نرم افزار تخمين مشخصات خاک از آزمايش SPT

اهميت آزمايش نفوذ استاندارد (SPT)

شکی نيست که آزمايش نفوذ استاندارد متداول ترين آزمايش صحرايی در مهندسی ژئوتکنيک است. علت آن هم سادگی و کم هزينه بودن آن در مقايسه با آزمايشهايی مثل بارگذاری صفحه، پرسيومتر، برش پره و نفوذ مخروط است. علاوه بر آن، محققين بسياری در خصوص ارتباط بين عدد نفوذ استاندارد و پارامترهای فيزيکی و مکانيکی خاک کار کرده و فرمولهای متعددی را ارائه کرده اند. مهندسين از اين فرمولها در تقريبا همه پروژه ها استفاده ميکنند چراکه نتايج آزمايش SPT هميشه جزئی از داده های صحرايی پروژه ها است.

نکته قابل اشاره در خصوص فرمولهای پيشنهادی محققين، شرايط زمين شناسی سايت مورد مطالعه و خصوصاً نوع خاکی است که در آن آزمايش انجام شده است. به عنوان مثال ممکن است رابطه ای برای خاکهای سیلتی غير پلاستيک آمريکای شمالی ارائه شده باشد و چنين فرمولی برای سيلتهای ايران معتبر نباشد. مثال ديگر فرمولهای تخمين سرعت موج برشی از روی اعداد SPT است که توسط آقايان دکتر بازيار يا دکتر جعفری و دکتر قهرمانی در تحقيقات جداگانه ای در قسمتهای مختلف ايران انجام و پیشنهاد شده است. اين فرمولها ممکن است برای خاک مشابه در اروپا چندان معتبر نباشد چراکه تاريخچه زمین شناسی و بافت مصالح ميتواند متفاوت باشد.

بنابراين جدای از فرمولهای موجود، بايد به ملاحظات جنبی و شرایط استفاده از فرمول هم توجه کرد.

معرفی نرم افزار NovoSPT

نرم افزار NovoSPT تنها برنامه ای است که بيش از 285 فرمول تبديل تعداد ضربات SPT به مشخصات مهندسی خاک را در بر دارد. اين فرمولها از حدود 70 کتاب و مقاله معتبر مهندسی استخراج شده و به دقت مورد آناليز و بررسی قرار گرفته و سپس به ديتابيس برنامه اضافه شده اند. یکی از مراحل اوليه پردازش تعداد ضربات SPT، اصلاح ضربات برای انرژی، طول راد، قطر گمانه و نوع نمونه گير است که همگی در اين برنامه تحت پوشش قرار گرفته اند.

به علاوه، اصلاحاتی همچون اصلاح سطح آب (توصيه شده توسط Terzaghi & Peck برای N₆₀>15 در خاکهای ماسه لای دار) و اصلاح اثر سربار (C_N) به بيش از 7 روش مختلف در برنامه گنجانيده شده اند. بنابراين به راحتی پس از ورود تعداد ضربات در عمق گمانه، اصلاحات به صورت اتوماتيک انجام شده و ميتوانيد پارامترهای زير را تخمين بزنيد:

زاويه اصطکاک داخلی خاک (F)	ضريب چسبندگی زهکشی نشده (S_U)
ضريب الاستيسيته (E_S)	سرعت موج برشی (V_S)
درصد تراکم نسبی (D_R)	مدول برشی (G_max)
نسبت باربری کاليفرنيا CBR	ظرفيت باربری پی های سطحی و عميق
رده بندی تراکمی خاک بر اساس SPT	ضريب مقاومت روانگرايی (CRR)
تعداد ضربات معادل Becker	نشست پی های سطحی
ضريب تراکم پذيری (m_v)	زاويه اتساع اوليه (dilation)
ضريب پرسيومتر و فشار حدی	ضريب سختی اوليه (G_o)
وزن مخصوص اشباع	ضريب واکنش بستر (K_S)

لازم به ذکر است که حدود 5 فرمول موجود در بانک اطلاعاتی برنامه با افتخار از مقالات محققين ايرانی استخراج شده است.

تهيه گزارش از نتايج محاسبات

نتايج تمامی محاسبات به صورت نمودار و جداول مختلفی ارائه ميشود. نمودارها را ميتوانيد با فرمت عکس ذخيره کنيد و در گزارشها قرار دهيد. همه جداول نيز با فرمت Excel قابل ذخيره هستند.

آناليزهای آماری داده ها

در بسياری از موارد، برنامه NovoSPT پارامتر مورد نظر شما را با روشهای متعددی (بين 5 تا 50 فرمول برای هر پارامتر موجود است) تخمين ميزند و کاربر لازم است با قضاوت مهندسی، مقدار پارامتر را از بين مقادير پيشنهادی انتخاب کند. در اين راستا، برنامه NovoSPT مقادير حداقل و حداکثر، ميانگين، ميانه و انحراف معيار داده ها را ارائه کرده و نمودار توزيع نتايج را ترسيم ميکند تا کاربر بتواند قضاوت بهتری روی انتخاب مقدار پارامتر مورد نظر داشته باشد. دقت کنید که در بسياری از موارد ما يک محدوده برای پارامتر انتخاب میکنیم و نه یک عدد ثابت (بخاطر عدم قطعيتهای موجود در آزمايشها و اندازه گيری ها).

نمودار تغييرات پارامتر خاک در عمق گمانه

از جمله قابليتهای فوق العاده مفيد اين برنامه، امکان ترسيم تغييرات پارامتر مورد نظر در عمق گمانه است. به عنوان مثال اگر زاويه اصطکاک داخلی خاک مد نظر است و 10 عدد SPT از 1 تا 25 متر موجود است، نرم افزار تغييرات F را از 1 تا 25 متر بر اساس تمام فرمولهايی که توسط کاربر انتخاب شده اند ترسيم ميکند. نمونه ای از اين نمودار در پنلهای زير آورده شده است.