نتایج مطالعات در زمینه اثر گازوئیل برظرفیت باربری شالوده سازه‌ها

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ فاطمه میرمحمد حسینی مجری طرح، آلودگی‌های گسترده فراورده‌های نفتی در بسیاری 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؛ زیرا به علت ماندگاری و نداشتن امکان خروج مواد آلاینده به تراز‌های پایین در ساختگاه‌های چسبنده و ریزدانه، بیشترین مسایل و مشکلات ناشی از آلایندگی در لایه‌های سطحی این نواحی بوجود می‌آید.

وی پاکسازی و رفع این آلودگی را امری دشوار، پرهزینه و گاهی غیرممکن عنوان کرد و افزود: در چنین شرایطی نحوه و میزان اثرات آلودگی بر خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی لایه‌های سطحی همواره دغدغه اصلی و مهم کارشناسان و فعالان این حوزه بوده است، اهمیت این موضوع زمانی بیشتر آشکار می‌شود که بدانیم هر نوع ساخت و ساز و احداث تأسیسات مختلف و یا موجود در این مناطق موجب اعمال طیف وسیعی از انواع بار‌های استاتیکی و دینامیکی بر روی زمین خواهد شد.

این محقق گفت: به عنوان مثال سرریز و نشت مخازن گازوئیل بسیاری از موتور‌ها و دیزل‌ها (صنعتی و کشاورزی) درست وارد بستری می‌شود که پی ماشین آلات مذکور برروی آن احداث و نصب شده و قرار است که این پی با استناد به خواص مهندسی و پارامتر‌های ژئوتکنیکی خاک بستر طراحی شده، در طول سالیان متمادی بار‌های استاتیکی و دینامیکی ماشین و موتور منصوبه را به خاک منتقل و مجموعه پی و خاک بستر، عملکرد رضایت بخشی داشته باشند.

وی افزود: 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 ممکن است به علت نبود شناخت دقیق و صحیح از خصوصیات ژئوتکنیکی لایه‌های سطحی خاک‌های ریزدانه آلوده به وجود آمده باشد.

حسینی از اجرای طرح تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و گفت: برای بررسی این امر طرح تحقیقاتی با عنوان «مطالعه آزمایشگاهی خواص ژئوتکنیکی خاک‌های ریزدانه آلوده به نفت گاز (گازوئیل)» در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شد.

مجری طرح افزود: 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، گفت: 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) به دست آمد.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: با استناد به این روابط می‌توان تنها با معلوم بودن میزان ماده آلاینده و نوع و ترکیب 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 این مناطق خواهد شد.

وی گفت: بر اساس مطالعات ما ملاحظه شد حضور گازوئیل در ساختگاه‌های رسی خالص موجب کاهش ظرفیت باربری بستر (در زیر پی‌های نواری) به میزان ۵۰ درصد خواهد شد و در ساختگاه‌های رسی مختلط که بخشی ریزدانه غیرچسبنده نیز وجود داشته باشد این کاهش ظرفیت به ۶۰ درصد هم می‌رسد.

حسینی با بیان اینکه میزان آلودگی گازئیل تا ۸ درصد شرایط بحرانی‌تری را برای ایجاد سازه‌ها ایجاد خواهد کرد، افزود: بر اساس نتایج مطالعات شرایط ساختگاه‌های آلوده به گازوئیل از نظر بهره برداری‌های دینامیکی، نسبت به ساختگاه‌های مشابه غیر آلوده، نامناسب‌تر است به این معنی که در زیر سیکل‌های بارگذاری متعدد و مستمر، نشست و تغییر شکل‌های الاستیک و قابل برگشت خاک کاهش و تغییر شکل‌های پلاستیک تجمعی و ماندگار افزایش می‌یابد؛ در نتیجه سیستم مورد بهره برداری زودتر دچار اختلال خواهد شد.

وی به بیان نحوه اجرای این طرح پرداخت و گفت: از آنجا که این تحقیق یک پروژه آزمایشگاهی بود، تحت یک برنامه گسترده آزمایشگاهی و بهره گیری از تجهیزات و دستگاه‌های مختلف موجود در آزمایشگاه‌های مکانیک خاک و دینامیک خاک دانشکده مهندسی عمران دانشگاه امیر کبیر و سایر مراکز، انواع آزمون‌های فیزیکی و مکانیکی در شرایط استاتیکی و دینامیکی بر نمونه‌های خاک‌های ریزدانه انجام گرفت.

حسینی بررسی و شناخت رفتاری جامع از مشخصات ژئوتکنیکی خاک‌های ریزدانه زمانی که در معرض آلودگی قرار می‌گیرند را از دیگر بخش‌های این پژوهش عنوان کرد و افزود: نتایج بدست آمده هم در حوزه شناخت ویژگی‌های رفتاری این قبیل ساختگاه‌ها در شرایط بار‌های دینامیکی به عنوان شاخه‌ای از ژئوتکنیک زیست محیطی و هم درحوزه کاربری‌های 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 گفت: این مقالات به معرفی نحوه تغییر خواص ژئوتکنیکی خاک‌های آلوده به گازوئیل، روابط و معادلات تجربی برای تعیین پارامتر‌های مهندسی خاک‌های ریزدانه آلوده به گازوئیل بدون نیاز به انجام آزمون‌های آزمایشگاهی و نحوه و میزان تغییر خواص الاستوپلاستیک این خاک‌ها در شرایط مواجه با بارگذاری‌های سیکلی می‌پردازند.

این طرح را فاطمه میرمحمد حسینی و با راهنمایی دکتر تقی عبادی و دکتر ابوالفضل اسلامی از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی کرده است.