عنوان: دستگاه ادئومتر بزرگ مقياس با كنترل تنش جانبي اين دستگاه به منظور بررسي ميزان نشست، پارامترهاي نشست و تنش جانبي (در حال سكون) در مصلاح درشت دانه خاكي (شن) و پس ماندهاي شهري طراحي شده است. نشست خاك ها در اثر احداث بناها، سدها و نشست مدافن دفن زباله يكي از مسائل مهم در مهندسي عمران و مهندسي ژئوتكنيك مي باشد. ميزان نشست خاك ها يكي از پارامترهاي مهم در طراحي پي بناها ، عملكرد صحيح و بدور از خرابي مناطق دفن زباله و سدها و... مي باشد. روشي كه بطور معمول براي بررسي ميزان نشست مصالح در آزمايشگاههاي مكانيك خاك استفاده مي شود. آزمايشي تحت عنوان آزمايش تحكيم مي باشد. اين آزمايش عمدتا بوسيله دستگاه كاساگرانده انجام مي شود.ليكن اين دستگاه داراي قطر 7.6 سانتي متر مي باشد كه مناسب براي خاك هاي ريزدانه (رس و ماسه ريز) مي باشد. يكي ديگر از دستگاههايي كه براي آزمايش تحكيم طراحي شده و قابليت هاي آن از دستگاه كاساگرانده بيشتر مي باشد، دستگاه تحكيم هيدروليكي روسل مي باشد. ماكزيمم قطر اين دستگاه 25.4 مي باشد. اين دستگاه علاوه بر اندازه گيري ميزان نشست، توانايي اندازه گيري اضافه فشارحفره اي در اثر بارگذاري را نيز دارد. چنانچه بخواهيم به بررسي نشست مصالحي با ابعاد بزرگتر نظير مصالح شني و يا پس ماندهاي شهري به پردازيم با محدوديت هايي روبرو خواهيم بود. با توجه به مسائل ذكر شده طرحي به منظور ساخت يك دستگاه بزرگ مقياس ارائه و اجرا گرديد. اين دستگاه داراي سلولي به قطر50 سانتي متر و ارتفاع 48 سانتي متر مي باشد. دستگاه طراحي شده ابزار بندي شده و تمامي قرائت ها با ابزار و سنسورهاي الكترونيكي انجام شده و توسط دستگاه جمع آوري داده (ديتالاگر) انجام شده و توسط نرم آفزار طراحي شده قابل مشاهده مي باشد (جزئيات بخش هاي مختلف در نقشه هاي ضميمه ارائه شده است). علاوه بر اندازه گيري نشست يكي ديگر از مسائلي كه در طراحي دستگاه مد نظر قرار گرفته است اندازه گيري ميزان فشار جانبي و نيروي رانش حاصل از مصالح در اثر اعمال بار قائم در نمونه مي باشد. مسئله ايجاد تنش جانبي در مصالح خاكي، سنگي يكي از مسائل مهم در طراحي امن ديوارهاي حائل مي باشد. همچنين فشار جانبي در طراحي پوشش كف مدافن دفن و بررسي پايداري شيب اين مراكز حائز اهميت مي باشد. ميزان فشار جانبي در محل توسط آزمايشهايي نظير پرسيومتري قابل اندازه گيري مي باشد كه مشكلات خاص خود را دارد. اندازه گيري فشار جانبي در مقياس آزمايشگاهي نيز امكان پذير مي باشد. دستگاه طراحي شده علاوه بر بررسي ميزان نشست قابليت بررسي ميزان فشار جانبي ايجاد شده در اثر بار قائم را نيز دارد. ميزان فشار جانبي در دستگاه ادئومتر نيز قابل اندازه گيري مي باشد. در روش مرسوم از تعدادي كرنش سنج استفاده مي شود. كرنش سنج ها المان هايي هستند كه تغيير طول و تغيير شكل را اندازه گيري مي نمايند. كرنش سنج بر روي بدنه سلول كه البته در اين حالت بايد بصورت جدار نازك طراحي شده باشد (تا امكان قرائت تغيير شكل ها با دقت مناسب فراهم شود) وصل شده و ميزان تغيير شكلي كه بر اثر فشار جانبي اعمال شده از طرف نمونه بر جدار وارد مي شود را در محل نصب قرائت مي نمايد. سپس دستگاه توسط آب يا روغن كاليبره شده و به ازاي اعمال نيروهاي با بزرگي مختلف ميزان تغيير شكلي كه كرنش سنج ها اندازه گيري مي نمايند، ثبت مي شود و در نهايت رابطه اي بين ميزان نيروي اعمالي و ميزان تغيير شكل بدست مي آيد. اين روش يك روش غير مستقيم مي باشد و در مقياس هاي بزرگتر امكان نازك كردن جدار به سختي فراهم مي شود. در طرح پيشنهادي براي اندازه گيري تنش جانبي يك سلول فشار حلقوي شكل استفاده شده است. اين سلول در قسمت پاييني سلول به فاصله 3 سانتي متري از كف و مماس بر جداره دورتا دور داخل جدار سلول نصب شده و بر جدار پيچ و مهره شده است. اين سلول فشار از جنس استنلس استيل و حاوي روغن بوده و فشار جانبي را مستقيم قرائت مي نمايد. روش انجام آزمايش با اين دستگاه بدين صورت است كه پس از تعيين دانسيته (وزن مخصوص) مصالح مورد نظر و با توجه به حجم سلول، وزن نمونه مورد نظر تعيين مي گردد. سپس نمونه داخل سلول متراكم شده تا به دانسيته مورد نظر برسد. بعد از متراكم شدن نمونه، يك صفحه متخلخل بالاي نمونه گذاشته مي شود. سپس قسمت كلاهك دستگاه بر روي قسمت فوقاني سلول بسته مي شود. در اين مرحله با اعمال نيرويي توسط جك، پيستون بر روي نمونه قرار مي گيرد. در اين مرحله بارگذاري آغاز مي شود. بارگذاري مرحله به مرحله انجام مي شود، بدين صورت كه ابتدا گام اول نيرو اعمال شده و تا ثابت شدن ميزان تغيير شكلها و نشست بار بر روي نمونه ثابت مي ماند و پس از آن مقدار بار قبلي دو برابر شده و تا ثابت شدن تغيير شكلها بر روي نمونه باقي مي ماند. اين روند تا رسيدن به گام نهايي بارگذاري ادامه مي يابد. در هر مرحله از بارگذاري قرائت هاي مربوط به ميزان نشست (جابجايي قائم) توسط جابجايي سنج، تنش اعمالي بر بالا و كف نمونه توسط سلول هاي فشار و ترانسديوسرهاي مربوطه و ميزان فشار جانبي توسط سلول فشار جانبي و ترانسديوسر مربوطه در زمانهاي مختلف انجام شده و در دستگاه ثبت داده (ديتالاگر) جمع آوري و ذخيره مي شود. نرم افزاري تحت عنوان Large Scale Oedometer با استفاده از برنامه Lab Viewنوشته شده است كه توانايي مشاهده و كنترل پارامترهاي ذكر شده (مانند: فشار اعمالي برجك از طرف پمپ هيدروليك، تنش (فشار) رسيده به كف نمونه، جابجايي قائم، تنش ( فشار جانبي) و فشار حفره اي سيال در كف نمونه تنظيم كردن دقت سنسورها و كاليبراسيون آنها را دارد. علاوه بر موارد ذكر شده نرم افزار طراحي شده گراف هاي مربوط به تغييرات پارامترهاي زير را برحسب زمان رسم مي نمايد زمان هايي كه قرائت ها صورت مي گيرد قابل تنظيم و تغيير در حين آزمايش است. 1.\\tنشست (جابجايي قائم)- زمان 2.\\tتنش كف نمونه –زمان 3.\\tفشار اعمالي از جك- زمان 4.\\tتنش جانبي- زمان 5.\\tفشار حفره اي سيال در كف نمونه - زمان

توليد سيمان پرتلند، به عنوان پركاربردترين ماده¬ي مورد استفاده در بهسازي و مقاوم سازي خاك، موجب انتشار حجم عظيمي از گازهاي گلخانه¬اي مي¬شود. بنابراين نياز به مصالح جديد كه از لحاظ محيط زيستي نسبت به سيمان مناسب¬تر باشد و بتواند در اقليم¬هاي گرم و خشك عملكرد مناسبي داشته باشد احساس مي-شود. از سوي ديگر براي مقابله با ريزگرد ها به طور معمول از مالچ نفتي استفاده مي¬شود كه اين مواد داراي مشكلات عديده زيست محيطي مي¬باشند. از ديگر مشكلات سيمان و مالچ نفتي اين است كه فرايند توليد آنها به انرژي زيادي نياز دارد. علاوه بر حجم بسيار بالاي مصرف مالچ نفتي (تقريبا 10تن در هكتار) و هزينه¬هاي استفاده از اين ماده، مشكلات زيست محيطي ديگري از قبيل جلوگيري از رشد گياهان، آلوده شدن محيط زيست به هيدروكربن ها و سرب و ... در اثر استفاده از مالچ نفتي به وجود مي¬آيد. بنابراين، براي بهبود خصوصيات مكانيكي و هيدروليكي خاك، مواد جديدي لازم است كه براي محيط زيست مضر نباشد و هزينه¬ توليد آن¬ها نسبت به مالچ¬هاي نفتي كمتر و فرآيند توليد آن ها آسان باشد. بيوپليمرها به عنوان نسل جديد مصالح بعد از سيمان و آهك به عنوان يك جايگزين براي تثبيت كننده هاي سنتي خاك به حساب مي¬آيند. در اختراع حاضر از بيوپليمر كايتوسن براي تثبيت خاك استفاده شده است. در اين اختراع پس از ارائه يك روش مناسب و به صرفه (نياز به كمترين انرژي اوليه) براي تهيه كايتوسن، از اين بيوپليمر براي تثبيت خاك هاي رسي و ماسه¬اي و همچنين براي مقابله با ريزگردها و جلوگيري از فرسايش بادي و آبي خاك استفاده شد. نتايج نشان مي¬دهند كه خاك بهسازي شده با بيوپليمر كايتوسن در مقابل بادهاي تا سرعت 140 كيلومتر بر ساعت، ميزان فرسايش بسيار ناچيز بوده است.