زمین شناسی مهندسی
سال:1397 | دوره:12 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

پس از وقوع روان گرایی، نشست هایی در سطح زمین و درون لایه های خاکی ایجاد می شود که سبب آسیب رساندن به سازه های مستقر بر روی آن ها یا سازه های مدفون و شریان های حیاتی می شود. در دو دهه ی اخیر روش های نیمه تجربی مختلفی برای تعیین میزان کرنش حجمی (نشست) و کرنش برشی حداکثر بر اساس داده های صحرایی و آزمایشگاهیی ارائه شده است. هدف اصلی در تحقیق حاضر، مقایسه ی نتایج ارزیابی پتانسیل وقوع روان گرایی از دیدگاه شدت خطر وقوع و میزان نشست پس از وقوع روان گرایی در لایه های خاکی برمبنای استفاده از نتایج آزمون مقاومت نفوذ استاندارد (SPT)و سرعت موج برشی (Vs) در امتداد مسیر خط 2 متروی شهر تبریز است. در این تحقیق، ابتدا تعداد 54 حلقه گمانه در امتداد خط 2 متروی ذکر شده جمع آوری و بررسی شده است. سپس، پتانسیل روان گرایی در محدوده ی بررسی شده براساس روش های پیشنهاد شده انجام شده و شاخص خطر روان گرایی(LPI) درآن ها برآورد شده است. سپس میزان نشست احتمالی در لایه های خاکی ناشی از وقوع روان گرایی براساس نتایج حاصل از دو روش پیشنهادی انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از تحقیق نشان می دهد که دو روش تطابق مناسبی نداشته و خطر وقوع روان گرایی حاصل از روش SPT در مقایسه با روش Vs دارای میزان کم تری است. هم چنین پیش بینی میزان نشست پس از وقوع روان گرایی در لایه های خاکی برمبنای روش سرعت موج برشی در مقایسه با روش آزمون مقاومت نفوذ استاندارد مقدار بیش تری دارد.

در این پژوهش اثر گازوئیل بر خواص فیزیکی و مکانیکی خاک رسی چسبنده بررسی شد. سپس تأثیر روش حرارتی و استفاده از دو نوع سورفکتنت بر مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک آلوده بررسی شد. خاک رسی چسبنده به صورت مصنوعی با درصدهای گوناگون گازوئیل ( 10% و 5%) آلوده شد. به منظور پاک سازی خاک به وسیله ی اعمال حرارت نمونه های خاک آلوده شده در معرض حرارت های 50، 100 و 150 درجه ی سانتی گراد قرار گرفت. علاوه بر آن پاک سازی با شویندههای سدیم دودسیل سولفات و تویین 80 نیز انجام شد. آزمایش های فیزیکی و مکانیکی شامل دانه بندی، حدود اتربرگ، تراکم و مقاومت تک محوری روی نمونه هایی از خاک طبیعی آلوده شده و خاک پاک سازی شده از دو روش گفته شده انجام شد. نتایج نشان داد افزودن گازوئیل موجب تغییراتی در مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک می شود و این تغییرات تابعی از درصد گازوئیل است. علاوه بر آن نتایج پژوهش ها نشان داد روش حرارتی و استفاده از شوینده در پاک سازی خاک مؤثر است.

حوضه آبریز وارک، یکی از زیرحوضه های رودخانه ی دز است که با مساحت 9/139 کیلومتر مربع در استان لرستان واقع شده است. این تحقیق با هدف تحلیل فعالیت زمین ساختی حوضه و هم چنین بررسی ارتباط خطواره ها با خطر زمین لغزش با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شده است. در این پژوهش از 4 شاخص مورفوتکتونیکی شامل گرادیان طولی رودخانه (SL)، منحنی هیپسومتری حوضه (HC)، پیچ و خم رودخانه (S) و عدم تقارن حوضه ی زهکشی (AF) استفاده و نتایج تجزیه و تحلیل آن ها با شاخصی تحت عنوان زمین ساخت فعال (Iat) بیان شده است. محاسبه ی شاخص زمین ساخت فعال نسبی نشان می دهد که منطقه از نظر تکتونیکی در کلاس فعال قرار دارد. به منظور بررسی ارتباط خطواره ها با خطر زمین لغزش، ابتدا نقشه ی خطواره ها و عوامل مؤثر بر لغزش با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای لندست 8 در محیط نرم افزار ENVI 4. 8 و بازدیدهای میدانی تهیه شده است. سپس با استفاده از روش منطق فازی نقشه خطر زمین لغزش در حوضه ی بررسی شده تهیه و با تلفیق آن با نقشه خطواره ها، ارتباط بین خطواره ها و نقشه ی خطر زمین لغزش در محیط نرم افزار ArcGIS بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از نقشه ی خطر زمین لغزش های منطقه به ترتیب 40/12، 25/8، 37، 61/32 و 73/9 درصد از مساحت منطقه در کلاس های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. هم چنین نتایج به دست آمده نشان می دهد که به علت تکتونیک فعال منطقه ارتباط نزدیکی بین خطواره ها و مناطق با خطر لغزش بالا وجود دارد.

در مدل سازی عددی با استفاده از روش المان مجزا، چگونگی ایجاد ناپیوستگی ها در مدل تأثیر زیادی بر نتایج نهایی مدل سازی دارد. در نرم افزار3DEC امکان ایجاد دسته درزه ها به چهار حالت منظم و مداوم، منظم و غیرمداوم، نامنظم و مداوم و نامنظم و غیرمداوم وجود دارد. از طرفی به دلیل تأثیر عمده ابعاد بلوک ها بر رفتار توده ی سنگ و پارامترهای مقاومتی و تغییرشکل پذیری آن، این که از چهار حالت موجود کدام مناسب تر است و بیان کننده ی شرایط واقعی توده ی سنگ است نکته ی مهمی است که باید به آن توجه شود. در این پژوهش از دیدگاه کمی موجود برای محاسبه شاخص مقاومت زمین شناسی (GSI) که کای و همکاران ارائه کرده اند و در آن ابعاد بلوک ها به عنوان پارامتری اثرگذار مورد نیاز است به منظور تعیین مناسب ترین حالت برای ایجاد درزه ها در مدل عددی بهره گرفته شده است. در همین راستا با استفاده از مشخصات سیستم ناپیوستگی های تکیه گاه چپ سد بختیاری و طبقه بندی GSI توده ی سنگ این ناحیه، مناسب ترین روش ایجاد دسته درزه ها در یک مدل عددی با توجه به فاصله داری و تداوم آن ها به گونه ای که ابعاد بلوک های تولید شده تطابق زیادی با ابعاد بلوک ها در واقعیت داشته باشد پیشنهاد شده است.

ارزیابی پارامترهای مقاومت برشی خاک در پروژه های عمرانی و مباحث پایداری از دیرباز بسیار حائز اهمیت بوده است. در این پژوهش، به منظور بررسی تأثیر اندازه ی دانه های مصالح درشت دانه بر پارامترهای مقاومت برشی و رفتار اتساعی خاک، تعدادی آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس در حالت خشک انجام گرفته است. متغیرهای این پژوهش شامل سه نوع خاک درشت دانه بد دانه بندی شده با میانگین قطر ذرات 3، 6 و 12 میلی متر، دو دانسیته نسبی 50 و 70 درصد و سربارهای قائم 100، 200 و 300 کیلوپاسکال بوده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش اندازه ی دانه های خاک و دانسیته نسبی به دلیل افزایش قفل و بست بین دانه ها، تمایل به اتساع بیش تر شده و مقاومت برشی حداکثر نیز افزایش یافته است. به عبارت دیگر، مقاومت برشی نمونه ها با قطر میانگین 6 و 12 میلی متر نسبت به نمونه با قطر میانگین 3 میلی متر به ترتیب حدود 5 و 24 درصد افزایش داشته است. هم چنین افزایش اندازه ی دانه های خاک موجب افزایش نسبت مقاومت برشی ماندگار به مقاومت برشی حداکثر شده و خاک به افت مقاومتی کم تری دچار شده است، به موازات آن زاویه ی اصطکاک داخلی، حداکثر زاویه ی اتساع و زاویه ی اصطکاک در حجم ثابت، افزایش یافته است.

اولویت بندی روش بررسی زیرسطحی نقش مهمی در مدیریت اقتصادی و ایمنی پروژه های زیرزمینی دارد. در این پژوهش شیوه جدیدی برمبنای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و شباهت به گزینه ی ایده آل (TOPSIS) برای اولویت بندی روش های بررسی مسیر تونل سبزکوه از میان طیف گسترده ای از روش های ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی پیشنهاد شده است. برای این کار ابتدا مهم ترین عامل مؤثر بر انتخاب بهترین روش بررسی زیرسطحی این پروژه بررسی شده و سپس با به کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) عوامل بررسی شده به صورت زوجی مقایسه و وزن هر یک از عوامل محاسبه شده است. علاوه بر این، از روش شباهت به گزینه ی ایده آل برای انتحاب نزدیک ترین روش به حالت ایده آل بررسی زیرسطحی مسیر تونل سبزکوه بهره گرفته شده است. در نهایت از بین 6 گزینه ی بررسی زیرسطحی پیشنهاد شده برای تونل، در هر دو روش AHP و TOPSIS پژوهش های لرزه ای به عنوان بهترین گزینه، و بقیه گزینه ها با توجه به وزن مورد نظر در اولویت های بعدی قرار گرفتند.

تأثیر بافت اولیه و درصد ریزدانه خمیری روی رفتار ماسه های رسدار بررسی شده است. برای مدل سازی بافت اولیه نمونه در شرایط نهشته گذاری مختلف از چهار روش نمونه سازی درآزمایش های سه محوری استاتیکی و سیکلیک استفاده شده است. آزمایش ها روی ترکیبات ماسه با صفر تا 25 درصد ریزدانه که با چهار روش تراکم مرطوب، ریزش خشک، ته نشینی در آب و ریزش جریانی ساخته شده اند و تحت بارگذاری های استاتیکی و سیکلیک انجام شده است. نتایج نشان دهنده ی آن است که روش های ته نشینی در آب و ریزش جریانی و ریزش خشک تمایل به تولید بافت های اتساعی دارند که حتی با افزایش درصد ریزدانه خمیری نیز هم چنان رفتارهای اتساعی خود را حفظ می کنند. در مقابل روش تراکم مرطوب تنها در حالت ماسه تمیز از خود رفتار اتساعی نشان می دهد و با افزایش درصد ریزدانه به سرعت به سمت ناپایداری و بروز رفتارهای نرم شوندگی کامل با کرنش می رود. در حالت بارگذاری سیکلیک تفاوت بین روش ها کم تر شده و با افزایش درصد ریزدانه به نظر می رسد رفتارهای مشاهده شده برای روش های مختلف به سمت یک روند یک سان میل می کنند. به صورت کلی با افزایش درصد ریزدانه خمیری تا حدود 20 درصد ناپایداری در نمونه های تحت آزمایش افزایش یافته است و بعد از آن مجددا نمونه ها به سمت پایداری بیش تر حرکت می کنند. نکته قابل توجه آن است که نوع روش نمونه سازی و بافت اولیه نمونه تأثیر خاصی روی این حد آستانه نداشته است.

از آن جاکه اغلب شهرها در نزدیکی و یا روی دره های آبرفتی بنا شده اند، اثرهای هندسه حوضه ی رسوبی بر حرکت زمین در مهندسی ژئوتکنیک لرزه ای اهمیت ویژه ای دارد. انحنای حوضه ای که در آن خاک های آبرفتی نرم تر رسوبگذاری شده است، می تواند امواج حجمی را حبس کرده و موجب می شود که برخی از امواج حجمی برخوردی، به صورت امواج سطحی در لایه آبرفتی منتشر شوند، این امواج می توانند لرزش های شدید تر و طولانی تری نسبت به آن چه در تحلیل یک بعدی با فرض انتشار قائم امواج برشی تخمین زده می شوند ایجاد کنند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس چهار شکل حوضه ی رسوبی شامل مستطیلی، ذوزنقه ای، بیضی و مثلثی در حوزه زمان تحلیل شدند و اثر شکل هندسی حوضه رسوبی و هم چنین اثر محتوای فرکانسی موج تحریک در هر یک از حوضه ها بررسی شد و نتایج آن با تحلیل یک بعدی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد پاسخ های تحلیل یک بعدی با دو بعدی اختلاف بسیاری دارد این اختلاف تا 45/1 برابر پاسخ شتاب تحلیل دوبعدی به یک بعدی در حوضه ی مستطیل شکل است. مدل حوضه مستطیل شکل که در این تحقیق بررسی شده است در مقایسه با سایر حوضه ها پاسخ های بیش تری دارد.