پذیرش یا رد مهار یا مسلح کننده انکراژ

یکی از جنبه­‌های منحصر به فرد سیستم مهارکوبی(یا انکراژ در سیستم نیلینگ) در مقایسه با سایر سیستم‌­ها، این است که هر مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) قبل از بهره‌­برداری، برای تعیین و بررسی ظرفیت باربری و رفتار تغییر شکل- بارگذاری تحت آزمایش بارگذاری قرار می­گیرد. پذیرش یا رد مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) بر اساس نتایج زیر تعیین می­شود:

  • آزمایش‌­های عملکردسنجی
  • آزمایش­‌های شاهد
  • آزمایش‌­های خزش ممتد

همچنین، آزمایش خزش با زمان کوتاه (وجه مقابل خزش ممتد) در قالب بخشی از آزمایش‌­های شاهد و عملکرسنجی انجام می­شود. آزمایش شاهد رایج­ترین آزمایش بوده و در یک پروژه معین روی اکثر مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)ها انجام می‌­شوند. تعداد آزمایش‌­های عملکردسنجی و آزمایش خزش برای یک پروژه به موقت یا دائم بودن سیستم مهارکوبی(یا انکراژ در سیستم نیلینگ) و همچنین به نوع زمین بستگی دارد.

نتایج حاصله از این آزمایش‌­ها با حداقل معیارهای پذیرش مقایسه می­‌شوند تا تعیین گردد آیا می­توان از مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) بهره‌­برداری نمود یا نه. معیارهای پذیرش مبتنی بر مقادیر خزش مجاز و جابجایی­‌های الاستیک مجاز مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) در طی آزمایش بارگذاری می­‌باشند. در ادامه توضیح مختصری از هر یک از این آزمایش­‌ها آمده است.

 

  • آزمایش‌­های عملکردسنجی

آزمایش عملکردسنجی شامل بارگذاری نموی و باربرداری نموی یک مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) بهره‌­برداری (محصول نهایی) است. آزمایش عملکردسنجی برای تعیین ظرفیت مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)، تعیین رفتار بار- تغییرشکل، شناسایی دلایل جابجایی مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) استفاده می­شود، و بررسی اینکه آیا طول غیر پیوندی واقعی برابر با طول مفروض در طرح مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) است یا بزرگتر از آن است. همچنین نتایج آزمایش عملکردسنجی ممکن است برای تفسیر نتایج آزمایش­ شاهد استفاده شود.

آزمایش­ عملکردسنجی معمولاً روی دو یا سه مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) بهره­ برداری ابتدایی انجام می­شود و پس از آن حداقل روی 2% باقی مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)های بهره‌­برداری انجام می­شود. جاییکه خاک­ مستعد خزش باشد یا جاییکه احتمال تغییر در شرایط زمین وجود دارد ممکن است آزمایش­‌های عملکردسنجی اضافی لازم باشد. جاییکه شرایط زمین متغیر است، برای تسهیل تفسیر اندازه­‌گیری­‌ها و قرائت­‌های آزمایش در صورت امکان باید مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)های آزمایش عملکردسنجی در نزدیکی گمانه­‌های مطالعات ژئوتکنیک انتخاب شوند.

 

  • روش انجام آزمایش عملکردسنجی

مراحل بارگذاری آزمایش عملکردسنجی جدول 1 آمده است. اولین مرحله در آزمایش عملکردسنجی شامل اعمال بار اسمی به تاندون مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) می‌­باشد. این بار که آن را “بار تنظیم” می­نامیم، معمولاً بیشتر از 5% بار طرح نیست، و هدف از اعمال آن اطمینان از تنظیم بودن تجهیزات بارگذاری و تنیدگی می­باشد. به محض اعمال بار تنظیم (AL) تجهیزات اندازه‌گیری جابجایی صفر می­شوند، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. در طی چرخه اول بارگذاری، بار تا 25% بار طرح افزایش داده می­شود و جابجایی­‌های نموی ثبت می­شوند (نقطه شماره 1 روی شکل 1). سپس بار دوباره به مقدار بار تنظیم کاهش داده می­شود. این پروسه توام با گام­‌های افزایش بار نشان داده شده در جدول 1 تکرار می­شود، مادامیکه به حداکثر بار (بار آزمایش)برسیم. بار آزمایش ممکن است از 120 تا 150 درصد بار طرح متغیر باشد و معمولاً برای پروژه‌­های دائم 133% و در پروژه‌­های موقت 120% استفاده می­شود. برای مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)های واقع در خاک مستعد خزش یا زمانیکه نتوان یک بنچ مارک مستقل برای گیج مدرج مقرر نمود، ممکن است از بار 150% استفاده شود.

جدول 1. مراحل آزمایش عملکردسنجی
گام بارگذاری بار اعمال شده ثبت و ترسیم جابجایی کل (δti) ثبت و ترسیم جابجایی باقیمانده (δri) محاسبه جابجایی الاستیک (δei)
1 اعمال بار تنظیم (AL)
2 چرخه 1 0.25DL δt1 δt1 – δr1 = δe1
AL δr1
3 چرخه 2 0.25DL δ2 δt2 – δr2 = δe2
0.50DL δt2
AL δr2
4 چرخه 3 0.25DL δ3 δt3 – δr3 = δe3
0.50DL δ3
0.75DL δt3
AL δr3
5 چرخه 4 0.25DL δ4 δt4 – δr4 = δe4
0.50DL δ4
0.75DL δ4
1.00DL δt4
AL δr4
6 چرخه 5 0.25DL δ5 δt5 – δr5 = δe5
0.50DL δ5
0.75DL δ5
1.00DL δ5
1.20DL δt5
AL δr5
7 چرخه 6 0.25DL δ6
0.50DL δ6
0.75DL δ6
1.00DL δ6
1.20DL δ6
1.33DL δt6 *
8 بار را به مدت 10 دقیقه نگه دارید و همزمان جابجایی­‌ها را در زمان­‌های معین قرائت کنید. اگر جابجایی کل اندازه­گیری شده در طی بار ثابت بیشتر از مقدار حداکثر مشخصه باشد، آنگاه بایستی زمان نگهداشت بار را به 60 دقیقه افزایش داد.
9 ادامه چرخه 6 AL δr6 چرخه 6

δtn – δr6 = δe6

10 اگر نتایج آزمایش معیارهای پذیرش را ارضا ­کنند، مقدار بار را روی بار lock-off تنظیم کنید. در غیر اینصورت به بخش 7-4-5-4 رجوع کنید.

نکات:

*: لحظه قرائت δt6 ، در واقع لحظه قرائت صفر برای آزمایش خزش می­باشد.

AL : بار تنظیم       ،       DL : بار طرح

δi : جابجایی کل تحت باری بجز حداکثر بار چرخه iام      ،     i: شماره چرخه

شکل 1. ترسیم داده‌­های آزمایش عملکرد سنجی (after PTI, 1996)

بار آزمایش قبل از کاهش به بار lock-off به مدت 10 دقیقه ثابت نگه داشته می­شود. در طی این ده دقیقه، جابجایی­‌ها در دقایق 1، 2، 3، 4 ، 5 ، 6 و 10 اندازه‌­گیری شده و ثبت می­‌شوند. هدف از نگهداشت بار، اندازه‌­گیری جابجایی­‌های وابسته به زمان (خزش) مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) می‌­باشد. این بخش از آزمایش عملکردسنجی همان آزمایش خزش کوتاه مدت است. اگر جابجایی کل بین دقایق 1 الی 10 بیشتر از حداکثر جابجایی­‌های خزشی مشخصه شود، بار آزمایش به مدت 50 دقیقه دیگر (یعنی در مجموع 60 دقیقه) ثابت نگهداشته می­شود و جابجایی کل در دقایق 20، 30، 40، 50 و 60 ثبت می­شود. اگر نتایج جابجایی­‌های خزشی برای یک مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) نسبت به معیارهای مشخصه بیشتر باشد، یکی از تصمیمات زیر بایستی گرفته شود:

  • فقط تحت بارهای کاهش یافته و کم، می­توان مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) را جزئی از سیستم سازه­‌ای تلقی نمود.
  • می­توان مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) را مجدداً اجرا نمود.
  • فقط در مورد مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)های پس تزریق می­توان مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) را مجدداً تزریق نموده و مجدداً مورد آزمایش قرار داد.
  • قرائت و ثبت داده‌­های آزمایش عملکردسنجی

مقدار بار از روی گیج فشار جک تعیین می­شود. در طی آزمایش خزش، برای اطمینان از ثابت باقی‌ماندن بار جک، یک لودسل نصب می­‌شود. سپس داده­‌های بار- تغییر شکل بدست آمده برای هر گام افزایش بار در آزمایش عملکردسنجی به صورت نمودار ترسیم (مطابق شکل 2) می­شود. در هر گام افزایش بار و همچنین بار تنظیم، جابجایی­ها ثبت می­شوند. جابجایی کل (δt) اندازه­گیری شده، شامل جابجایی الاستیک و جابجایی باقیمانده است. برای بررسی معیارهای پذیرش باید مقدار جابجایی الاستیک مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) را تعیین کنیم. جابجایی الاستیک (δe) از افزایش طول تاندون و جابجایی­های الاستیک مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) داخل زمین منتج می­شود. جابجایی­های باقیمانده (δr) مشتمل بر افزایش طول دوغاب مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) و جابجایی کل مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) در داخل زمین می­باشد. جابجایی باقیمانده برای هر گام افزایش بار که متناظر با جابجایی خالص “غیر قابل جبران” (برگشت ناپذیر) می­باشد، به محض اعمال افزایش بار و متعاقباً کاهش بار (توام با ثابت ماندن نرخ کرنش) جهت تنظیم نمودن بار (برای تعیین δr6 به شکل 1 رجوع کنید) رخ می­دهد. بنابراین جابجایی الاستیک از تفاضل “جابجایی کل اندازه­‌گیری شده تحت حداکثر بار در یک چرخه”- “جابجایی اندازه‌­گیری شده تحت بار تنظیم” بدست می‌­آید (رجوع کنید به جدول 1). جابجایی باقیمانده نشانگر رفتار تنش- کرنش پیوند دوغاب- زمین در ناحیه پیوند مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) می­باشد، که البته از این پارامتر به عنوان معیار پذیرش یا عدم پذیرش مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) استفاده نمی­شود.

شکل 2. ترسیم داده­‌های جابجایی الاستیک و باقیمانده در یک آزمایش عملکردسنجی (after PTI, 1996)

در قالب بخش خزشی آزمایش عملکردسنجی، جابجایی در دقایق( 1، 2 ، 3، 4، 5، 6 و 10) اندازه‌گیری شده و ثبت می­شود. زمان مربوط به اندازه‌­گیری جابجایی تحت بار آزمایش (زمان مربوط به نقطه 6 در شکل 1) بیانگر زمان شروع آزمایش خزش می­باشد. جابجایی از دقیقه 1 تا 10 بعد از زمان شروع ثبت شده و با معیارهای پذیرش خزشی مقایسه می­‌شود. اگر معیارهای پذیرش خزش ارضا نشوند، بار آزمایش به مدت 50 دقیقه دیگر (یعنی کلاً 60 دقیقه) نگهداشته می­شود. مقدار کلی جابجایی بین دقایق 6 الی 60 ثبت شده و با معیارهای پذیرش مقایسه می­شود.

معیارهای پذیرش خزشی در اصل برای مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ)های کابلی لخت (بدون پوشش و محافظ) تدوین یافته‌­اند. برای تاندون­‌های کابلی با پوشش اپوکسی، جابجایی­‌های خزشی کابل در طی آزمایش بارگذاری مقدار قابل توجهی است. جابجایی خزشی کابل بایستی از جابجایی­‌های کل اندازه‌­گیری شده در طی آزمایش بارگذاری کسر شود، به نحویکه جابجایی­‌های خزشی در داخل زمین را بتوان بادقت و به درستی محاسبه نمود.