به گزارش روز شنبه گروه علمی ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، زهرا شاه‌مراد، پژوهشگر این دانشگاه با همکاری اعضای هیأت علمی صنعتی امیرکبیر، موفق به ارائه یک طبقه‌بندی مهندسی برای تخمین زاویه اصطکاک داخلی بیم‌سویل‌ها (محیط‌های مخلوط خاک و سنگدانه) شد که به گفته آنها این محیطها، در طراحی‌های ژئوتکنیکی، بسیار چالش‌برانگیز هستند و همواره مورد توجه ویژه مهندسان ژئوتکنیک بوده‌اند.
این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر از اجرای یک طرح پژوهشی کاربردی با عنوان «ارائه طبقه‌بندی مهندسی برای بیم سویل‌ها» خبر داد و گفت: این پروژه با هدایت و راهنمایی پرویز معارف‌وند و اکبر چشمی که به ترتیب از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دانشگاه تهران هستند، انجام شده است.
شاه‌مراد درباره اهداف اجرای این طرح، بیان کرد: تعیین زاویه اصطکاک داخلی بیم سویل‌ها (که مخلوط‌هایی پیچیده از سنگدانه‌ها در ماتریسی از خاک هستند) به دلیل ساختار ناهمگن و دشواری تهیه نمونه‌های آزمایشگاهی و برجا، همواره برای مهندسان چالش‌برانگیز بوده است. در حالی‌که در پروژه‌های عمرانی، مهندسان ناگزیر از تحلیل و طراحی در چنین محیط‌هایی هستند. هدف ما از این تحقیق، ارائه روشی ساده برای تخمین زاویه اصطکاک داخلی بدون نیاز به انجام آزمایش‌های دشوار و پرهزینه برجا بوده است.
وی در خصوص اهمیت و دستاورد این پژوهش افزود: نتایج این تحقیق به مهندسان ژئوتکنیک این امکان را می‌دهد تا تنها با انجام چند آزمون ساده، بتوانند در مراحل اولیه طراحی، زاویه اصطکاک داخلی بیم‌سویل‌ها را تخمین بزنند.
این محقق جوان در تشریح روش اجرای این پژوهش عنوان کرد: ابتدا پارامترهای مؤثر بر خواص مقاومتی بیم‌سویل‌ها شناسایی شد. سپس نمونه‌های بزرگ‌مقیاس حدود ۱۳۷ کیلوگرمی برای بررسی اثر هر پارامتر ساخته شد. این نمونه‌ها مورد آزمون قرار گرفتند و به هر پارامتر بر اساس میزان تأثیر، امتیاز داده شد. در مرحله نهایی با استفاده از این امتیازها، طبقه‌بندی پیشنهادی ارائه و با داده‌های میدانی راستی‌آزمایی شد.
مجری طرح با اشاره به چالش‌های موجود در اجرای پروژه اظهار کرد: پیچیدگی اصلی، بررسی تاثیر پارامترهای اثرگذار در مقیاس بزرگ بود، چرا که اندازه سنگدانه‌ها ایجاب می‌کرد مقیاس نمونه‌ها بزرگ‌تر از نمونه‌های رایج آزمایشگاهی باشد. به همین دلیل، تأمین تجهیزات آزمایشگاهی متناسب با این مقیاس، دشوار و محدود بود.
وی با اشاره به کارکردهای تحقیق خاطرنشان کرد: این طبقه‌بندی برای طراحی اولیه سازه‌های ژئوتکنیکی که بر رو و یا درون بیم‌سویل‌های غیر سیمانی احداث می‌شوند، قابل استفاده است. مهندسان می‌توانند با استفاده از این طبقه‌بندی از انجام آزمون‌های پر هزینه جلوگیری کنند.
شاه‌مراد با اشاره به انتشار مقاله‌ای از این طرح، تصریح کرد: نوآوری پژوهش در ارائه طبقه‌بندی جدیدی است که امکان تخمین زاویه اصطکاک داخلی را با چند آزمایش ساده ممکن می‌سازد. این بخش از کار در مقاله علمی منتشر شده است.
دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: گام‌های آتی این پژوهش شامل افزایش دقت طبقه‌بندی با استفاده از نمونه‌های متنوع بیم‌سویل، بررسی اثر ترکیب خمیره خاکی تحت شرایط مختلف رطوبتی، تحلیل اثر جهت‌گیری سنگدانه‌ها با کمک تصویربرداری پیشرفته و مطالعه رفتار پس از گسیختگی نمونه‌ها خواهد بود.
شاه‌مراد در معرفی ویژگی‌های پژوهش گفت: استفاده از آزمون‌های بزرگ‌مقیاس برای محیط‌هایی پیچیده مانند بیم‌سویل‌ها، از ویژگی‌های متمایز این طرح است که موجب افزایش دقت تخمین زاویه اصطکاک داخلی شده است.
وی درباره مدت اجرای پروژه توضیح داد: از شروع آزمایش‌ها تا زمان انتشار مقاله، حدود دو تا سه سال زمان صرف شده است.
این پژوهشگر در پاسخ به پرسشی درباره وجود نمونه داخلی یا خارجی برای طرح اظهار کرد: آزمون برش مستقیم بزرگ‌مقیاس پیش‌تر انجام شده، اما بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی در شرایط یکسان و منجر شدن آن به یک طبقه‌بندی کاربردی برای تخمین زاویه اصطکاک داخلی بیم سویل‌ها، برای نخستین‌بار در این طرح انجام شده است.
وی گفت: مزیت رقابتی این طرح، کاهش چشمگیر هزینه و زمان طراحی ژئوتکنیکی در پروژه‌های عمرانی است و طبقه‌بندی ارائه‌شده می‌تواند در فاز مطالعات اولیه پروژه‌های عمرانی، مورد استفاده قرار گیرد و به مهندسان در تخمین زاویه اصطکاک داخلی کمک کند.