زمین شناسی مهندسی
سال:1396 | دوره:11 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

یکی از چالشهای مهندسان مکانیک سنگ، تغییر خواص مکانیکی سنگ ها با تغییر اندازه ی نمونه، با عنوان تأثیر مقیاس است. در بحث تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی، پژوهش های انجام شده روی سنگ ها بسیار محدود است و غالباً روی بتن انجام گرفته است. نتایج تعدادی از تحقیقات گذشته حاکی از کاهش مقاومت با افزایش قطر است، در حالی که در تعدادی دیگر بی تأثیر بودن مقیاس یا افزایش مقاومت گزارش شده است. هم چنین، اغلب این آزمایش ها روی دامنه ی کوچکی از قطر انجام شده و رابطه ای کلی که تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی سنگ ها را نشان دهد و دارای مقبولیت باشد، وجود ندارد. در این مقاله، تأثیر ابعاد نمونه بر مقاومت کششی برزیلی بررسی می شود. برای این منظور، نمونه های ماسه سنگ با قطر بین 19 تا 145 میلی متر تهیه و آزمایش برزیلی روی این نمونه ها انجام شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش قطر نمونه مقاومت کششی کاهش می یابد. در ادامه این بررسی، با استفاده از آنالیز رگرسیون غیرخطی و با استفاده از مدل های هوک و براون، قانون تأثیر مقیاس SEL و قانون مقیاس چند فراکتال MFSL، روابطی برای تخمین مقاومت کششی در قطرهای مختلف ارائه شده و مشخص شد مدل SEL تخمین بهتری از تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی ارائه می کند.

در این تحقیق عملکرد رس های معمولی و اصلاح شده در مقاومت فشاری آزاد خاک آلوده به فنل در فن آوری تثبیت و جامدسازی بررسی شد. تمامی نمونه ها شامل2000 میلی گرم بر کیلوگرم فنل بود. از سیمان سفید (15و 30 درصد وزنی) به عنوان جامدکننده و از رس های معمولی و اصلاح شده (8، 15 و 30 درصد وزنی) به عنوان مواد افزودنی با عمر نمونه های 28 روزه استفاده شد. با افزایش مقدار رس ها، مقاومت فشاری آزاد کاهش یافت و این کاهش در نمونه-های شامل رساصلاح شده بیش تر از نمونه های رس معمولی مشاهده شد. مقادیر مقاومت فشاری آزاد تمامی نمونه ها توانست استانداردهای حداقلی تعیین شده برای دفع در محل های بهداشتی از سوی کشورهای فرانسه، هلند، بریتانیا و امریکا را برآورده سازد. نمونه شامل 30 درصد سیمان سفید و 8 درصد بنتونیت، بیش ترین مقدار مقاومت فشاری (4856 کیلوپاسکال) و نمونه شامل 15 درصد سیمان سفید و 30 درصد رس اصلاح شده، کم ترین مقدار مقاومت فشاری آزاد (2226 کیلوپاسکال) را نشان دادند. با توجه به این که قیمت رس اصلاح شده بیش تر از رس معمولی است، اگر در فرآیند تثبیت و جامدسازی خاک آلوده به فنل فقط عامل مقدار مقاومت فشاری مد نظر باشد، استفاده از رس معمولی در مقایسه با رس اصلاح شده مقرون به صرفه تر خواهد بود.

معدن کاری از منابع بالقوه ورود فلزات به داخل محیط به ویژه خاک و گیاهان است. در این پژوهش غلظت و دسترس پذیری فلزات سنگین در خاک ها و گیاهان اطراف سدهای باطله معدن ایرانکوه به عنوان بزرگ ترین معادن سرب و روی کشور بررسی شده است. برای این منظور 31 نمونه خاک از زمین های گلخانه ای اطراف سد باطله فرآوری معدن برداشت شد و غلظت فلزات سنگین، محتوای دسترس پذیر آن ها به همراه برخی خواص فیزیکوشیمیایی خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده ی غلظت بالای فلزات Zn، Pb و Cd در نمونه های خاک (میانگین به ترتیب 955، 261 و 17/2 میلی گرم بر کیلوگرم) است و با نزدیک شدن به سد باطله بر درجه ی آلودگی هر سه فلز افزوده می شود. هم چنین این سه فلز با سایر فلزات هم بستگی ضعیفی داشته و از بین خواص خاک نیز با درصد رس هم بستگی معناداری نشان می دهند. برای استخراج فلزات از 17 نمونه خاک منطقه از محلول DTPA استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از این روش، سهم غلظت دسترس پذیر از غلظت کل برای فلز Cd از دو فلز دیگر بیش تر است (60 % برای کادمیم، 20 % برای روی و 10 % برای سرب) و با توجه به ماهیت قلیایی نمونه های خاک بخش دسترس پذیر برای هر سه فلز درصد کمی از غلظت کل آن ها را شامل می شود. تعیین غلظت کل فلزات در سبزیجات کشت شده در خاک های گلخانه ای (گیاه ریحان-(Ocimum basilicumنیز نشان داد که غلظت هر سه فلز بررسی شده بسیار بیش تر از غلظت مجاز آن در گیاهان غیرآلوده است و هم بستگی منفی و معناداری بین غلظت فلزات در ریشه و میزان زیست دسترس پذیر آن ها در خاک دیده می شود. که با توجه به نتایج، مصرف این سبزیجات می تواند با ایجاد خطر سلامتی برای مصرف کنندگان در طولانی مدت همراه باشد.

هدف از این پژوهش ارزیابی خطر زمین لغزش حوزه ی آبخیز زیارت استان گلستان با استفاده از تئوری دمپستر-شفر در سیستم اطلاعات جغرافیایی است. در گام اول با استفاده از گزارشات موجود و تفسیر عکس های هوایی نقشه پراکنش نقاط لغزشی منطقه ی بررسی شده تهیه شد. از کل نقاط لغزشی (50 نقطه) 35 نقطه آن (70 درصد) برای تهیه نقشه پهنه بندی خطر و نقاط باقی مانده (30 درصد) برای ارزیابی مدل در نظر گرفته شد. در گام دوم 12 عامل مؤثر بر زمین لغزش برای تهیه ی نقشه ی پهنه بندی خطر زمین لغزش در نظر گرفته شد. این عوامل شامل درصد شیب، جهت شیب، ارتفاع، خطوط هم باران، زمین شناسی، کاربری اراضی، بافت خاک، فاصله از جاده، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از رودخانه، شاخص قدرت رودخانه هستند. سپس، وزن کلاس های هر عامل مشخص شده و نقشه پهنه-بندی خطر زمین لغزش منطقه با 13 روی کرد مدل سازی با استفاده از تئوری دمپستر-شفر تهیه شد. سرانجام برای ارزیابی مدل ها منحنی عملکرد نسبی ترسیم و سطح زیر منحنیمحاسبه شد. نتایج ارزیابی نشان داد، تئوری دمپستر-شفر برای روی کرد ششم مدل سازی (حذف عامل لیتولوژی) با سطح زیر منحنی9/92٪ (عالی) و انحراف معیار 045/0، بیش ترین دقت را دارد. از این رو، نقشه خطر زمین لغزش تهیه شده برای منطقه ی بررسی شده می تواند برای برنامه-ریزان و مهندسان در شناسایی مناطق مستعد خطر زمین لغزش و ارائه راهکارهای مناسب برای کاهش و مدیریت خطر مفید باشد.

خاک های کربناته ازلحاظ ویژگی های مقاومتی، خردشدگی دانه ها و نشست خاک، از خاک های مسئله دار در طبیعت هستند که گاهی مشکلاتی را برای مهندسان ژئوتکنیک به وجود می آورند. بخش اعظم این خاک ها در بستر آب های کم عمق مناطق گرمسیری واقع شده است. در ایران نیز در سواحل و جزایر خلیج فارس و دریای عمان لایه های نسبتاً ضخیمی از رسوبات کربناته موجود است. با توجه به اهمیت و گستردگی پروژه هایی بزرگی نظیر ساخت پل بزرگ خلیج فارس مابین بندرعباس و جزیره قشم، مخازن ذخیره نفت و گاز، سکوهای استخراج نفت و ساخت اسکله ها که اخیراً در این مناطق در دست اجرا هستند، شناخت و بررسی چنین خاک هایی اهمیت فراوانی دارد. در این تحقیق به بررسی تأثیر بافت رسوبات کربناته بر خردشدگی دانه ها می پردازیم. نتایج تحقیق نشان می دهد افزایش اندازه مؤثر دانه ها و ضریب شکل آن ها به صورت توانی با خردشدگی آن ها ارتباط داشته و با افزایش هم زمان دو پارامتر فوق میزان خردشدگی تشدید می شود.

تسلیح خاک به وسیله ی ژئوسنتتیک ها روشی مؤثر برای افزایش مقاومت برخاس] سازه های مدفون است. در این مقاله از المان مسلح کننده ی جدیدی که شامل تعدادی صفحات مهاری است و به ژئوگرید متصل می شود و موجب افزایش مقاومت بیرون کشیدگی ژئوگرید می شود استفاده شده است که به آن سیستم مهار-شبکه گفته می شود. بررسی عددی سه بعدی با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود FLAC-3D برای بررسی مقاومت برخاست خطوط لوله ی مدفون در ماسه ی مسلح شده با این سیستم جدید انجام شده است. نتایج نشان می دهند که به علت گسترده تر شدن سطح گسیختگی خاک، استفاده از این سیستم مهار-شبکه در توده ی خاک، مقاومت برخاست خطوط لوله ی مدفون را به طور چشم گیری افزایش می دهد. طوری که جهت لوله با قطر خارجی 50 میلی متر، استفاده از سیستم مسلح کننده مهار-شبکه موجب افزایش مقاومت برخاست لوله به میزان 3/2 برابر حالت استفاده از ژئوگرید و 7/3 برابر حالت بدون مسلح کننده می شود. در مقایسه با چند لایه ی مسلح کننده، بازدهی استفاده از یک لایه ی مسلح کننده بیش تر است. هم چنین بازدهی لایه ی مسلح کننده در خاک های سست بیش تر از خاک های متراکم است. به علاوه، با افزایش قطر لوله، تأثیر لایه ی مسلح کننده کم تر خواهد بود.

تعیین جهت و مقدار تنش های برجا پیش نیاز اساسی در حفر چاه های نفت و انجام عملیات توسعه میادین نظیر شکافت هیدرولیکی محسوب می شود. تحلیل شکستگی های برشی یکی از روش های تعیین جهت و مقدار تنش های برجا است. شکستگی های برشی به دلیل اعمال فشار گل حفاری کم تر از مقدار بهینه، به موازات جهت تنش برجای افقی حداقل (Sh) در دیواره چاه گسترش می یابند. در این پژوهش، جهت و مقدار این تنش ها در یکی از چاه های نفت منطقه اهواز به روش تحلیل شکستگی های برشی اندازه گیری شده است. بر این اساس، جهت تنش برجای افقی حداکثر (SH) در امتداد E35N و جهت Sh نیز در راستای W55N قرار دارد. بزرگای تنش برجای قائم (SV) کم تر از مقدار SH و بیش تر از مقادیر Shاست که بیان گر وجود رژیم تکتونیک امتدادلغز در منطقه است. تعیین جهت و مقدار این تنش ها امکان تخمین فشار بهینه گل حفاری و انتخاب مسیر مناسب حفاری در حفر چاه های انحرافی را فراهم می کند.