دستاورد جدید محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر

به گزارش اینتیر به نقل از ایسنا، امیرحسین محمدی، دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست و مجری طرح «بررسی آزمایشگاهی ظرفیت باربری محوری شمع‌ها در خاک ماسه‌ای آلوده به مواد نفتی» گفت: یکی از کاربردهای شمع در صنعت ساختمان به عنوان پی عمیق، انتقال نیروهای سازه‌ها به لایه‌های مقاوم‌تر خاک است. اگرچه شمع‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که انواع نیروها اعم از نیروهای محوری، جانبی و لنگر خمشی را تحمل کنند؛ با این حال معمولاً ظرفیت باربری محوری شمع به عنوان عامل اصلی طراحی این المان‌های سازه‌ای مدنظر قرار می‌گیرد.

وی با بیان اینکه رفتار شمع‌ها در خاک وابسته به ویژگی‌های خاک اطراف شمع و ویژگی‌های شمع است، افزود: با توجه به این که نیروهای سازه از طریق سطح مشترک شمع و خاک به خاک منتقل می‌شود، هرگونه تغییر در ویژگی‌های خاک‌های اطراف شمع، منجر به تغییر ظرفیت باربری شمع خواهد شد.

وی خاطر نشان کرد: مطالعات پیشین نشان داده‌اند که حضور آلاینده‌های نفتی در خاک، سبب کاهش قابل توجه نیروهای قابل تحمل توسط خاک می‌شود که این تغییرات قطعاً بر ظرفیت باربری شمع در تماس با خاک آلوده، تاثیر گذار خواهد بود.

محمدی ادامه داد: با توجه به نبود تحقیقات آزمایشگاهی در مورد تغییرات ظرفیت باربری محوری شمع‌ها در خاک‌های آلوده به مواد نفتی، در این تحقیق با ساخت دستگاهی برای مطالعه رفتار پی‌های عمیق، ضمن انتخاب درصدهای مختلف از سه نوع آلاینده نفتی و همچنین شرایط مختلف اجرای شمع، ابعاد شمع و دانسیته نسبی خاک، تاثیرات تغییر این عوامل بر ظرفیت باربری محوری شمع مدل فولادی بررسی شد.

وی تاکید کرد: خاک بخش عمده‌ای از نواحی اطراف تاسیسات نفتی و مسیرهای انتقال مواد نفتی ، بنابر دلایل مختلف به انواع فرآورده‌های نفتی اعم از بنزین، گازوئیل، نفت خام و نفت سفید آلوده است. همچنین، با توجه به نیاز کشور به منابع انرژی و توسعه تاسیسات پالایش، انتقال و ذخیره‌سازی، ساخت تاسیسات جدید عمدتاً در اطراف تاسیسات موجود صورت می‌گیرد که خاک این نواحی آلوده به انواع فرآورده‌های نفتی است.

وی خاطر نشان کرد: با توجه به آلودگی خاک به انواع مواد نفتی، در طراحی شمع‌ها باید اثر حضور درصدهای مختلف از این مواد بر ظرفیت باربری محوری شمع‌ها درنظر گرفته شود.

محمدی عنوان کرد: در این تحقیق شرایط مختلف اعم از نوع آلاینده، درصد آلاینده، دانسیته نسبی خاک، روش اجرای شمع و عمق خاک آلوده در تماس با شمع، مدنظر قرار گرفته و ضرایب کاهنده ظرفیت باربری در شرایط مختلف ارائه شده است.

وی با بیان اینکه این روابط و ضرایب در طراحی دقیق شمع‌ها در خاک‌های آلوده به مواد نفتی، بسیار پرکاربرد هستند، افزود: دستگاه ساخته شده جهت بررسی ظرفیت باربری پی‌های عمیق، علاوه بر امکان مدل‌سازی فیزیکی شمع‌ها در مقیاس‌های قابل قبول، در دیگر کاربردها اعم از مطالعات انتقال و انتشار آلاینده‌ها در خاک نیز قابل استفاده بوده و همچنین امکان تجاری‌سازی و تولید انبوه آن نیز وجود دارد.

وی با اشاره به نتایج تحقیقات خود گفت: نتایج به دست آمده در این تحقیق علاوه بر این که مؤید تاثیرگذاری حضور آلاینده‌های نفتی در خاک بر ویژگی‌های ژئوتکنیکی خاک‌ها است، در فرآیند طراحی شمع در پروژه‌های طراحی و ساخت تاسیسات پالایش و ذخیره‌سازی مواد نفتی و یا هر نوع سازه دیگری که بر روی خاک‌های آلوده به مواد نفتی ساخته خواهد شد، مورد استفاده است.

وی عنوان کرد: از سوی دیگر در محل‌هایی که امکان آلوده شدن خاک پس از ساخت سازه نیز وجود دارد (نظیر نشت از مخازن ذخیره)، این قابلیت وجود دارد که میزان نشست‌های آتی سازه در اثر نشت مواد نفتی، پیش‌بینی شود. در واقع کارفرمایان، پیمانکاران و مهندسان مشاور این نوع پروژه‌ها می‌توانند از داده‌ها و روابط ارائه شده در این تحقیق، در طراحی سازه‌های موردنظر استفاده کنند.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: با توجه به قابلیت‌های دستگاه و همچنین مشخصات شمع‌های مدل ساخته شده، امکان بهینه‌سازی و تکمیل امکانات و تجهیزات آنها وجود دارد. لذا در مرحله اول، هدف بهبود عملکرد دستگاه و شمع‌های مدل ساخته شده به منظور انجام تحقیقات بیشتر در زمینه تاثیر آلاینده‌های نفتی بر خاک‌ها و پی‌ها و سپس ساخت نمونه‌های مشابه جهت تامین نیاز دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی به این دستگاه خواهد بود.