طراحی و ساخت مدل‌ساز فیزیکی رفتار دینامیکی سازه‌های مدفون درخاک توسط محققان دانشگاه صنعتی اصفهان

پایگاه خبری آوای رودکوف:برای نخستین بار محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به طراحی و ساخت دستگاه مدل‌ساز فیزیکی رفتار دینامیکی سازه‌های مدفون در خاک به منظور پیش‌بینی پاسخ این سازه ها در ابعاد تمام مقیاس و پیش از اجرای عملیات عمرانی شدند.

مبتکر این دستگاه و دانش آموخته دکتری مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان با اشاره به فرآیند طراحی وساخت این دستگاه گفت: مدل‌سازی فیزیکی به واقع تکرار یک پدیده به صورتی است که متغیرهای آن همچون نیرو، جابه جایی وشتاب با آن چه در واقعیت و در نمونه واقعی اتفاق می‌افتد، قابل مطابقت باشد.

حمید مرتضوی‌بک افزود: براین اساس، دستگاه ساخته شده برای نخستین بار امکان بررسی رفتار و پاسخ دینامیکی سازه‌های مدفون در خاک همچون انواع شمع‌های بتنی و فولادی را به طور فیزیکی و منطبق بر سازه واقعی فراهم می نماید.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان ادامه داد: این دستگاه با توجه به دارا بودن محفظه‌ای به شکل مخروط ناقص و اعمال فشار از کف، قادر است در یک ناحیه کنترلی مرکز مخروط، میدان تنشی ایجاد کند که در آن تنش از مقدار صفر در سطح خاک تا مقدار مورد نظر در عمق مشخص به‌صورت خطی افزایش یابد که این امر با آن چه در واقعیت اتفاق می‌افتد هم‌خوانی دارد.

وی اضافه کرد: درمجموع می‌توان گفت با استفاده از این دستگاه امکان مدل سازی فیزیکی تغییرات تنش تا عمق 60 متری در طولی از خاک به اندازه‌ی 2 متر در محفظه‌ی مخروطی شکل فراهم می گردد.

وی با بیان ویژگی های منحصربفرد این دستگاه، افزود: علاوه بر امکان بررسی رفتار دینامکی سازه‌های طولی مدفون، طراحی انحصاری فریم بارگذاری و جرثقیل، استفاده از هوا جهت تأمین فشار کف دستگاه، امکان بررسی خاک اشباع تحت فشار در دستگاه، بهسازی عملکرد با توجه به افزایش اصطکاک جداری دستگاه، استفاده از المان‌های مناسب در مرز‌های دستگاه و سیستم بارش ویژه که موجب کاهش ضرایب مقیاس در طی مدل‌سازی ها و کاهش محسوس خطا می شود، از جمله خصوصیات انحصاری این دستگاه نسبت به نمونه‌های پیشین است.

مخترع دستگاه مدل‌ساز فیزیکی رفتار دینامیکی سازه‌های مدفون در خاک، اضافه کرد: توانایی بررسی رفتار سازه‌های مختلف با توجه به ابعاد بالای دستگاه و توانایی مدل‌سازی در شرایط خشک و اشباع، دو ویژگی ممتاز دیگر این دستگاه ابداعی است.

دانش آموخته دکتری مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان ادامه داد: از این ابداع می توان در زمینه‌های مرتبط با مدل‌سازی فیزیکی سازه‌های عمرانی مدفون در خاک که در مهندسی عمران، گرایش‌های سازه، ژئو تکنیک، راه، محیط زیست و سازه‌های دریایی استفاده می شوند، بهره برداری کرد.

مرتضوی‌بک تصریح کرد: این دستگاه به محققان و شرکت‌های مهندسی این امکان را می‌دهد که پیش از اجراء و طراحی هر سازه مهندسی که به صورت مدفون در خاک است یا استفاده از هر نوع ماده جهت بهبود عملکرد آن، ابتدا رفتارآن را تحت تنش‌های واقعی مورد آزمایش قرار دهند تا از هرگونه عملکرد نامناسب سازه پس از اجرای عملیات عمرانی و صرف هزینه های فراوان جلوگیری گردد.

گفتنی است: نخستین دستگاه مدل‌ساز فیزیکی رفتار دینامیکی سازه‌های مدفون درخاک که به شماره 101648 در اداره ثبت اختراعات و مالکیت معنوی به ثبت رسیده، برگرفته از نتایج رساله دکتری حمید مرتضوی بک با راهنمایی آقایان دکتر امیر مهدی حلبیان، دکتر حمید هاشم‌الحسینی و دکتر محمدعلی روشن ضمیر از اعضای هیئت علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان است و نتایج ارزشمند آن در مجلات معتبر بین المللی همچون International Journal of Physical Modelling in Geotechnics و Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering نیز به چاپ رسیده است.