ساخت دستگاه بارش ماسه نیمه خودکار جدید برای ساختن مدل های فیزیکی ژئوتکنیکی

نویسندگان
1 مشهد میدان آزادی دانشگاه فردوسی مشهد گروه عمران صندوق پستی 1111-91775
2 دانشجوی دکتری تخصصی
3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
ساخت مدل های آزمایشگاهی یکی از پر کاربردترین روشهای پژوهشی در مهندسی ژئوتکنیک است. مدلهای آزمایشگاهی پدیده های ژئوتکنیکی را در مقیاسی کوچکتر شبیه سازی می کنند تا تاثیر پارامترهای مختلف بر روی آن بررسی شود. یکی از اصلی ترین پارامترهای خاک در مدلسازی تراکم نسبی خاک است. روش بارش ماسه یکی از روشهای مورد قبول برای ساخت نمونه های آزمایشگاهی و مدل های فیزیکی برای دستیابی به تراکم های نسبی معین در پژوهش های ژئوتکنیکی است. ساخت مدلهای خاکی با لایه های یکنواخت، تراکم نسبی مشخص و تکرارپذیر، یکی از اهداف روش بارش ماسه است. این پژوهش به معرفی یک دستگاه بارش پرده ای ماسه نیمه خودکار می پردازد که جهت ساخت مدلهای فیزیکی در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شده است. در این پژوهش نتایج حاصل از آزمایش های صورت گرفته بر روی دستگاه بارش توسط ماسه 161 فیروزکوه ، تحلیل و بررسی شده است. تاثیر عوامل مختلف بر تراکم نسبی لایه های خاک مانند ارتفاع بارش، شدت بارش، ضخامت پرده بارش و سرعت حرکت پرده بارش در این دستگاه بارش مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که با افزایش ارتفاع، کاهش ضخامت پرده بارش و افزایش سرعت حرکت پرده، تراکم نسبی ماسه افزایش می یابد. همچنین با بررسی آزمایش های مختلف، تکرارپذیری و یکنواختی بسیار مطلوبی جهت ساخت مدلهای فیزیکی در دامنه وسیعی از تراکم های نسبی ( بین 3 تا 93 درصد ) مشاهده شده است و پیشنهادهایی برای ساخت مدل های فیزیکی به این روش ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Developing a Portable Curtain Sand Pluviator for Reconstitution of Soil Models

نویسندگان English

Jafar Bolouri Bazaz 1
Mehdi Zadehmohamad 2
Seyyed Saber Hashemi 3
2 Ph.D Student
3 M.Sc student
چکیده English

Physical modeling is one of the most applicable researching methods in Geotechnical Engineering. Physical models simulate Geotechnical Engineering phenomenon in small scale to evaluate the effect of different parameters on them. In geotechnical physical modeling, reaching to a targeted specific weight (γ) and Density Ratio (DR) for sand beds are important. Air pluviation is one of the most adoptable methods for preparation of uniform and repeatable sand beds of required density in physical modeling. In this method sand in a container falls from an opening bellow it through the air. With different openings, there are different types of air pluviation. It may consist of a single or multiple nozzles, single or multiple sieves or a narrow aperture that pours a sand curtain. A pluviator can be stationary or portable. Stationery pluviation is a traditional method that commonly used for preparing small samples. In this method the hopper is station and nozzle outlet is small and sand pours in a limit surface of sample, therefore uniformity of sand beds decreased. Also in the horizontal direction, stationary pluviation results in a great segregation in soils which contain fines. In a Travelling pluviator the hopper usually moves above the area of interest, in a certain pattern and the sand pours uniformly from nozzle or aperture in the sample or model box. This paper presents the details of a test series with a portable curtain rainer pluviator that has been developed for modeling the sand beds in model box in geotechnical laboratory in Ferdowsi University of Mashhad. The new portable sand pluviator has been designed and developed for preparation of sand beds in a box with large dimensions (1.8 m length, 0.4 m width, 0.8 heights). The main function of the pluviator was reproducing sand beds behind the wall in the model box. The apparatus consists of a hopper with a capacity about 20 kg which is placed on a rigid modular frame. The hopper frame is connected to a modular wheeled frame that could move back and forth longitudinally by a belt on a pair of rails. The modular frames could justify the height of sand fall during pluviation and keeps the sand fall height constant. The belt is connected to a series of gearwheels that moved by a stepping motor. The direction of motion is reversed automatically when certain steps of moving finished. The velocity of the hopper could be controlled in the range of 0.4 to 4 cm/s. The sand in the hopper exits from an aperture which is connected below the hopper and could be replaced. Different aperture widths used to change the deposition intensity. In these tests the Firoozkooh sand NO.161 used for calibration. The influence of different parameters such as Height of fall, sand flow Curtain velocity, sand curtain width and Sand deposition intensity (DI) evaluated on Relative Density (RD) of sand beds with obtaining several samples during calibration. As the results clearly shows, by increasing the velocity of container, decreasing the curtain thickness and increasing the height of fall, relative density will increase. The test results show the very good repeatability and uniformity in sand for physical models in a large domain of Relative densities (3% to 93%).

کلیدواژه‌ها English

air pluviation
Portable Pluviator
Curtain Rainer
Firoozkooh sand NO.161
relative density