در دهه 1950، بر مبنای نظریات انتشار موج، یک راه حل عددی برای مدل سازی رفتار چکش،شمع و خاک ارائه گردید که از آن زمان بعنوان تحلیل معادله موج برای شمع ها (Wave Equation Analysis Of Pile) شناخته گردیده است.
در پی تحقیقات بسیار، این روش تحلیلی مبنای پیشرفت های قابل ملاحضهای در ابداع روشهای نوین طراحی و آزمایش شمعها شده است. جهش ایجاد شده در سخت افزار و نرمافزارهای کامپیوتری در دهه 1970 زمینه ی بکارگیری گسترده روشهای عددی و از جمله تحلیل معادله موجرا در پروژه های شمه کوبی و شمع ریزی فراهم نموده است. در سال 1964 در دانشگاه CASE آمریکا تحقیقاتی تحت نظر پروفسور گوبل آغاز گردید که هدف آن ابداع سیستم های الکترونیکی و نرم افزاری در راستای کاربردی نمودن نظریه انتشار موج طولی در شمع بود. هدف اولیه پروژه تحقیقاتی تحلیل معادله موج، بدست آوردن ظرفیت باربری شمع با استفاده از چکش شمع کوبی به عنوان ابزار بارگذاری بوده است.ای تخقیقات در نهایت منجر به ساخت تحلیلگر دینامیکی شمع یا Pile Driving Analyzer (PDA) گردید.
تحليلگر ديناميكي شمع ( Pile Driving Analyzer – PDA ) ابزاري قدرتمند براي انجام آزمايش ديناميكي كرنش بالا بر روي شمع ها ( High Strain Dynamic Pile Testing ) است كه مي تواند جايگزين آزمايش بارگذاري استاتيكي شده و يا آن را تكميل نمايد.
دستگاه PDA
بارگذاري استاتيكي در بسياري از موارد، مانند آزمايش سازه هاي دريايي يا آزمايش تا حد بارهاي بسيار بزرگ مانند آزمایش بر روی شمع های درجاریز با ابعاد بزرگ ، از نظر فني يا اقتصادي غيرممكن است. انجام آزمايش استاتيكي بر روي تعداد محدودی از شمع ها قابل انجام است و همچنین براي شمع هایی با بار هاي طراحي بزرگ، ديگر قابل انجام نمیباشد. با استفاده از PDA مي توان درصد بالایی از شمع هاي يك پروژه را بسادگي و با صرف هزينه و زمان كمتر آزمايش نمود. آزمايش PDA، امكان حل مشكلات پيش بيني نشده در حين اعمال بار دبنامیک را فراهم مي نمايد.
آزمایش PDA به اندازه كافي شناخته شده و مورد پذيرش قرار گرفته به حدي كه چندين استاندارد و آئين نامه معتبر مانند ASTM-D4945 و AASHTO-T298 در اين زمينه تدوين شده است.
پروژه تحقيقاتي كيس منجر به راه حلهاي روش كيس “Case Method” ( براي ظرفيت باربري، انتقال انرژي، تنشهاي كوبش و استحكام شمع) و نرم افزار دقيق مدلسازي عددي CAPWAP شده است. هر دو روش به مقادير اندازه گيري شده نيرو و سرعت نياز دارند. اين پارامترها به سادگي از مقادير كرنش و شتاب اندازه گيري شده بوسيله PDA و از طريق حسگرهاي پيچي با قابليت استفاده مجدد ( Reusable Bolt-on Sensors )، كه به سرعت و در هر شرايط آب و هوائي به هر نوع شمع با هر اندازه اي متصل مي شوند، بدست مي آيند.
در ادامه آزمايش در محل، مهندس عامل مي تواند داده هاي PDA را با استفاده ازCAPWAP تحليل نمايد.CAPWAP، يك الگوريتم كامپيوتري هماهنگ كننده سيگنال ها مي باشدكه مدل خاك را از اندازه گيريهاي صورت گرفته استخراج نموده و نتيجه يك آزمايش بارگذاري استاتيكي شبيه سازي شده را تهيه مي كند.
پیمانیر مشاور و مجری تخصصی شما در طراحی الگو و انجام آزمایش بارگذاری دینامیکی شمع (PDA)
کلمات کلیدی: تست شمع ، PDA ، بارگذاری دینامیکی ، شمع ، بارگذاری استاتیکی ، Rapid load Test ، Pile Driving Analyzer
