طراحي و ساخت يك بوامتر اندازه‌گيري مشخصات تغيير شكل خاك

Design and Fabrication of a Bevameter for Measuring the Soil Deformation Details

رابطه خاك-ابزار يك پديده پيچيده است كه متاثر از رفتار مكانيكي خاك است. معادله بكر يكي از شناخته‌شده‌ترين روش‌ها براي توصيف رفتار تغيير شكل خاك است كه مقدار تغيير شكل خاك را بر حسب مقدار بار روي خاك و مشخصات هندسي سطح تماس بسته به شرايط خاك بيان مي كند و از ديرباز تاكنون مورداستفاده قرار دارد. به‌منظور پيش‌بيني رفتار تغيير شكل خاك بر پايه ملاحظات بكر لازم است پارامترهاي مكانيكي خاك (kc، kφ و n) اندازه‌گيري شود. با اين هدف در اين تحقيق، سامانه‌اي طراحي و ساخته شد كه بار متناسب را در سرعت‌هاي مختلف نفوذ در خاك به‌صورت عمودي بر روي خاك اعمال مي‌كند و همچنين قابليت اندازه‌گيري مقدار تغيير شكل خاك در بعد عمودي را نيز به‌طور هم‌زمان دارا است. دستگاه ساخته‌شده بر روي حامل يك انباره خاك متصل گرديد كه داراي خاك از نوع لومي-رسي بود و آزمايش هايي براي ارزيابي عملكرد دستگاه با سه تكرار توسط صفحات فشار-نشست به انجام رسيده است. نتايج آزمايش‌هاي ارزيابي كار دستگاه حاكي از عملكرد قابل‌قبول آن براي آزمون هاي صفحات بكر بوده است. از مزاياي سامانه طراحي‌شده مي‌توان به قابليت تعويض پروب‌هاي گوناگون و امكان تأمين سرعت‌هاي مختلف نفوذ در خاك جهت آزمون‌هاي مختلف ابزار و چرخ اشاره كرد.

The soil-tool interaction is still considered one of the most complicated phenomenons which are affected by the mechanical behavior of the soil. The basic problem in this field is the determination of the soil mechanical properties. Also, because the soil environment is heterogeneous and has inhomogeneous properties, theoretical analysis of soil parameters is difficult. One of the most popular methods for describing soil deformation is the Bekker model, and is now widely used. It is necessary that soil mechanical parameters (kc، kφ and n) be measured to predict soil deformation behavior based on the Bekker model consideration. For this purpose, a setup was designed and constructed that apply the load required at different velocities vertically on the soil, and also can measure the amount of soil deformation simultaneously. The system was installed on a carrier in a soil bin comprising loamy clay soil and its operation was evaluated by pressure plates with three replications. The results of setup operation showed a satisfactory performance for the set up. The advantages of the system are the ability to replace various probes and the possibility of providing different rates of penetration velocities in the soil, so this setup provides various tests of tools and wheels.