کارشناسی ارشد, مفاهیم علمی

معرفی روش تراکم انفجاری برای بهسازی خاک

4644

در روش تراکم انفجاری خاک ، با جایگذاری مواد منفجره به میزان مناسب در اعماق مختلف و منفجر نمودن آنها، انرژی حاصل موجب اعمال کرنش های سیکلیک به خاک می گردد. این روش حداکثر تا عمق ۴۳ متری کاربرد داشته و در پروژه های مختلف از آن استفاده می شود.

پیشنهاد مطالعه : تراکم دینامیکی خاک از روش های بهسازی خاک

مکانیسم عملکرد تراکم انفجاری در شکل ۱ به صورت شماتیک نشان داده شده است.

تراکم انفجاری خاک

شکل ۱- مکانیسم عملکرد تراکم انفجاری

روش تراکم انفجاری خاک (EC) معمولاً در موارد ذیل مورد استفاده قرار می گیرد:

۱ . کاهش پتانسیل روانگرایی مصالح
۲ . کاهش پتانسیل نشست زمین در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله
۳ . افزایش ظرفیت باربری پی

اولین تجربه در زمینه استفاده از این روش به سال ۱۹۳۶ بر می گردد که البته عملیات تراکم مذکور با موفقیت کامل همراه نبوده است. روش تراکم انفجاری خاک معمولا جهت بهبود خواص و افزایش دانسیته مصالح دانه ای غیر چسبنده (شن و ماسه لای دار) مورد استفاده قرار می گیرد.

در این روش، اعمال بار دینامیکی ناگهانی ناشی از انفجار باعث شکسته شدن پیوند ناشی از چسبندگی و یا سیمانتاسیون بین دانه ها گردیده و در نتیجه دانه ها به یکدیگر نزدیک تر و مصالح متراکم تر می گردند. نرخ کرنش قائم در این روش بین ۲ تا ۱۰ درصد خواهد بود.

ملاحظات طراحی تراکم انفجاری خاک

در طرح های مختلف تراکم انفجاری خاک ، معمولاً از ۳ تا ۵ گام انفجار استفاده می شود. بر اساس تحقیقات پراگ (Prugh, 1963) اولین گام انفجار ۵۰ %، دومین گام ۲۵ %، سومین گام ۱۵ % و چهارمین گام حدود ۵% از نشست کل را ایجاد خواهند کرد.

در ادامه به برخی ملاحظات کلی در طراحی جزییات تراکم خاک با انفجار اشاره می گردد :

۱ . خرج انفجاری باید در اعماق حدود ۰/۵ تا ۰/۷۵ عمق لایه مورد تراکم قرار گیرد (عمق ۰/۶۷ توسط پراگ پیشنهاد شده است).

۲ . فاصله چال های انفجاری بین ۵ تا ۱۵ متر توصیه شده است.

۳ . فاصله دقیق چال ها پس از آزمایش الگوهای مختلف انفجاری تعیین می گردد.

۴ . گام های انفجار به صورت منقطع و با فاصله زمانی (ناپیوسته) صورت می گیرد.

۵ . خرج هر انفجار در حدود ۱ تا ۱۲ کیلوگرم و مقدار کل مواد منفجره برای بهسازی هر متر مکعب از خاک، ۸۹ تا ۱۵۰ گرم در نظر گرفته شود.

۶ . خاکهای سطحی (اعماق نزدیک به سطح زمین) خوب متراکم نشده و ممکن است استفاده از سایر روش های تراکم و یا برداشت لایه های فوقانی ضرورت داشته باشد.

۷ . میزان تراکم حاصل از انفجار تابعی از دانسیته و تراکم اولیه مصالح است.

۸ . غالبا نشست سطح زمین در اثر تراکم انفجاری در حدود ۲ تا ۱۰ درصد ضخامت لایه خواهد بود.

۹ . کمتر بودن گاز آزاد شونده از مواد منفجره می تواند باعث افزایش میرایی امواج انفجاری گردد.

تراکم خاک با انفجار

شکل ۲

تراکم انفجاری خاک های اشباع

در خاک های اشباع، با توجه به تراکم ناپذیری آب، در اثر تمایل خاک به تراکم در اثر امواج انفجار، اضافه فشار آب حفره ای ایجاد می گردد. در صورتی که تعداد سیکل های اعمال کرنش به اندازه کافی باشد، فشار آب حفره ای، افزایش کافی جهت وقوع روانگرایی را داشته و خاک روانگرا می گردد.

استهلاک فشار آب حفره ای در طی گذشت زمان باعث تحکیم مجدد خاک می گردد. تحکیم مجدد معمولا طی ساعت ها تا روزهایی پس از انفجار (بسته به میزان نفوذپذیری لایه های زیرین و شرایط مرزی زهکشی) اتفاق افتاده و از نشانه های آن خروج و جمع شدن مقادیر قابل ملاحظه ای آب در سطح خواهد بود. پس از هر سری انفجار (هر پاس انفجار) و استهلاک فشار آب حفره ای، تکرار مجدد ارتعاش مصالح با استفاده از انفجارات کنترل شده می تواند باعث تراکم بیشتر خاک گردد. اولین پاس انفجارات هرگونه درگیری بین دانه های خاک غیرچسبنده (به علت پدیده های زمین شناسی یا سیمانتاسیون) را از میان می برد. پاس های بعدی انفجار سبب نشست های بیشتر پس از مستهلک شدن فشار آب حفره ای می گردد. انفجارات سبب نشست سطحی و افزایش مقاومت خاک در برابر زلزله می شوند. به عبارت دیگر، پیش انفجارات کنترل شده سبب آمادگی خاک جهت مقابله با ارتعاشات ناشی از بارهای لرزه ای در آینده خواهد شد.

تراکم خاک با انفجار

شکل ۳- بارگذاری مواد منفجره درون گمانه

author-avatar

درباره محمد حسن دانشور

در دوران دانشجویی در دانشگاه شیراز آرزو داشتم بستری وجود داشته باشد تا هم با تولید محتوا تخصصی، به ابهامات درون ذهنم پاسخ دهد و هم اینکه بتوانم سوالات خود را در رابطه با نرم افزارهای مختلف با متخصصین امر مطرح نمایم. آن ارزو هم اکنون با همراهی تیمی مجرب با "گروه مهندسی فراعمران" محقق شده است. | بنیان گذار گروه مهندسی فراعمران

دیدگاهتان را بنویسید