زمین شناسی مهندسی
سال:1394 | دوره:8 | شماره:3-4 |تعداد مقالات:8

شناخت ویژگیهای زمین شناسی مهندسی سازندهای سنگی ایران به عنوان یک ضرورت مطرح است. هدف از این پژوهش شناخت ویژگی های زمین شناسی مهندسی رادیولاریت های چرتی کرمانشاه که سنگ بستر شهر کرمانشاه را تشکیل داده و در ارتباط با سازه های مهندسی متمرکز و خطی فراوانی است، می باشد. بدین منظور بر روی این سنگ ها آزمایش های فیزیکی و مکانیکی شامل، تعیین وزن واحد حجم خشک و اشباع، تخلخل، جذب آب، مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی برزیلی، چکش اشمیت و سرعت موج فشاری انجام گردید. وضعیت تکتونیکی و شکنندگی سنگ های مورد مطالعه، مغزه گیری را با مشکلاتی مواجه نمود، لذا کوشش گردید با بررسی توزیع آماری داده ها، اعمال آزمون کولموگروف- اسمیرنوف و صحت سنجی فاصله اطمینان 95%، ابتدا وضعیت آماری داده ها مشخص شده و سپس روابط مناسبی بین نتایج آزمایش ها به دست آید. نتایج تحلیل های آماری نشان می دهد که داده های حاصل از آزمایش های انجام شده، از توزیع نرمال و یا توزیع لوگ نرمال تبعیت کرده و در فاصله اطمینان 95% قرار می گیرند. ضمنا روابط تجربی به دست آمده، دارای ضریب تعیین بسیار مناسب جهت تخمین غیرمستقیم پارامترهای فیزیکی و مکانیکی می باشند.

در این پژوهش، جهت تعیین موقعیت تقریبی گسل جنوب مشهد از داده های میکروترمور استفاده شده است. برای این منظور داده های میکروترمور به روش تک ایستگاهی، در 5 پروفیل و 27 ایستگاه عمود بر ارتفاعات جنوبی شهر برداشت و بروش نسبت طیفی مولفه افقی به مولفه قائم (HVSR)، تحلیل شده است. سپس نقشه های هم پریود و تغییرات آن، در محدوده ارتفاعات جنوب شهر ترسیم شده و ایستگاه های دارای تغییر ناگهانی و مشخص در مقادیر فرکانس بر روی نقشه مشخص شده اند. علاوه بر این به کمک جهت داری میکروترمورها و چرخش H/V، تغییرات دامنه تقویت در آزیموت های مختلف در هر ایستگاه مورد بررسی قرار گرفت و ایستگاه های دارای بیشترین آشفتگی در مقادیر دامنه تقویت، نشانه گذاری شدند. نهایتا با مقایسه نتایج حاصل از هر دو روش و با بررسی گمانه های منطقه و شواهد فعالیت گسل بر روی عکس های هوایی، موقعیت تقریبی پهنه گسلی جنوب شهر مشهد مشخص شده است. نتایج مطالعات همخوانی مناسبی با شواهد صحرایی، تفسیر عکس های هوایی و اطلاعات حاصل از گمانه ها نشان می دهد.

ایجاد فضاهای زیرزمینی و حفاری های تونل در زیر مناطق شهری که عمدتا دارای سازههایی متراکم با بافت فرسوده و غیرمهندسی هستند حتی علیرغم استفاده از ماشین آلات حفاری پیشرفته با چالش هایی همراه است. در این مقاله، مخاطراتی که در حفاری مکانیزه تونل ها با استفاده از ماشین حفار نوع سپر تعادلی در محیط های شهری باعث آسیب پذیری سازه ها و ساختمان های مجاور می شوند مورد بررسی قرار گرفته اند.خط یک متروی تبریز به طول 17.2 کیلومتر از میدان ائل گلی آغاز و پس از عبور از مرکز و بافت فرسوده شهری در کوی لاله خاتمه می یابد. حدود 8 کیلومتر از مسیر به صورت تونل عمیق با دو دستگاه ماشین حفار از نوع سپر تعادلی در حال حفاری می باشد. بررسی مخاطرات حفاری در بافت شهری نشان میدهد ایجاد ترک های بزرگ و جزئی در ساختمانها به ترتیب حدود 13 و 31 درصد را بخود اختصاص داده و نفوذ فوم حفاری و دوغاب تزریقی از طریق حفرات مدفون با فروانی 11 درصد، از آسیب هایی هستند که در زمان حفاری با آنها مواجه شده است. وجود حفره های مدفون در شهرهای تاریخی و با سابقه زلزله خیزی مثل تبریز از عوامل تشدیدکننده آسیب های حفاری تونل می باشد. بر اساس نتایج ابزار دقیق، بیشترین نشست در زمان عبور ماشین حفار اتفاق افتاده و مقدار آن با عمق افزایش پیدا می کند. نتایج این مقاله می تواند در پیشبینی و کاهش مخاطرات حفاری سایر خطوط متروی تبریز و یا شهرهای مشابه نقش موثری داشته باشد.

نیروگاه های تلمبه ذخیره ای از جدیدترین سامانه هایی هستند که به طور غیرمستقیم به ذخیره انرژی برق می پردازند. با توجه به اهمیت تونل آب بر از جهت قرارگیری توربین ها و آگاهی از این موضوع که اکثر ناپایداری های شایع در فضاهای زیرزمینی مدتی پس از اجرا و نپرداختن به بعضی مسائل مهندسی رخ می دهد اقدام به مطالعه ویژگی های زمین شناسی مهندسی مسیر تونل آب بر نیروگاه تلمبه ذخیره ای سد آزاد شده و تغییرات برخی از این پارامترها در نرم افزار Rockwork 2008 نشان داده شده است. همچنین در این تحقیق از طبقه بندی جدیدی موسوم به IRMR جهت مطالعه ویژگی های مهندسی توده سنگ های مسیر تونل بهره گرفته شده است. نتایج طبقه بندی IRMR با طبقه بندی های کلاسیک RMR و GSI نشانگر قرارگیری محدوده های ورودی و خروجی مسیر تونل در شرایط نامساعد بوده است. بامطالعه درزه های موجود در مسیر تونل و بهره گیری از نرم افزار المان محدود مناطقی که احتمال تشکیل گوه سنگی داشتند مشخص شده است. همچنین با بررسی های زمین شناسی مهندسی و به کمک معیارهای متداول موجود، احتمال مچاله شوندگی و انفجار سنگ مورد ارزیابی قرار گرفته و با لحاظ کردن آنها برای توده سنگ های مسیر تونل و استفاده از نرم افزار FLAC3D حداکثر گام مجاز پیش روی برای مناطق بحرانی پیشنهاد شده است.

امروزه به دلیل اهمیت منابع هیدروکربنی و بالا رفتن نرخ مصرف در جهان، نیاز به بالا بردن استخراج این مواد بیش از پیش احساس میشود. از طرفی وجود سازندهای با تخلخل موثر پایین که سنگ مادر مخازن هیدروکربنی محسوب میشوند، مانع از بهره وری مناسب از این مخازن می گردند. شکست هیدرولیکی که به عنوان یک فرایند آغاز و گسترش شکستگی ها در اثر تزریق سیال به درون قسمتی از گمانه حفر شده در سازندهای سنگی شناخته می شود، نقش موثری در افزایش استحصال مخازن هیدروکربنی کم بازده دارا می باشد. آغاز و گسترش شکستگی ها وابستگی بالایی به پارامترها و خصوصیات سنگ مخزن دارند. از میان این پارامترها میتوان به مواردی همچون جنس سنگ های تشکیل دهنده، مقاومت کششی سنگ ها، فشار منفذی درون سنگ و غیره اشاره نمود. اهمیت مقاومت کششی سنگ به منظور پیش بینی فشار شکست آزمایش شکست هیدرولیکی بسیار بالا بوده و خود این پارامتر نیز تابع سنگ شناسی سنگ مخزن می باشد. از این روی در این پژوهش با نمونه گیری از مقطع تیپ سازند آسماری به بررسی و ارزیابی پارامتر فشار شکست به عنوان تابعی از پارامترهای مقاومت کششی سنگ و سنگ شناسی پرداخته شده است. با دستیابی به مقاومت کششی سنگ از آزمایش شکست هیدرولیکی به مقایسه آن با مقاومت کششی برزیلی و مقاومت بار نقطه ای پرداخته شده است. اختلاف میان این نسبت ها نشان از وابستگی پارامتر مقاومت کششی به روش آزمایش دارد. مقاومت کششی به دست آمده از آزمایش شکست هیدرولیکی برای این سازند حدودا برابر با 20 مگاپاسکال و نسبت میان مقاومت کششی شکست هیدرولیکی به برزیلی معادل 2.35 می باشد. با توجه به حفرات کارستی ریز در ساختار این سنگ ها و به تبع آن تخلخل نسبتا پایین این سازند و همچنین وجود حفرات درون ذره ای به دلیل وجود فسیل در ساختار سنگ، اختلاف ناچیز در پراکندگی داده ها و ضریب رگرسیونی 0.9 را می توان بدین دلیل دانست. تمام شواهد اعم از نتایج خصوصیات فیزیکی و مکانیکی اثبات کننده تاثیر سنگ شناسی بر نتایج مقاومت کششی بدست آمده از آزمایش شکست هیدرولیکی می باشد. همچنین می توان از آزمایش برزیلین برای ارزیابی تنش های مورد نیاز جهت شکست هیدرولیکی استفاده نمود.

ضریب تحکیم یکی از پارامترهای مهمی است که در طراحی های ژئوتکنیکی استفاده میشود. این ضریب معمولا از آزمایش تحکیم یک بعدی آزمایشگاهی بدست می آید. آزمایش نفوذ مخروط آزمایشی برجاست که در آن امکان اندازه گیری تغییرات فشار آب منفذی با زمان و تعیین ضریب تحکیم وجود دارد. این آزمایش قبلا بعنوان آزمایش محو فشار آب منفذی (Dissipation) معرفی شده است. ته (The, 1987)، هولسبی و ته (Houlsby & The, 1988)، ته و هولسبی (Teh & Houlsby, 1991) و جونز و راست (Jones & Rust, 1995) روش های مختلفی برای تعیین ضریب تحکیم از نتایج آزمایش نفوذ مخروط پیشنهاد نموده اند. در این مقاله با استفاده از 43 آزمایش محو فشار منفذی و 35 آزمایش تحکیم آزمایشگاهی در سه ناحیه در جنوب ایران، ضمن مقایسه ضریب بدست آمده از 4 روش فوق، ضریب بدست آمده از این روش ها با ضریب حاصل از آزمایش آزمایشگاهی تحکیم مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد ضریب بدست آمده از آزمایش آزمایشگاهی از مقادیر بدست آمده از روش ته و هولسبی بیشتر و از سایر روش ها کمتر است. نتایج آزمایشگاهی از نظر مقدار و روند به نتایج بدست آمده از روش ته و هولسبی نزدیکتر هستند. رابطه تجربی بین ضریب تحکیم آزمایشگاهی و برجا با ضریب تعیین بیشتر از 0.7 پیشنهاد شده است. بیشترین ضریب تعیین مربوط به روش هولسبی و ته و کمترین مربوط به روش جونز و راست است. زمانی که یک رابطه تجربی برای همه سایتهای مطالعه شده پیشنهاد گردیده ضریب تعیین نسبت به زمانیکه روابط تجربی برای هر سایت بصورت مستقل تعیین گردیده، کاهش یافته است بنابراین روابط میتوان گفت روابط تجربی متاثر از ویژگی های هر منطقه می باشند.

در این مقاله با استفاده از آنالیزهای آماری به بررسی میزان تاثیر عوامل مختلف بر روی خوردگی فلزات در خاک پرداخته شده است. به دلیل عدم وجود داده های مشابه در کشور که بتواند تاثیر هر عامل را بر روی خوردگی فلزات مدفون مشخص نماید، از داده های حاصل از آزمایش های صورت گرفته توسط سازمان ملی استانداردهای امریکا بر روی خورندگی فلزات در خاک بین سال های 1922 تا 1947، استفاده شده است. به منظور تعیین سهم هر عامل در خوردگی فلزات توسط خاک، یک رگرسیون چندمتغیره بین عوامل مختلف خورندگی خاک و میانگین کاهش جرم لوله های مدفون ایجاد شد و در نهایت بهترین مدل برای هریک از متغیرهای مستقل براساس معیار P-value که در آزمون F و در جدول آزمون T نشان داده شده، متغیرهای موثر مدل رگرسیونی انتخاب گردید. این آنالیز برای متوسط زمان آزمایش 1.5 و 11.5 سال و میانگین کل آزمایش (18 سال) صورت گرفت. نتایج ماتریس همبستگی ایجاد شده نشان می دهد که بیشترین همبستگی بین نتایج مربوط به سال آزمایش و پس از آن اسیدیته ی کلی است و سایر متغیرها (میزان کلر، میزان سولفات، درصد رطوبت، بارش، مقاومت و میزان pH خاک) در مدل تایید نمی شوند. مدل نهایی ایجاد شده یک مدل نمایی است که طبق نتیجه آنالیز تحلیل باقی مانده ها، صحت مدل تایید می گردد. نتایج این تحقیق از این جهت حائز اهمیت هستند که داده های مورد مطالعه مربوط به شرایط واقعی و بلندمدت هستند.