زمین شناسی مهندسی
سال:1391 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

با توجه به توسعه روز افزون سازه های زیرزمینی و هزینه های فراوان ساخت این سازه ها و نیز اهمیت آن ها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری لازم است که پایداری آن ها بررسی شود. در این تحقیق پایداری تونل های مسیر خط 2 قطار شهری مشهد به طول حدود 17 کیلومتر بررسی شده است. در ابتدا منشا رسوب های دشت مشهد، و سپس با توجه به جنس رسوب ها در مسیر پژوهش، خصوصیات ژئوتکنیکی آن ها بررسی شده است. بررسی رسوب های مسیر نشان می دهد که خاک مسیر در رده خاک های متورم شونده قرار نمی گیرند. هم چنین پروفیل های تهیه شده تغییرات SPT نسبت به عمق در محیط نرم افزار روک ورک 2006 حاکی از این است که خاک بسیار نرم و سست در مسیر وجود ندارد. نتایج آزمایش های دانه بندی و XRD بیان گر این است که خاک غالب مسیر رس و با کانی غالب نوع ایلیت و کائولینیت است. در ادامه و با توجه به این که بیش تر مسیر از خاک های ریزدانه تشکیل شده است نشست زمین با استفاده از نرم افزار پلاکسیس ورژن 8 بررسی شده است. سپس با توجه به مدل سازی عددی و متغیر قرار دادن عمق تونل در هر پروفیل عمقی بهینه از لحاظ خصوصیات ژئوتکنیک برای استقرار تونل در لایه های خاک با خصوصیات ژئوتکنیکی مناسبت مشخص شده است.

تعیین مقاومت تک محوره محصور نشده (UCS) به عنوان یکی از پارامترهای مکانیکی برای ارزیابی مقاومت سنگ در بسیاری از پروژه های مهندسی لازم است. در برخی از پروژه های مهندسی نظیر حفر چاه برای استخراج مواد هیدروکربوری به دلیل عمق زیاد حفاری، محدودیت هایی برای اخذ نمونه مناسب برای تعیین مقاومت فشاری تک محوری وجود دارد. از طرفی تعیین این پارامتر به منظور آنالیز پایداری جدار چاه و برنامه های توسعه چاه لازم و ضروری است. بدین منظور ایده استفاده از خرده های حفاری برای تعیین این پارامتر مطرح شده است. در این مقاله به منظور توسعه روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک محوری سنگ و مقاومت خرده ذرات، تعداد 7 نمونه سنگ آهک میکرایتی از رخ نمون های سازند آسماری تهیه شده و پس از انجام آزمایش فشاری تک محوری و تعیین مقادیر UCS آن ها، نمونه های مذکور خرد شد و 420 نمونه به عنوان خرده های حفاری آماده سازی شده است. با استفاده از دستگاه بارگذاری بر خرده ذرات مجزا، مقاومت فشاری تک ذره (SCS) خرده های حفاری تعیین شده است. با توجه به تاثیر شکل خرده ها بر مقاومت آن ها، همه خرده های بررسی شده به شکل کروی در آمده است و به منظور بررسی اثر اندازه خرده بر مقاومت آن ها پژوهش بر روی خرده ها، با قطرهای 2، 3 و 4 میلی متر انجام شده است. با تعریف متغیرهای مقاومت و اندازه، نمودارهایی برای تعیین مقاومت خرده ذرات پشنهاد شده که در آن ها اثر اندازه دانه در آزمایش بارگذاری بر ذرات مجزا حذف شده است. ضریب هم بستگی بین UCS و SCS در حالت های مختلف بیش تر از 0.91 است که نشان دهنده هم بستگی قابل قبول این دو پارامتر با هم است.

در این مقاله دلایل فرونشست زمین در خیابان اندیشه واقع در شمال غرب شهر مشهد بررسی شده است. نشست در این منطقه هم زمان با بهره برداری از ساختمان های مسکونی در سال 1387 شروع شد و باعث نشستی حدود 1.5 متر و تخریب کامل 4 واحد مسکونی و آسیب دیدن بیش از 15 واحد مسکونی دیگر گردید. بررسی عکس های هوایی قدیمی منطقه نشان داد که این منطقه بخشی از مخروط افکنه کال جهل بازه است و مسیل های این محدوده در گذشته محل تخلیه نخاله ساختمانی بوده است. برای ارزیابی ضخامت و خصوصیات خاک دستی 46 گمانه دستی حفر گردید و 9 سونداژ ژئوالکتریک با آرایش شلومبرگر برداشت گردید. بر اساس بررسی فوق نقشه هم ضخامت آبرفت در منطقه تعیین گردید. نتایج این بررسی نشان داد که ضخامت خاک دستی در برخی نقاط به بیش از 9 متر می رسد. نتایج آزمایش های صحرایی حاکی از وجود تفاوت مشخصی بین دانسیته خاک دستی و بکر است. به طوری که متوسط دانسیته خاک های دستی 1.55 گرم بر سانتی متر مکعب و متوسط دانسیته خاک های برجا بیش از 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب به دست امد. آزمایش های رمبندگی حاکی از پتانسیل بالای رمبندگی خاک های دستی در منطقه است. هم چنین رابطه خطی و معکوسی بین دانسیته و درصد نشست خاک وجود دارد.

سد سلمان فارسی در 180 کیلومتری جنوب شرقی شیراز بر روی رودخانه قره آغاج واقع شده است. سد از نوع بتنی قوسی-وزنی با ارتفاع 125 متر از پی است. پرده آب بند این سد تماما در محیط کارستی، درون آهک های آسماری قرار دارد. برای ارزیابی کیفیت پرده آب بند، پس از عملیات تزریق گمانه های کنترلی حفر شده و آزمایش فشار آب در آن ها صورت گرفته است. در این تحقیق با توجه به نتایج آزمایش فشار آب، شاخص نفوذپذیری ثانویه محاسبه گردید و با طبقه بندی توده سنگ، کیفیت آن ها بعد از تزریق مشخص شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده کیفیت بهتر پرده آب بند در جناح راست نسبت به جناح چپ سد است. در کل کیفیت پرده آب بند خوب تا عالی است. هم چنین با استفاده از مقایسه درجه درزه داری و SPI به دست آمده، پیشنهادهایی در زمینه به سازی ساخت گاه سد داده شده که مجموعا 14.51% از مقاطع آزمایش شده نیاز به به سازی دارند.

شاخص دوام وارفتگی، پارامتر مهندسی مهمی در ارزیابی زوال پذیری سنگ ها در برابر عوامل هوازدگی شیمیایی و فیزیکی است و ارتباط نزدیکی با ویژگی های مکانیکی سنگ ها دارد. قابلیت وارفتگی سنگ ها و تاثیرپذیری آن ها از فرایندهای هوازدگی، از مسائل مهم در طراحی و اجرای پروژه های عمرانی و معدنی است. هدف از این پژوهش، بررسی و ارزیابی تاثیر تعداد چرخه های آزمایش دوام در شرایط مختلف pH محیط و تاثیر ترکیب کانی شناسی بر دوام وارفتگی سنگ است. برای این منظور 5 نمونه از توف با ترکیب کانی شناسی مختلف از رخ نمون های شمال شهر قزوین انتخاب شد. آزمایش دوام وارفتگی بر روی نمونه ها در پانزده سیکل و با pH های متغیر از محلول اسیدی انجام شد. هم چنین آزمایش دوام وارفتگی روی نمونه ها در شرایط اشباع، بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی و بررسی های پتروگرافی نمونه ها انجام گرفت. به علاوه در پایان سیکل 15 به منظور ارزیابی تاثیر ترکیب کانی شناسی بر روی شاخص دوام، ترکیب کانی شناسی نمونه ها قبل از انجام آزمایش به همراه رسوبات باقی مانده در کف مخزن دستگاه دوام، با آنالیزهای XRD بررسی شد. نتایج نشان می دهد که شاخص دوام وارفتگی نمونه ها وابسته به مقدارpH محلول در شرایط اسیدی نیست. بر این اساس میزان دوام وارفتگی نمونه ها بیش تر متاثر از ویژگی های کانی شناسی، بافتی و میزان هوازدگی است. هم چنین هم بستگی خوبی بین شاخص بار نقطه ای و شاخص دوام وارفتگی در سنگ های بررسی شده نشان داده شد.

پیش بینی محل وقوع زلزله های آتی همراه با تعیین درصد احتمال رخداد، می تواند در کاهش خطرات ناشی از زلزله بسیار سودمند باشد. تعیین محل های پیش بینی شده، سبب افزایش توجه به طراحی، به سازی لرزه ای و ارزیابی قابلیت اعتمادپذیری سازه های موجود در این مکان ها می شود. در پیش بینی زمان وقوع زلزله فرضیه ها و نظریه های گسترده ای مطرح است. هنوز شیوه ای دقیق برای پیش بینی زمان رخداد زلزله های آتی مورد تایید قرار نگرفته است. در مورد پیش بینی بزرگی زلزله، بررسی های گسترده ای انجام شده است، ولی در زمینه پهنه بندی مکان رخداد زلزله احتمالی هنوز هیچ پژوهشی صورت نگرفته است. در این پژوهش با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی خود سازمان یافته، در استان های سمنان و قم، مکان هایی که احتمال رخداد زلزله آتی وجود دارد، پیش بینی شده است. شبکه های عصبی مصنوعی انتخاب شده در این تحقیق، با دریافت الگوهای ورودی قادر به استخراج مشخصات الگوهای پیچیده ای از داده های ورودی (کاتالوگ زمین لرزه ها) است. سپس با پژوهش های آماری انجام شده، نقشه پهنه بندی مکان زلزله احتمالی ترسیم شده است. برای انجام این کار مشخصات زلزله های رخ داده بین سال های 1903 تا 2012 در استان های مورد نظر از پایگاه های مختلف لرزه ای جمع آوری شد. با توجه به نقشه های به دست آمده، بیش ترین احتمال وقوع زلزله در استان قم، در منطقه مرکزی این استان با احتمال 31.6 درصد و در استان سمنان در محدوده شمالی این استان با احتمال 28.9 درصد پیش بینی شده است.

نفوذ آب در خاک حوضه آبریز به عوامل مختلفی بستگی دارد. هر حوضه آبریز بنا بر اقلیم و شرایط و ساختمان خاک خاص خود، خصوصیات منحصر به فردی دارد. در این تحقیق سواحل دو رودخانه دائمی استان بوشهر (رودخانه مند در شهرستان دشتی و رودخانه باهوش در شهرستان تنگستان) بررسی شده است. میزان نفوذ عمودی آب به خاک با روش آزمایش صحرایی استوانه مضاعف با سه تکرار (در 120 چاهک) برای کنترل و تعیین مدل مناسب و محاسبه ضرایب 3 مدل نفوذپذیری کاستیاکف، فیلیپ و حفاظت خاک آمریکا SCS اندازه گیری شد. با استفاده از نرم افزارهای محاسباتی منحنی های میزان نفوذ و نفوذ تجمعی رسم شد و برای هر مدل برنامه ای به زبان ویژوال بیسیک نوشته شد تا ضریب مدل ها با کم ترین خطا نسبت به منحنی های به دست آمده از آزمایش ها، به عنوان بهترین ضرایب به دست آمده تعیین کند. هر برنامه با قرار دادن حالت های مختلفی از ضرایب، مدل ها را به طور مجزا با نتایج آزمایش های میدانی تطابق داده و ضمن نمایش میانگین مقدار خطا بهترین ضرایب منطبق با محدوده سواحل رودخانه را به عنوان خروجی محاسبات نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که برای محدوده سواحل رودخانه باهوش تنگستان مدل نفوذپذیری حفاظت خاک آمریکا SCS نسبت به مدل فیلیپ و کاستیاکف خطای کم تری دارد و مدل فیلیپ نسبت به مدل کاستیاکف و SCS آمریکا تناسب و تطابق بیش تری با محدوده سواحل رودخانه مند دشتی دارد.