زمین شناسی مهندسی
سال:1393 | دوره:7 | شماره:3-4 |تعداد مقالات:9

شناخت عوامل زمین شناسی موثر بر وقوع زمین لغزش ها به منظور شناخت سازوکار آن ها و ارائه روش های تثبیت دارای اهمیت ویژه ای است. در این پژوهش با بازدیدهای صحرایی، زمین لغزش های منطقه زمان آباد در جنوب شرق همدان، در 10 ایستگاه، شناسایی شده و طی انجام آزمون های آزمایشگاهی ترکیب کانی شناسی، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مواد تشکیل دهنده لغزش ها تعیین گردیده است. سپس با استفاده از نرم افزار (slide ver 5.014.2004) پایداری آنها در شرایط استاتیکی و دینامیکی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته است. خاک های تشکیل دهنده لغزش ها، نهشته های انتقال یافته یک کانال دیرینه می باشند که در آن ها هفت لایه تشخیص داده شده است. از هفت لایه مذکور بر اساس رده بندی متحد خاک چهار لایه SW، SM-SP، SP-SM، SC و سه لایه CL نامگذاری گردیده اند. کانی های رسی موجود در لایه های رسی (CL) ایلیت، کائولینیت و مونت موریلونیت می باشند. مهم ترین عوامل لغزش های موجود ترکیب کانی شناسی رس ها، پنجه شویی شیب، گسل های فعال، ناهمگنی مواد شیب و وجود خزش می باشد. با توجه به تجزیه و تحلیل انجام شده شیب های مستعد گسیختگی ناهمگن هستند. ایستگاه های اول و چهارم که ناهمگنی بیشتری دارند کمترین ضریب اطمینان را در حالت استاتیکی نشان می دهند. به جز ایستگاه های 5، 9 و 10 سایر ایستگاه ها در حالت دینامیکی ضریب اطمینان کمتر از یک دارند.

اولترابازیک های جنوب شهر مشهد بخش مهمی از افیولیت های مشهد را تشکیل می دهند. به دلیل افزایش قیمت زمین و توسعه شهر مشهد در ارتفاعات جنوبی آن و افزایش ساخت و سازها در این منطقه، مطالعه توده سنگ های اولترابازیک این منطقه و سیستم درزه های آن از لحاظ خصوصیات مهندسی توده سنگ و تاثیر آنها در ناپایداری شیب ها و ترانشه های ایجاد شده در این محدوده از اهمیت بسزایی برخوردار شده است. در این مقاله برای محاسبه RQD این سنگ ها سه روش تجربی مختلف استفاده شده است که نتایج حاصل از آنها همخوانی مناسبی را با هم نشان می دهند. علاوه بر تعیین شاخص کیفیت توده سنگ، پارامترهایی از قبیل تراکم وزنی درزه (Wjd) و حجم بلوک (Vb) نیز محاسبه شده که مشخصات بهتری از اندازه بلوک را ارائه می دهند. اندازه بلوک به عنوان یک داده ورودی بسیار مهم در بسیاری از محاسبات مهندسی سنگ است و با استفاده از روش های تجربی و مدلسازی های مختلف قابل تعیین می باشد.

برای درک ارتباط میان ویژگی های مهندسی با ویژگی های سنگ شناسی، تعداد هشت نمونه از کنگلومراهای سازند قم در منطقه فامنین واقع در شمال خاور استان همدان گردآوری شد. نمونه ها برای تعیین مقاومت فشاری تک محوری، شاخص مقاومت بار نقطه ای، مدول الاستیسیته، تخلخل و چگالی خشک و اشباع تحت آزمون های آزمایشگاهی قرار گرفتند. همچنین برش های نازک میکروسکوپی نمونه ها، برای تعیین ویژگی های سنگ شناسی، پارامترهای بافتی و کانی شناسی، مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش بر پایه نتایج تجزیه و تحلیل های آماری، روابط پیش بینی کننده چند متغیره برای برآورد ویژگی های فیزیکی و مکانیکی با به کارگیری ویژگی های سنگ شناسی و بافتی توسعه داده شده اند. این مطالعه نشان می دهد که تاثیر پارامترهای بافتی بر روی ویژگی های مهندسی، مهم تر از ترکیب کانی شناسی می باشد. همچنین مشخص گردید که آرایش هم جوار (pp, Packing Proximity)، آرایش چگالی (pd, Packing Density)، شکل دانه ها، میانگین اندازه دانه ها و مقدار سیمان و زمینه، ویژگی های بافتی هستند که تاثیر چشمگیری بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه ها دارند. در مطالعه حاضر رگرسیون چند-متغیره خطی در چهار گام مختلف، شامل ترکیبات مختلفی از ویژگی های سنگ شناسی به عنوان پارامترهای ورودی برای هر ویژگی مهندسی، مورد استفاده قرار گرفته است. سرانجام بهترین رابطه ها برای پیش بینی ویژگی های مهندسی ارائه شده است.

خصوصیات توده سنگ یکی از فاکتورهای مهم و موثر بر نتایج حاصل از آتشباری می باشد. در این پژوهش با توجه به اهمیت خردایش بهینه در معدن کاری سعی بر این است تا اثر این خصوصیات بر توزیع اندازه سنگ های خرد شده در معادن مورد مطالعه شامل معادن سنگ آهن چغارت، چادرملو و سه چاهون مورد بررسی قرار گیرد. جهت رسیدن به این هدف خصوصیات توده سنگ در طول حدود 1961 متر خط پیمایش و 1771 متر پروفیل لرزه ای در غالب 51 بلوک انفجاری مورد ارزیابی قرار گرفت. از طرفی جهت اندازه گیری خردایش حاصل از آتشباری از روش پردازش تصاویر رقومی استفاده شد. بدین منظور با پردازش 1500 تصویر گرفته شده از سطح کپه های انفجاری، توزیع اندازه سنگ های خرد شده بدست آمد. بررسی تغییرات خردایش با توجه به تغییرات خصوصیات توده سنگ نشان داد که با افزایش فاصله داری ناپیوستگی ها، تداوم ناپیوستگی ها، بازشدگی ناپیوستگی ها، افزایش سرعت موج طولی در سنگ بکر، افزایش زبری و مواجی بودن سطح ناپیوستگی ها، افزایش مقاومت تراکمی تک محوری سنگ بکر و افزایش عمود بودن ناپیوستگی ها بر سطح آزاد بلوک انفجاری اندازه مصالح حاصل از آتشباری نیز افزایش می یابد. نتایج این پژوهش بیانگر تاثیر خصوصیات توده سنگ به اندازه مصالح حاصل از آتشباری می باشد.

سنگ هایی که در معرض فرایندهای هوازدگی از قبیل ذوب - انجماد و تبلور نمک قرار می گیرند یکپارچگی خود را از دست داده و در طی زمان معینی تخریب می شوند. با افزایش تعداد و شدت چرخه های هوازدگی میزان این تخریب نیز بیشتر خواهد شد، هر چند که سرعت تخریب برای انواع مختلف سنگ ها متفاوت است. در این مطالعه دوام پذیری ماسه سنگ های سازند قرمز بالایی (منطقه آوج، جنوب غرب استان قزوین) در مقابل عملکرد چرخه های ذوب - انجماد و تبلور نمک، با استفاده از مدل تابع تخریب مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور تعداد 9 نمونه ماسه سنگ (مشخص شده با حروف A، B، C، CG، S، S 1، Tr، Min و Sh) از بخش های مختلف سازند قرمز بالایی (در محدوده آوج-آبگرم) جمع آوری شده و پس از تعیین خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و کانی شناسی، در معرض آزمایش های ذوب-انجماد و تبلور نمک قرار داده شدند. مدل تابع تخریب این امکان را به ما می دهد که بتوانیم پارامترهای معنی داری از قبیل ثابت تخریب و نیمه عمر را برای انواع مختلف سنگ ها محاسبه کرده و درباره تخریب آنها اظهار نظر کنیم. نتایج به دست آمده از این مدل نشان می دهند که پارامترهای نیمه عمر و ثابت تخریب می توانند در کارهای مهندسی و با صرف کمترین هزینه و زمان، جهت تعیین دوام سنگ ها به کار روند. همچنین این مدل نشان می دهد که سرعت تخریب انواع مختلف ماسه سنگ ها متفاوت می باشند.

در این مقاله الگوی لرزه خیزی در پهنه ساختگاه دو سد مهم کرخه و کارون 3 قبل و بعد از آبگیری مورد ارزیابی قرار گرفته است. دستاوردها نشان می دهد که بعد از آبگیری تغییر مشخصی در موقعیت کانون سطحی زمین لرزه ها، عمق کانونی و سایر پارامترهای لرزه خیزی در پیرامون دریاچه سدهای مورد مطالعه صورت گرفته است. همچنین همبستگی خوبی بین تراز آب دریاچه سد و فراوانی زمین لرزه ها در هر دو سد مشاهده گردید. تنها اختلاف موجود در الگوی زمین لرزه های القایی دو سد این است که پاسخ لرزه ای و تاخیر زمانی زمین لرزه ها نسبت به افزایش تراز آب در سد کارون کمی بیشتر از سد کرخه می باشد. این اختلاف به دلیل نفوذپذیری بیشتر سنگ کف در سد کارون 3 است.

مطالعات انجام شده در زمینه تاثیر حفرات زیرزمینی بر پاسخ لرزه ای زمین بیشتر بر روش های تحلیلی متمرکز بوده که ضعف اصلی آن ها، ساده نمودن بیش از حد مساله به لحاظ هندسه حفره و مشخصات مصالح است. لذا نیاز به مطالعات وسیع تر در این زمینه با استفاده از مدل سازی عددی و همچنین روش های تجربی و به ویژه با در نظر گرفتن حفرات زیرزمینی واقعی ضروری است. در پژوهش حاضر این مهم بامطالعه بر روی تونل در دست احداث خط دوی پروژه قطار شهری کرج مدنظر قرار گرفت. یازده محل در مجاورت این تونل و ایستگاه های مربوط به آن انتخاب گردید و برای آن ها با استفاده از برداشت های خردلرزه سنجی، نسبت های طیفی خردلرزه ها بین نقاطی در سطح زمین و نقاط مرجع در کف تونل محاسبه گردید. برای چهار محل مطالعه به روش عددی اجزا محدود نیز صورت گرفت. نتایج مطالعات تجربی در کاظمینی و همکاران (2015) ارائه گردیده است. هدف مقاله حاضر ارائه نتایج به دست آمده از روش عددی و مقایسه آن با نتایج تجربی است. نتایج نشان می دهند، حفره های زیرزمینی بر پاسخ های به دست آمده در سطح زمین تاثیر قابل توجهی داشته، به طوری که حضور آن ها باعث افزایش بزرگنمایی در بازه های فرکانسی کوچک و بزرگ شده و با افزایش ابعاد حفره و نزدیک تر شدن به محور حفره مقادیر بزرگنمایی بیشتری قابل مشاهده است.

بهره برداری ایمن از سدها متکی بر سه عامل سلامت سازه، پایش رفتار سد و آمادگی برای شرایط اضطرار است. یکی از روش های پایش رفتار سد و اجزاء وابسته آن استفاده از نتایج تجهیزات ابزار دقیق نصب شده در نقاط مختلف سازه است. سد جیرفت یک سد بتنی قوسی است که از داده های اکستنسومترهای نصب شده آن به منظور تحلیل رفتار پی طی دوره 20 ساله بهره برداری سد استفاده شده است. این سد در 40 کیلومتری شمال شرقی شهر جیرفت و بر روی آهک های الیگومیوسن ساخته شده است. اکستنسومتر های سد جیرفت از نوع 4 شاخه ای بوده و دارای حداکثر عمق 40 متر می باشند که در دو وجه بالادست و پایین دست پی نصب شده اند. جابجایی های پی سد متاثر از بارگذاری مخزن بوده و منحنی های بالاآمدگی پی بالادست و نشست پی پایین دست هماهنگی نسبی با تغییرات تراز مخزن دارد. به منظور حذف اثرات تغییرات کوتاه مدت سالیانه در تغییر شکل های پی از تابع میانگین متحرک استفاده شده است. بیشترین مقادیر بالاآمدگی بالادست و نشست پایین دست در بلوک میانی سد و به ترتیب حدود 8 و 3 میلی متر می باشد. برخی بلوک های در پایین دست سد روند عمومی نشست را نشان می دهند که در حال حاضر دارای نرخ کمتر از 0.1 میلی متر در سال است. با توجه به دوام و ادامه نشست پایین دست در سالیان اخیر در بلوک های مذکور لازم است پایش رفتار سد به طور مرتب به انجام رسیده و هر گونه تغییری در روند جابجایی ها مورد توجه قرار گیرد.