برای مطالعه تغییر شکل های پیش از شکست در گودبرداری های عمیق میخکوبی تحت سربارهای مختلف، از چهار آزمایش سانتریفیوژ برای توضیح تغییر شکل جانبی رویه، مکانیسم شکست رویه سیمانی و پروفیل نشست زمین استفاده شد. خاک مورد استفاده در این تحقیق ماسه فیروزکوه با شماره 161 بود. هم اعمال سربار و هم گودبرداری در شتاب g40 انجام شد. عمق گودبرداری 30 سانتی متر بود، طول میخ از H/3 تا) 2H/3 عمق حفاریH:) متغیر بود. نیل ها به صورت افقی نصب شدند. نیل‌ها از لوله‌های برنجی ساخته می‌شدند و سپس با ماسه روکش می‌شدند. نتایج نشان داد که اثر سربار در تغییر شکل جانبی رویه و همچنین مکانیسم شکستگی رویه آشکار است. همچنین مشاهده شد که پروفیل نشست زمین در لحظه شروع شکستگی دو خط یا سه خط است و تحت تأثیر سربار قرار می گیرد.

شکل 1 نشان میدهد که محل نیل ها و فاصله افقی و عمودی نیل ها از همدیگر و لبه رویه تست های 2، 3 و 4. مطابق FHWA و در کار حرفه ای، پیشنهاد میَشود که بیشترین فاصله بین نیل های افقی و عمودی 2 متر باشد که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت. برای تشخیص جابجایی ها، مصالح سیلیکاته رنگ شده با اندازه 5 تا 8 میلی متر استفاده شد که بعد از تحکیم هر لایه خاک، این ذرات در فاصله حدود 3 تا 4 سانتی متر قرار گرفتند. جانمایی و فاصله نقاط از یکدیگر نیازی نیست که برای همه نقاط یکسان باشد. چون با استفاده از پردازش تصویر، شرایط هر مدل قبل از گودبرداری و بعد از شکست رویه چک میشود و تغییر شکل های آن رکورد میشود.  از نرم افزار imageJ برای پردازش تصویر استفاده شد، شکل 2 مدل خاک ساخته شده با دانه های خاک سیلیکاته را نشان میدهد که برای پردازش تصویر در طول زهکشی آب درون ممبرین استفاده شد.  گودبرداری با زهکشی آب از ممبرین مدل شد. هرچقدر آب بیشتری از ممبرین خارج میشد، گودبرداری بیشتری انجام میگرفت. در تست های دو تا چهار که گودبرداری ها نیل شده بودند، همانطور که آب بیشتری از ممبرین خارج میشد. رویه به صورت تدریجی شروع به حرکت تحت اثر فشار خاک میکند. هرچه آب بیشتری از ممبرین خارج میشد، تغییرشکل رویه بیشتر بود که در نهایت شرایط شکست را فراهم کرده و رویه گسیخته میشود. جابجایی جانبی پروفیل رویه و نشست سطحی زمین میتواند دقیقا قبل از گسیختگی رویه تخمین زده شود.

شکل 1: تصویر شماتیک مقطع عرضی گودبرداری نیلینگ شده تحت سربار

شکل 2: دانه های سیلیکا استفاده شده در مدل

Shoari Shoar, S.M., Heshmati, A.A. and Salehzadeh, H., 2021. Prefailure Deformation of Nailed Deep Excavations under Surcharge by Centrifuge Model Test. Advances in Civil Engineering2021.