زمین شناسی مهندسی
سال:1393 | دوره:7 | شماره:1-2 |تعداد مقالات:9

هدف از این مطالعه ارزیابی پتانسیل زمین لغزش در مخزن سد خاکی پل رود با استفاده از رویکرد چند معیاره فازی می باشد. پس از بررسی و بازدید میدانی و با توجه به اطلاعات موجود، ده متغیر شامل شیب زمین، جهت شیب، لیتولوژی، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، بارش باران، شتاب افقی زلزله، شاخص پوشش گیاهی و انحنای دامنه جهت ارزیابی پتانسیل وقوع زمین لغزش در نظر گرفته شد. با استفاده از مدل احتمالی نسبت فراوانی سطح همبستگی بین نقاط لغزشی موجود و هریک از عوامل موثر تعیین گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل نسبت فراوانی، مدل ساده و خوبی برای محاسبه شاخص حساسیت زمین لغزش متغیرها می باشد. با محاسبه مقدار LSI (شاخص حساسیت زمین لغزش) برای متغیرهای گوناگون، مشخص شد که جهت شیب دارای بیشترین مقدار LSI می باشد. در این مطالعه از دو نوع تابع (define, Gaussian) جهت فازی کردن متغیرها استفاده شده است. با استفاده از وزن های به دست آمده از روش AHP و پنج عملگر فازی نقشه های حساسیت زمین لغزشی تولید شده است. با در نظر گرفتن مقادیر و کارایی خوب عملگر Gamma جهت پهنه بندی، نقشه تولید شده با تابع User define و عملگر Gamma0.95 دارای بهترین کیفیت است.

زمین لغزش های تحریک شده توسط بارندگی همه ساله موجب تحمیل خسارات جانی و مالی فراوان در سراسر دنیا می گردد. عامل اصلی تحریک زمین لغزش های کم عمق و جریان های واریزه ای در شرق مازندران نیز رخداد های بارندگی است. این پژوهش به بررسی زمین لغزش های تحریک شده توسط رخداد های بارندگی که در حوزه آبریز رودخانه های تجن و نکارود روی داده اند می پردازد. 23 رخداد ثبت شده بارندگی در دوره 6 ماهه دوم سال 1391 در شرق مازندران رخ داده اند. 15 رخداد از 23 رخداد بارندگی مورد پژوهش که از نوع کوتاه یا میان مدت است، موجب بروز ده ها زمین لغزش شده اند. شدت و مدت رخدادهای بارندگی محرک زمین لغزش های کم عمق و جریان های واریزه ای در نموداری تمام لگاریتمی رسم گردیدند. سپس آستانه شدت مدت بارندگی برای لغزش هایی که در اثر بارندگی تحریک شده اند به دست آمد. این آستانه با استفاده از روش آماری رگرسیون چندک، به وسیله خط رگرسیون صدک پنجم به مرز پایینی داده بارندگی های محرک لغزش برازش شده و به صورت I=0.51´D-0.60 بیان می شود که I شدت بارندگی برحسب میلی متر بر ساعت و D مدت بارندگی برحسب ساعت است. همچنین آستانه به دست آمده با آستانه های جهانی موجود مقایسه گردید و مشاهده شد که این آستانه، رویداد لغزش های با شدت میانگین بارندگی کمتری را پیش بینی می کند. از بین رخدادهای بارندگی مورد پژوهش، رخدادهای بارندگی کوتاه مدت با شدت بیشتر نسبت به رخداد های بارندگی طولانی تر که شدت کمی دارند سبب تحریک زمین لغزش های بیشتری شده اند. این پدیده احتمالا به دلیل زهکشی بالا در توده خاک کم عمق و نیز خردشدگی سنگ بستر مارنی و مارن آهکی است.

سد گتوند علیا بر روی رودخانه کارون در 25 کیلومتری شمال شهر شوشتر در استان خوزستان واقع شده است. هدف از این تحقیق بررسی میزان تاثیرگذاری سازندهای رخنمون یافته در مخزن سد گتوند بر کیفیت آب سد در سه تراز 150، 200 و 250 متری بعد از آبگیری می باشد. نتایج نشان داد که سازندهای گچساران و میشان در هر سه تراز بالاترین مقادیر آنیون ها و کاتیون ها را در آب آزاد می کنند. با توجه به تاثیرگذاری سازند گچساران در تراز 150 و 200 متر پس از آبگیری سد،EC آب مخزن سد به ترتیب 36632 و 28872 میکروزیمنس بر سانتی متر و جزء آب های با شوری بسیار بالا برآورد گردید. همچنین نتایج نشان از کاهش EC به میزان قابل توجه درآب مخزن سد در تراز 250 متری دارد و آب مخزن سد در این تراز در رده آب های با شوری بالا رده بندی می گردد. در مورد سازند میشان، رده بندی آب در سه تراز، مشابه سازند گچساران بوده با این تفاوت که EC در تراز 200 متری بیش از دو تراز دیگر است.

نفوذ مواد نفتی در خاک علاوه بر اثرات زیست محیطی می تواند باعث تغییر خصوصیات زمین شناسی مهندسی خاک ها شود. در این پژوهش رفتار زمین شناسی مهندسی خاک های سطحی آلوده محدوده پالایشگاه نفت تبریز بررسی شده است. مواد نفتی آلوده کننده نمونه های خاک مورد مطالعه از نوع هیدروکربن های آلکانی جامد با بیش از 14 زنجیره اتم کربن (C14) می باشند. بر اساس نتایج حاصل از آزمایش های دانه بندی، نمونه ها در رده خاک های SM و CL قرار می گیرند. نتایج آزمایش حدود آتربرگ در نمونه های CL نشان می دهد که شاخص خمیری (PI) در نمونه خاک دارای آلودگی بیشتر، کمترین مقدار بوده و با کاهش غلظت آلودگی، افزایش می یابد و تمامی نمونه های آلوده SM رفتار غیرخمیری داشته اند. در آزمایش های تراکم استاندارد، نمونه های با آلودگی بیشتر با درصد رطوبت بهینه کمتری به وزن واحد حجم خشک حداکثر رسیده اند. همچنین نتایج آزمایش های نسبت باربری کالیفرنیا بیانگر کاهش مقدار CBR با افزایش میزان آلودگی بوده که این کاهش در نمونه های CL به مراتب بیشتر از نمونه های SM می باشد. بر اساس داده های حاصل از آزمایش های برش مستقیم و تحکیم، با افزایش میزان آلودگی خاک، به ترتیب پارامترهای مقاومت برشی (چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) کاهش و نشست تحکیمی افزایش یافته است.

مقاومت سنگ ها در طراحی و ساخت سازه هایی همچون تونل ها و سد ها اهمیت فراوانی دارد. دگرریختی حاصل از پهنه های گسله شکننده که سبب تخریب مکانیکی سنگ ها می شود عامل اصلی در کاهش مقاومت آن ها است. گسله سنگ های شکننده جز سنگ های مخلوط محسوب می شوند به این معنا که دارای بلوک های سنگی به نسبت بزرگ و مقاومی هستند که درون یک زمینه ریزدانه و دارای بافت ضعیف تر قرار گرفته است. نسبت حجمی این بلوک ها بر مقاومت کلی گسله سنگ موثر است. در این تحقیق گسله سنگ های موجود در دو پهنه گسله ی شکننده پورکان و نمرک با سازوکار معکوس و راستالغز و میزان جابه جایی متفاوت در جنوب البرز مرکزی مورد مطالعه قرار گرفت و مقاومت تک محوری و نسبت حجمی بلوک های آن ها بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد نسبت حجمی و توزیع اندازه بلوک ها در گسله سنگ های مورد مطالعه تابع روابط فرکتالی است. نسبت حجمی و مقاومت تک محوری بلوک های پهنه گسله پورکان از پیشانی به سمت خارج از پهنه گسله تغییرات منظمی را آنگونه که مورد انتظار است نشان نمی دهد در حالی که در پهنه گسله نمرک این تغییرات با نظم مشخصی از داخل به خارج از پهنه گسله قابل مشاهده است، این امر با میزان جابه جایی ایجاد شده توسط گسل، عرض پهنه گسله و حضور ریز گسل ها و همچنین ترکیبات سنگ شناسی متفاوت در پهنه های گسله در ارتباط می باشد.

سنگ نمک، متعلق به گروه سنگ های رسوبی شیمیایی غیرآلی بوده و عمدتا از هالیت تشکیل شده است. گنبدهای نمکی یکی از مهم ترین تله های نفتی مطرح هستند. حفاری در مقاطع نمکی با مشکلات زیادی همراه است. از مشکلات چالش برانگیزی که در عملیات حفاری این سازندها روی می دهد می توان به گیر افتادن رشته حفاری، کاهش قطر چاه و در نتیجه سیمان کاری نامناسب، گیر افتادن و گسیختگی لوله جداری اشاره کرد. همگرایی دیواره چاه در نمک ها در اثر پدیده خزش به وجود می آید. خزش یک پدیده وابسته به زمان است که تحت تنش ثابت رخ می دهد. در این پژوهش به بررسی اثر فشار محصور کننده و تنش تفاضلی بر روی رفتار خزش و سرعت کرنش سنگ نمک پرداخته شده و در نهایت رابطه ای که بر اساس پارامترهای فوق بتوان مقدار سرعت کرنش را تخمین زد ارائه شده است. بررسی ها نشان می دهد با افزایش تنش تفاضلی و افزایش فشار محصور کننده سرعت کرنش افزایش می یابد.

تحلیل پایداری سیستم نگهداری تونل ها یکی از موضوعات مهم در طراحی عملیات حفر تونل ها می باشد. با استفاده از روش همگرایی- همجواری، مقدار بار اعمال شده به سیستم نگهداری نصب شده در پشت سینه کار تونل تخمین زده می شود. از طرفی با کنترل میزان همگرایی توده سنگ های درزه دار که باعث کاهش مقاومت توده سنگ می شود می توان رفتار این گونه سنگ ها را بررسی کرد. Carranza-Torres and Fairhurst با استفاده از جدیدترین رابطه Hoek - Brown که برای شکست توده سنگ ارائه شده روش تجربی برای تعیین رابطه بین پارامترهای معرف مقاومت توده سنگ و عکس العمل مکانیکی فضاهای زیرزمینی استوانه ای شکل ارائه کرده اند. در این مقاله با استفاده از روش Carranza-Torres and Fairhurst منحنی واکنش زمین برای تونل بلند سد سردشت برآورد گردید. با توجه به نتایج حاصل از روش تجربی و نرم افزار عددی تفاضل محدود FLAC 3D، مشخص شد که روش Carranza-Torres and Fairhurst و معیار شکست Hoek - Brown برای تونل بلند سد سردشت کاربردی بوده و محاسبه ضریب اطمینان برابر با 3.14 نشان دهنده پایداری پوشش سگمنتی تونل بلند سد سردشت در برابر بارهای اعمال شده است.

کلاگینگ (Clogging) یا انسداد یکی از مشکلاتی است که در حفاری تونل با دستگاه TBM به دلیل چسبیدن زمین های رسی به پیشانی برشی و ابزار تخلیه دستگاه ها در سطوح مختلف رخ می دهد. مرور طرح های ارزیابی ارائه شده و ابزار ابداعی به کار گرفته شده جهت اندازه گیری چسبناکی خاک و برآورد پتانسیل کلاگینگ، دستگاه جدایش پیستون را از میان روش های پیشنهادی کارا و مستعد توسعه نشان می دهد. در تحقیق حاضر دستگاه جدایش پیستون برای اندازه گیری چسبناکی خاک رسی به سطح فلز و تعیین وقوع یا عدم وقوع انسداد طراحی و ساخته شد. سپس به منظور بررسی عملکرد دستگاه و اطمینان از نتایج به دست آمده از خروجی های دستگاه، مقدارچسبناکی (Adhesion) بین سطوح فلزی و ماده های طبیعی و مصنوعی (آب، عسل، چسب آهن و خاک رس) اندازه گیری گردید. نمودارهای رفتار جمعی و روش های آماری دقت و تکرارپذیری نتایج آزمایش ها را تایید نمود.