مقایسه نتایج آزمایش LWD و FWD و شبیه سازی آن با نرم افزار اجزای محدود ABAQUS

امروزه کاربرد آزمایش های غیرمخرب روسازی در جهان رو به گسترش است. سرعت بالای انجام آزمایش، دقت زیاد تجهیزات اندازه گیری، غیرمخرب بودن و پوشش نقاط بیشتر در سطح راه، عمده دلایل استقبال از آزمایش های غیرمخرب می باشد. از طرف دیگر، با توجه به هزینه های هنگفتی که صرف احداث راه ها می شود، تا حد امکان باید تمامی مراحل اجرای پروژه راهسازی، بدون وقفه، بی نقص و با بهترین کیفیت انجام شود، بنابراین، کنترل کیفیت در راهسازی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در حال حاضر کنترل کیفیت اجرای لایه های خاکی از جمله بستر روسازی با تعیین تراکم از طریق آزمایش مخرب و زمان بر مخروط ماسه انجام می شود. در سال های اخیر کاربرد دستگاه غیرمخرب و قابل حمل LWD توسعه پیدا کرده است. این دستگاه در زمانی اندک و با دقت بالا، نقاط مختلف لایه اجرا شده را از نظر سازه ای مورد ارزیابی قرار می دهد. مکانیزم کار دستگاه LWD شبیه به دستگاه FWD بوده و نام دیگر آن PFWD می باشد. در این تحقیق پس از انجام آزمایش های LWD و FWD بر روی بستر روسازی، همبستگی نتایج این دو آزمایش تعیین گردید. تراکم نقاط مختلف نیز برای ارزیابی کارایی LWD در کنترل کیفیت مشخص شد. همچنین آزمایش های انجام شده روی بستر روسازی توسط نرم افزار اجزای محدود ABAQUS شبیه سازی شده است. مدل سازی با شرایط تقارن محوری (Axisymmetric) و به دو صورت الاستیک خطی و الاستوپلاستیک کامل صورت گرفته است. به منظور شبیه سازی شرایط واقعی آزمایش، بارگذاری دینامیکی روی سطح دایره ای اعمال شد. همچنین از المان های 4گرهی متقارن محوری(CAX4) برای مش بندی استفاده شده است. پس از بررسی نتایج مشخص شد ارتباط خوبی بین داده های حاصل از دو دستگاه و نتایج شبیه سازی برقرار است و دستگاه LWD جهت تعیین مدول و کنترل کیفیت لایه بستر بسیار مناسب می باشد. همچنین مدل سازی عددی، کارایی مدل الاستوپلاستیک دراکر-پراگر خطی توسعه یافته را در توصیف رفتار واقعی خاک درشت دانه تایید کرده و کرنش های پلاستیک محاسبه شده همبستگی خوبی با مقادیر اندازه گیری شده توسط LWD دارند. در محدوده تنش های کوچک نیز مدل الاستیک می تواند افت و خیز روسازی را با دقت قابل قبولی پیش بینی نماید.