انجام آزمون دانهول یا آزمون لرزه نگاری درون چاهی (درون گمانه ای)
توسط تیم تخصصی مهندسی ژئوفیزیک صادقی نیک (تلفن 09120637956 )
آزمایش لرزه نگاری درون گمانه ای (Downhole Seismic Testing)
ASTM D7400-14 |
شماره استاندارد آزمایش |
شناسایی لایه بندی و تیپ خاک براساس آیین نامه 2800 و تخمین پارامترهای دینامیکی مربوط به هر لایه بر مبنای اندازه گیری سرعت انتشار امواج فشاری و برشی |
هدف آزمایش |
انواع سنگ و خاک |
موارد کاربرد |
آزمایش درون گمانه‌ای به هدف شناسایی لایه بندی خاک و مقاومت آن‌ها استفاده می‌گردد. اساس این روش بر مبنای اندازه گیری سرعت انتشار امواج فشاری و برشی و استفاده از آن جهت تفکیک لایه ها و تخمین پارامترهای دینامیکی خاک می‌باشد. در این آزمایش گمانه ها می بایست به روش ماشینی حفاری شده و پس از قرارگیری لوله از جنس PVC متناسب با قطر ژئوفون های درون گمانه، اطراف لوله از ماسه ریزدانه با دانه‌بندی یکنواخت پر گردد به نحوی که لوله کاملاً در جای خود ثابت قرار گیرد.
منبع ارتعاش در سطح زمین و ژئوفون ها درون گمانه قرار می گیرند و با ایجاد ارتعاش در سطح زمین و دریافت امواج در اعماق مختلف، با توجه به زمان و فاصله طی شده توسط موج های ارتعاشی، سرعت آن‌ها در اعماق مختلف قابل محاسبه خواهد بود و با توجه به تغییرات سرعت موج در خاک‌های با جنس مختلف، امکان شناسایی لایه‌بندی و جنس خاک و نیز تخمین پارامترهای خاک استفاده نمود.
در پروژه‌های عمرانیِ که قرار است یک سازه بر روی ناحیه‌ی مشخصی اجرا شود، مدول‌های الاستیک دینامیکی مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن ناحیه اهمیت خاصی دارد. چرا که طراحی سازه بر همین اساس انجام خواهد شد. یکی از را‌ه‌های محاسبه‌ی این کمیت‌ها در اختیار داشتن سرعت امواج طولی یا عرضی است. تست دانهول به دلیل مزایایی که دارد، یکی از پرکاربردترین روش‌های اندازه‌گیری سرعت امواج الاستیک بوده که زیرمجموعه روش‌های لرزه‌نگاری است. اجرای این تست بر روی انواع خاک و سنگ امکانپذیر است. در ادامه‌ی این مطلب به بیان توضیحات کاملی درباره‌ی اساس کار و روش انجام تست دانهول با استفاده از دستگاه لرزه‌نگاری درون‌چاهی یا سیسموگراف خواهیم پرداخت.
هدف از انجام تست دانهول و موارد کاربرد دستگاه لرزه‌نگار درون‌چاهی
در اغلب موارد هدف کلی از انجام آزمایش درون‌چاهی دانهول، تعیین تیپ خاک بر اساس آیین‌نامه‌ی 2800 است. به این ترتیب که پس از انجام آزمایش با محاسبه‌ی پارامترهای دینامیکی خاک می‌توان لایه‌بندی و مقاومت آن را تعیین کرد.
با استفاده از این دستگاه علاوه بر این‌که در پروژه‌های عمرانی می‌توان تیپ زمین را مطابق با استاندارد 2800 ملی ساختمان – عمران تعیین کرد. همچنین برای تست آسفالت و تست راه‌آهن نیز کاربرد دارد. در صورتیکه نیاز به بررسی ساختگاه زیرسطحی تونل و جاده‌ها و یا اطلاعات لرزه‌ای معادن باشد هم می‌توان از تست دانهول توسط دستگاه لرزه‌نگار درون‌چاهی استفاده کرد. کلیه‌ی واحدهای تحقیقاتی و آموزشی نیز برای انجام پروژه‌های تحقیقاتی خود می‌توانند آزمایش‌های لازم را به کمک این دستگاه انجام دهند.
اساس کار در روش لرزه‌نگاری دانهول
سرعت حرکت امواج در لایه‌های مختلف زمین یک ناحیه متفاوت است. در این روش اساس کار، همین تفاوت در سرعت حرکت امواج است. بنابراین اساس کار در تست دانهول محاسبه‌ی سرعت حرکت امواج فشاری یا برشی، توسط اندازه‌گیری زمان رسیدن امواج به عمق‌های مختلف زمین است. به این ترتیب که با در اختیار داشتن مسافت و زمان سیر امواج، می‌توان سرعت حرکت آن‌ها را در اعماق مختلف زمین مورد نظر محاسبه کرد.
روش انجام تست دانهول با استفاده از دستگاه لرزه‌نگار درون‌چاهی
در کلیه‌ی روش‌های لرزه‌نگاری پس از ایجاد انفجار و یا ضربات مکانیکی، لرزه‌‌هایی که بر اثر این انفجار یا ضربات ایجادشده‌اند ثبت می‌شوند. انفجار در پوسته‌ی بیرونی و در سطح زمین، توسط یک چشمه لرزه‌ای با توانایی ایجاد یک موج با انرژی بالا ایجاد می‌شود و تشخیص لرزه‌ها به منظور ثبت آن‌ها به شکل سیگنال نیز به کمک سنسورهای صوتی مخصوص انجام می‌شود. روش‌های لرزه‌نگاری برای شناسایی لایه‌بندی خاک در حالت کلی به سه گروه درون‌گمانه‌ای، بین‌گمانه‌ای، و سطحی قابل تقسیم‌بندی هستند که تست دانهول همان نوع درون‌گمانه‌ای است.
برای انجام تست دانهول توسط این دستگاه که گاهی دستگاه گمانه‌زنی یا سیسموگرافی عمقی نیز نامیده می‌شود، ابتدا باید گمانه‌ها حفاری شوند (حفاری گمانه‌ها به روش ماشینی انجام می‌شود). درون گمانه‌ها حسگرهای صوتی با ساختار نانو وجود دارند که در خشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این حسگرهای صوتی ژئوفون نام دارند. لوله‌هایی از جنس PVC درون گمانه‌ها جاسازی می‌شوند که قطر آن‌ها باید متناسب با قطر ژئوفون‌ها تعیین شود. این لوله‌ها باید به گونه‌ای قرار بگیرند که کاملا ثابت بوده و هیچ حرکتی نداشته باشند. به همین دلیل ضروری است که اطراف آن‌ها توسط ماسه‌هایی با دانه‌های ریز و یکنواخت کاملا پر شود.
پس از قرار دادن حسگرها و اتصال دستگاه به لپ‌تاپ، لرزه‌های ایجاد شده توسط ضربات مکانیکی یا ایجاد انفجار در نزدیکی دهانه‌ی دانهول، به صورت سیگنال ثبت و در صفحه نمایش مربوطه قابل مشاهده خواهد بود.
