج که در سر شمع نصب شده، اندازه گیری شود. با زمان حرکت موج تنش که به سمت بالا حرکت می‌کند، می‌توان توزیع مقاومت خاک در طول بدنه شمع را نیز تعیین کرد.
این روش برای تعیین ضریب کارایی انتقال انرژی به وسیله چکش کوبش، تعیین تنش‌های فشاری و کششی ایجاد شده در شمع و تعیین موقعیت و شدت آسیب‌های سازه‌ای نیز قابل استفاده است.
مانیتورینگ در حین عملیات شمع کوبی
مانیتورینگ در حین عمیلات شمع کوبی برای سه منظور اساسی زیر انجام می‌شود.
- اندازه‌گیری و تعیین انرژی موثر چکش در جین شمع کوبی و مقایسه با پیش بینی‌های اولیه
- کنترل تنش‌های ایجاد شده در شمع ناشی از ضربه چکش
- اندازه‌گیری مقاومت خاک در حین شمع کوبی و کنترل ظرفیت شمع
آزمایش استاتنامیک
آزمایش Statnamic آزمایش بارگذاری سریع شمع است که جدیداً توسعه یافته است. یک جرم نسبتاً کوچک تحت فشار بزرگی قرار می‌گیرد. در نتیجه این جرم بار فشاری کوتاه مدت به شمع وارد می‌کند. نتایج به دست آمده از Statnamic تحلیل شده، با کسر کردن مولفه‌های اینرسی و میرایی ظرفیت باربری استاتیکی معادل شمع تعیین می‌شود.
این روش برای پیش بینی ظرفیت باربری شمع‌ها در خاک‌های دانه‌ای درشت منجر به نتایج بسیار دقیقی شده است. ولی در خاک‌های دانه‌ای ریز ظرفیت باربری را با دقت کمتر تعیین می‌کند.
آزمایش کنترل کیفیت سازه شمع
با چکش دستی ضربه‌ای به سر شمع زده می‌شود و حرکت سر شمع با شتاب سنج ثبت می‌شود. آسیب دیدگی شمع حین اجرا، موجب خلل در موج رفت و برگشت می‌شود.