Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance

هر طرح ژئوتکنیکی تا حدی فرضی است و هر کار ساختمانی که به نحوی با خاک یا سنگ درگیر باشد، خطر مواجه شدن با شگفتی‌ها را دارد. این شرایط در نتیجه کار با موادی است که توسط طبیعت، اغلب قبل از ظهور انسان، توسط فرآیندهایی که به ندرت منجر به شرایط یکنواخت می شود، ایجاد شده است. ناتوانی روش‌های اکتشافی برای شناسایی تمام خواص و شرایط مواد طبیعی، طراح را ملزم می‌کند که در طراحی های ژئوتکنیک مفروضاتی را ارائه دهد که ممکن است با واقعیت مغایرت داشته باشد و سازنده تجهیزات و روش‌ های ساخت را بدون آگاهی کامل از آنچه ممکن است با آن مواجه شود انتخاب کند.
مشاهدات میدانی، از جمله اندازه‌ گیری های کمی به دست آمده با ابزار دقیق صحرایی، ابزاری را فراهم می‌کند که مهندس ژئوتکنیک، علی‌رغم این محدودیت‌ های ذاتی، می‌تواند پروژه ای را به گونه ای طراحی کند که ایمن و کارآمد باشد و سازنده بتواند کار را با ایمنی و صرفه جویی انجام دهد. بنابراین، ابزار دقیق میدانی برای اجرای پروژه های ژئوتکنیکی حیاتی است، بر خلاف رویه بسیاری از شاخه های مهندسی که در آن افراد کنترل بیشتری بر موادی که با آن‌ ها سر و کار دارند. به همین دلیل، مهندسان ژئوتکنیک، بر خلاف همکاران خود در زمینه های دیگر، باید دانشی فراتر از ابزار دقیق داشته باشند.

علی رغم نقش حیاتی آن، ابزار سازی به خودی خود یک هدف نیست. نمی تواند طراحی خوب یا ساخت بدون مشکل را تضمین کند. ابزار اشتباه در مکان های نامناسب اطلاعاتی را ارائه می دهد که در بهترین حالت ممکن است گیج کننده باشد و در بدترین حالت توجه را از نشانه های آشکار منحرف کند. ابزار گذاری اشتباه می تواند هزینه های قابل توجهی را به بار آورده و کسانی را که صورتحساب ها را پرداخت می کنند نا امید کند. البته ذکر این نکته نیاز ضروری است که استفاده بیش از حد از ابزار ها نیز می تواند اتلاف سرمایه محسوب شود.

هدف از نشر کتاب ابزار گذاری ژئوتکنیکی برای پایش عملکرد زمین این است که یک کتاب کاربردی برای استفاده همه کسانی که برنامه های ابزار دقیق ژئوتکنیکی را برنامه ریزی یا اجرا می کنند وجود دارد: مالکان، مدیران پروژه، مهندسان ژئوتکنیک، زمین شناسان، سازندگان ابزار، پیمانکاران تخصصی ژئوتکنیک، مهندسان عمران و تکنسین ها. این کتاب همچنین باید برای دانشجویان و اعضای هیئت علمی در دوره های تحصیلات تکمیلی مهندسی ژئوتکنیک مفید باشد.

یک کتاب کاربردی در مورد ابزار دقیق ژئوتکنیکی باید فراتر از خلاصه ای از ادبیات فنی و تبلیغات تولیدکنندگان باشد: باید دست خوانندگان را بگیرد و آن ها را در طول مسیر راهنمایی کند. این نیاز سبب ایجاد دو مشکل برای نویسنده شده است:

• اولاً، تجربه عملی خود نویسنده تجربه یک نفر است و این امر سبب شده است تا در مواردی که تجربیات نویسنده برای ارائه یک متن جامع، کافی نبوده است از تجربیات سایر اساتید استفاده شود.
• دوم، مسلماً در بسیاری از موارد، پس از انتشار کتاب ممکن است نظرات نویسنده تغییر کند چرا که بحث ابزار گذاری ژئوتکنیکی یک موضوع بحث برانگیز می باشد.

رهنمود های کتاب ابزار گذاری ژئوتکنیکی برای پایش عملکرد زمین تلاشی برای انتقال «بهترین راه ها» است که نویسنده در ارتباط با موضوع ابزار گذاری امروز پیش روی خود می بیند. قطعا خواننده، تجربه خود و بهترین راه های خود را خواهد داشت که ممکن است با نویسنده متفاوت باشد.

محدودیت های موجود در زمینه طول مطالب به شدت بر محتوا تأثیر گذاشته است. در این کتاب هیچ تلاشی برای توصیف ابزارهای مختلف، چه آن هایی که در حال حاضر موجود است و چه آن هایی که در مقالات منتشر شده شرح داده شده است، وجود ندارد. برخی از ابزارهای موجود به خوبی برای هدف مورد نظر خود مناسب نیستند و ادبیات مملو از توصیف ابزار های نمونه اولیه است که در عمل کاربرد چندانی ندارد. در انتخاب اطلاعاتی که باید گنجانده شود، نویسنده بیشتر به عنوان کتاب توجه کرده است بنابراین چیزی در مورد ابزار دقیق ژئوتکنیکی برای اندازه‌گیری درجا خواص خاک و سنگ در میان فصل های کتاب وجود ندارد.

در نهایت چند کلمه در مورد سازماندهی کتاب و نحوه استفاده از آن بیان می گردد: کتاب ابزار گذاری ژئوتکنیکی برای پایش عملکرد زمین به هفت بخش تقسیم شده است که هر قسمت دارای عنوانی واضح است. خوانندگانی که به دنبال یک نمای کلی هستند ممکن است با پیش گفتار و فصل 1 شروع کنند، سپس فصل 26، کلید موفقیت را مطالعه کنند. به نظر نویسنده، بزرگترین نقص در وضعیت فعلی، برنامه ریزی ناکافی برنامه های پایش زمین و نظارت های ژئوتکنیکی است. بنابراین خوانندگان مشکل‌ محور باید اولین توجه متمرکز خود را به فصل 4، رویکرد سیستماتیک به برنامه ریزی برنامه های نظارت با استفاده از ابزار دقیق ژئوتکنیکی معطوف کنند. مراحل مختلف این فصل خوانندگان را به هر یک از قسمت ‌های 2، 3 و 4 هدایت می‌کند: بنابراین، فصل 4 مرکز کتاب است. فصل‌ های قسمت 5 (Part 5)، نمونه هایی از کاربرد های ابزار دقیق، به‌عنوان فصل‌های تکمیلی در نظر گرفته شده اند تا ذهن خوانندگان را به نقش احتمالی ابزار دقیق ژئوتکنیکی در انواع مختلف پروژه های ساختمانی باز کند و آنها را به سمت اجرا هدایت کند. آنها به عنوان خلاصه های جامع، مقالات پیشرفته، یا “کتاب آشپزی” در نظر گرفته نشده اند.

قسمت 1 (Part 1) به عنوان یک مقدمه کلی در نظر گرفته شده است. فصل 1 زمینه را برای کتاب فراهم می کند و نقش ابزار دقیق ژئوتکنیکی را توصیف می کند و یک چشم انداز تاریخی و نگاهی به آینده ارائه می دهد. امید است که فصل اول، خواننده را برای مطالعه عمیق تر این موضوع ترغیب کند. فصل 2 مروری بر جنبه های کلیدی رفتار خاک و سنگ ارائه می کند که برای مخاطبینی که با برنامه های ابزار دقیق ژئوتکنیکی درگیر می شوند و آموزش رسمی در زمینه مکانیک خاک یا سنگ ندارند، بتوانند اطلاعات مفیدی را در این زمینه به دست آورند. پس این فصل این دسته از خوانندگان را به عنوان هدف در نظر می گیرد.

قسمت 2 (Part 2) عمدتاً  افرادی را که در مرحله طراحی پروژه های مهندسی عمران تصمیمات مهمی می گیرند نظیر کارفرمایان، مدیران پروژه، مهندسان پروژه و زمین شناسان پروژه مورد خطاب قرار می دهد.

فصل 3 در این بخش مزایای استفاده از ابزار دقیق ژئوتکنیکی را بر شمرده است. احتمالاً بزرگترین نقص در زمینه استفاده از ابزار های ژئوتکنیکی، برنامه ریزی ناکافی در امر برنامه های پایش عملکرد زمین و نظارت است که در فصل 4 به آن پرداخته شده است. فصل 4 مرکز کتاب است و یک فرآیند برنامه ریزی گام به گام منطقی را که برای موفقیت حیاتی است، تعیین می کند. فصل های 5 و 6 نکات مختلفی را که برای تهیه ابزار و خدمات ابزار دقیق صحرایی در دسترس است، شرح می دهد. این توصیه ها کمک می کند تا ابزار گذاری و استفاده از داده های آن با کیفیتی مناسب در پروژه ها انجام بگیرد.

قسمت 4 (Part 4) نیز مجدداً افرادی که درگیر جزئیات استفاده از ابزار دقیق هستند را مورد خطاب قرار می دهد. فصل 15 دستور العملی برای قابلیت اطمینان نظارت بر عملکرد، شامل نکاتی در ارتباط با ابزارها و نیز افراد را ارائه می دهد. رهنمود هایی در فصل های 16 تا 18 برای کالیبراسیون، نگهداری و نصب ابزار و برای جمع آوری، پردازش، ارائه، تفسیر و گزارش داده های ابزار دقیق ارائه شده است. این دستور العمل‌های کلی برای همه ابزار دقیق قابل اجرا هستند و مکمل دستور العمل‌های خاص دستگاه‌ های ارائه شده در قسمت 3 هستند.

هدف قسمت 5 (Part 5) توصیف نقش ابزار دقیق در پرداختن به سوالات ژئوتکنیکی است که ممکن است در طول طراحی، ساخت و ساز یا اجرای پروژه های معمولی مهندسی عمران ایجاد شود. در این قسمت فصول به چهار بخش تقسیم شده است. بخش اول نقش کلی ابزار دقیق ژئوتکنیکی را نشان می دهد. بخش دوم سوالات اصلی ژئوتکنیکی را که ممکن است مطرح شود بیان می‌کند و انواع ابزار هایی را که ممکن است برای کمک به ارائه پاسخ به آن سوالات مورد استفاده قرار گیرند، ارائه می دهد. بخش سوم یک نمای کلی از آنچه معمولاً نظارت معمول است و آنچه برای برنامه های کاربردی خاص نظارت است ارائه می دهد. بخش چهارم خلاصه ای جدولی از تاریخچه موارد منتخب را ارائه می دهد که استفاده مؤثر از ابزار دقیق ژئوتکنیکی را نشان می دهد.

قسمت 6 (Part 6) از کتاب ابزار گذاری ژئوتکنیکی برای پایش عملکرد زمین شامل فصل 26 است. به عنوان یک فصل پایانی جهت خلاصه کردن مسائل کلیدی برای به حداکثر رساندن موفقیت ابزار دقیق ژئوتکنیکی برای نظارت بر عملکرد میدان طراحی شده است.