زمین شناسی مهندسی
سال:1401 | دوره:15 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

در سالهای اخیر بلند مرتبه سازی به طور وسیعی در شهرها افزایش یافته و نیاز به حفر گودهای عمیق به جهت استفاده ی حداکثری از فضاهای موجود به شدت افزایش یافته است. یکی از روش های پایدارسازی گود، استفاده از سیستم شمع های فلزی و انکراژ می باشد. در بسیاری از موارد گسیختگی گودها بر اثر بارش های شدید، ترکیدگی لوله ی آب، وجود چاه های جذبی و لایه های آرتزین رخ می دهد. بر اثر این عوامل میزان مکش بافتی کاهش یافته و فشار آب حفره ای افزایش می یابد در نتیجه مقاومت برشی خاک تضعیف می گردد و باعث ناپایداری می گردد. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی های عددی توسط نرم افزارهای SEEP/W وSlope/W و با در نظر گیری دو نوع خاک ماسه ای و رسی، اثر ترکیدگی لوله ی آب، وجود یک چاه جذبی و لایه آرتزین بر پایداری یک گود پایدارسازی شده به وسیله ی انکراژ و شمع فلزی با گذشت زمان مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثر تغییر در موقعیت لوله ی آب، چاه جذبی و لایه آرتزین بر ضریب اطمینان گود بررسی شده است. نتایج نشان داد با دور شدن موقعیت لوله ی آب و چاه جذبی از گوه گسیختگی ضریب اطمینان افزایش می یابد. همچنین دور شدن موقعیت لایه آرتزین نسبت به کف گود، باعث افزایش ضریب اطمینان شده است.

واکنش پذیری شیمیایی بتن یکی از عوامل مهم تخریب و نابودی سازه های بتنی در بلند مدت است. در این تحقیق به بررسی بتن سازه های آبی بزرگ در جنوب کشور و برآورد میزان واکنش پذیری شیمیایی بتن آنها پرداخته شده است. بدین منظور، بخش های بتنی شش سد بزرگ کشور طی بازدیدهای میدانی و اخذ بیش از 16 نمونه بتن و 15 نمونه رسوب رویه بتن بررسی شده است. سازه های بررسی شده شامل سد دز، سد بالارود، سد گدارلندر، سد گتوند علیا، سد کرخه و سد جره رامهرمز است. با استفاده از بررسی های صحرایی، تعیین نمایه میزان تخریب (Damage Rating Index=DRI) بتن بر روی مقاطع صیقلی و بررسی ترکیب شیمیایی رسوبات رویه و شیرابه ی بتن توسط آنالیز XRD، میزان واکنش پذیری شیمیایی بتن و تخریب حاصل از آن بررسی شده است. روش تعیین نمایه میزان تخریب یک روش پتروگرافی برای کمی سازی وضعیت تخریب بتن حاصل از واکنش پذیری قلیایی سنگدانه های بتن است. نتایج تعیین نمایه میزان تخریب و بررسی های صحرایی نشان می دهد که به جزء سد دز تمام سازه های بتنی مورد بررسی دچار واکنش های قلیایی سنگدانه ها هستند ولی هنوز آنقدر توسعه نیافته است که آسیب جدی به بتن وارد کرده باشد. نتایج آنالیزهای XRD و شواهد صحرایی حاکی از وجود واکنش پذیری شیمیایی از نوع حمله خارجی سولفات ها در قسمت های مورد بررسی سد جره و بالارود دارد.

یکی از چالش های اصلی حفاری تونل در مناطق شهری کنترل نشست است که می تواند سازه های سطحی و زیرزمینی را تحت تاثیر قرار دهد. امروزه اجرای سیستم قوس چتری به عنوان یک راه حل موثر برای کنترل نشست و حفاری تونل در شرایطی که جبهه کار ناپایدار است، پذیرفته شده است. در این پژوهش با استفاده از داده های حاصل از ابزاربندی تونل بیرگل و روش اجرای فورپولینگ در تونل مذکور، مدل عددی کالیبره شده و سه سناریوی تیر طره، تغییر شکل مجاز و زون تحکیم یافته با استفاده از شبیه سازی عددی مورد برررسی قرار گرفته است. سناریوی اول نشان داد که در صورت بررسی نیروهای داخلی المان شمع، فاکتور پایداری 1 باید به عنوان ملاک طراحی قرار گیرد. در سناریوی دوم از سطح 3 هشدار ساکورایی به عنوان معیار طراحی استفاده شود و در سناریوی سوم روابطی برای محاسبه هندسه و پارامترهای ژئومکانیکی زون تقویت شده با استنباط از سناریوی دوم ارائه شده است. نتایج تحلیل نشان داد که می توان از تغییرات زاویه اصطکاک داخلی در زون تقویت شده چشم پوشی کرد و صرفاً مقدار مدول تغییرشکل و چسبندگی را مطابق با روابط پیشنهاد شده افزایش داد.

در پژوهش حاضر مدل سازی عددی آب های زیرزمینی دشت علی آباد قم با بکارگیری نرم افزار GMS بین سال های 1385 تا 1395 انجام شده است. بدین منظور با استفاده از اطلاعات جامع زمین شناختی و هیدرولوژیکی، تراز هیدرولیکی در منطقه مورد مطالعه مدل سازی و هدایت هیدرولیکی نیز در گام نهایی مدل سازی تخمین زده شده است. جهت اعتبارسنجی مدل، تغییرات سطح آب زیرزمینی پیش بینی شده توسط مدل با نتایج حاصل از اندازه گیری های پیزومتریک مقایسه و خطای RMSE، 4/1 متر تعیین گردید. بعلاوه نتایج نشان داد در 13 چاه از 26 چاه مشاهداتی میانگین اختلاف تراز هیدرولیکی مشاهداتی و پیش بینی شده کمتر از 5/0 متر و حداکثر میانگین اختلاف بین مقادیر فوق 94/2 متر می باشد. این مقادیر با توجه بازه تغییرات تراز آب زیرزمینی (810 تا 930 متر) در منطقه، نشان از خطای اندک 5/2درصدی مدل سازی دارد. مقایسه هیدروگراف تغییرات تراز آب زیرزمینی مشاهداتی و پیش بینی شده، تطابق قابل قبول آن ها (با ضریب همبستگی 995/0 و ضریب رگرسیون 989/0) را نشان می دهد. همچنین نتایج تخمین هدایت هیدرولیکی حکایت از مقادیر بالای این پارامتر در تقاطع دو رودخانه اصلی منطقه دارد که به رسوب گذاری در این مناطق نسبت داده می شود. نتایج قابلیت مدل پیشنهادی را برای شبیه سازی توزیع تراز هیدرولیکی، تخمین پارامترهای هیدرولیکی و پیش بینی رفتار آینده آبخوان در منطقه مورد مطالعه نشان می دهد.

این تحقیق با هدف ارائه یک سیستم هوش کاربردی که الگوریتم مدیریت داده ها به روش گروهی (GMDH) نامیده می شود، برای پیش بینی غیرمستقیم مقاومت فشاری تک محوری سنگ های آهکی انجام شده است. اندازه گیری مستقیم مقاومت فشاری تک محوری سنگ در آزمایشگاه، زمان بر، دشوار و پرهزینه است. در مطالعه حاضر، چندین آزمایش شاخص سنگ به همراه آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری بر روی نمونه های سنگ آهک جمع آوری شده انجام شده است. در این پژوهش، براساس هدف اول، چهار معادله تجربی بر مبنای پیش بینی کننده ها، شامل دانسیته خشک، سرعت سیر موج، دوام شکفتگی و شاخص مقاومت بار نقطه ای، با هدف پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری پیشنهاد شد. نتایج این تحلیل ها تأیید کرد که نیاز به توسعه مدل های چند متغیره جدید در پیش بینی مقاومت سنگ وجود دارد. برای این منظور مدل GMDH برای پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری سنگ طراحی شده است. به منظور انجام یک مقایسه عادلانه، یک شبکه عصبی مصنوعی از پیش ساخته شده، به عنوان یک مدل مبنا برای سیستم های هوشمند، برای پیش بینی مقاومت سنگ طراحی شده است. سپس با استفاده از برخی شاخص های ارزیابی عملکرد معروف، مدل های GMDH و شبکه عصبی مورد نظر ارزیابی شده و نتایج آن ها با انتخاب بهترین مدل پیش بینی و نتایج متوسط مقایسه گردید. نتایج نشان داد که شبکه GMDH یک روش قدرتمند و قوی برای پیش بینی دقیق مقاومت فشاری تک محوری سنگ می باشد.

بهره برداری بهینه و پایدار از یک معدن روباز نیازمند توجه خاص به مسائل ژئوتکنیکی از جمله پایداری شیبها و ترانشه های پیرامونی می باشد. چنین بررسیهایی بایستی به طور مستمر انجام شده و نتایج حاصله در طراحی معدن و همچنین اجرای طرحهای توسعه ای مورد توجه قرار گیرد. عوامل موثر در ناپایداری شیبهای معادن روباز زیاد بوده و بایستی در ارزیابی ریسک، شناسایی شده و مورد بررسی قرار گیرند. در این مطالعه سعی شده است مهمترین فاکتورهای موثر در ناپایداری ترانشه های معدن مس سونگون واقع در آذربایجان شرقی شناسایی شده و بر اساس میزان اهمیت رتبه بندی گردند. برای این منظور روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) مورد استفاده قرار گرفته است. در مرحله اول، با تهیه پرسشنامه ای از متخصصین شاغل در این زمینه نظرخواهی شده و بر این اساس مهمترین فاکتورهای ریسک در 3 لایه گردآوری و سپس ساختار سلسله مراتبی ترسیم گردیده است. در مرحله بعدی با استفاده از روش سلسه مراتبی فازی، وزن نسبی هر کدام از فاکتورها در رابطه با ریسک ناپایداری شیب محاسبه شده و میزان اهمیت هر کدام از آنها تعیین گردیده است. نتایج بررسیهای میدانی و پایش طولانی مدت رفتار شیبهای معدن نیز با نتایج به دست آمده از روش تحلیلی مقایسه شده است. بر این اساس عامل تاخیر در عملیات معدنکاری (لایه 1)، گسیختگی با ابعاد وسیع (بیش از یک پله) (لایه 2) و سیستم ناپیوستگی (لایه 3) دارای بیشترین اهمیت در ارزیابی ریسک ناشی از ناپایداری ترانشه های معدن مس سونگون تعیین شده است.

یکی از معیارهای ارزیابی برش سنگ ساختمانی با استفاده از سیستم سیم برش الماسه انرژی مصرفی دستگاه سیم برش است. در این پژوهش به منظور ارزیابی میزان انرژی مصرفی در فرایند برش، یک سیستم سیم برش الماسه آزمایشگاهی، با قابلیت تغییر و تثبیت مؤلفه های عملیاتی و ابزاری برش، شامل سرعت خطی، سرعت کشش به عقب و زاویه برخورد سیم الماسه طراحی و ساخته شد. با هدف تعیین ارتباط بین مشخصات فیزیکی و مکانیکی سنگ با انرژی مصرفی دستگاه برش، 6 نمونه مختلف، سنگ تراورتن از معادن استان های آذربایجان شرقی و غربی، اصفهان، یزد و مرکزی تهیه و مقادیر مشخصات فیزیکی و مکانیکی شامل چگالی، تخلخل، جذب آب، مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی و سرعت عبور امواج فراصوت از آن ها در آزمایشگاه اندازه گیری شد. سپس با برش بلوک های مکعبی از نمونه ها با سیستم سیم برش الماسه آزمایشگاهی، انرژی مصرفی دستگاه در حالت های مختلف زاویه برخورد سیم با نمونه، ثبت شد. با استفاده از رگرسیون و برازش تک متغیره، ارتباط میان هر یک از خصوصیات سنگ ها و انرژی ویژه برش با توجه به توابع خطی، لگاریتمی، توانی و نمایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد بهترین مقدار زاویه ی برخورد سیم با نمونه که در آن زاویه، کمترین میزان انرژی ویژه مصرفی ثبت شده است، زاویه 15 درجه بوده است.

وقوع زمین لغزش درسراسر جهان هر ساله خسارات جانی و مالی فراوانی را به بار می-آورند. یکی از موارد ایجاد ناپایداری ها و احتمال وقوع لغزش، حفر معادن روباز درون زمین بوده_است. بهترین راه برای جلوگیری و کنترل خسارات حاصل از ناپایداری دامنه ای و لغزش ها، مطالعه آن ها به منظور شناسایی و پایش لغزش-ها می باشد. در بحث شناسایی و پایش لغزش ها، یکی از روش های موثر استفاده، روش های سنجش ازدور می باشد. به دلیل توانایی روش سنجش ازدور در شناسایی و پایش در وسعت زیاد و با هزینه پایین، این روش یکی ازپرکاربردترین روش-های شناسایی لغزش ها در جهان است که یکی ازانواع این روشها، استفاده از سنجنده های راداری، به ویژه رادار دریچه مصنوعی (SAR) می باشد. ازآنجایی که داده های سنجندهSentinel-1A،که توسط سازمان فضایی اروپا(ESA)ارائه می شوند، به رایگان دردسترس بوده و سایرداده ها هزینه های بسیار بالایی دارند، باانتخاب معدن روباز انگوران، به بررسی چالش ها و امکان استفاده ازاین داده هادر پایش و شناسایی لغزش ها پرداخته ایم. نتایج با داده های زمینی مقایسه گردیدند. پردازش تصاویر با استفاده از روش تداخل سنجی پراکننده ساز پایدار (PSI) که بر اساس روش تداخل سنجی تفاصلی رادار دریچه مصنوعی (DInSAR)، توسط نرم افزار SNAP و پکیج StaMPS صورت گرفته است. بطور کلی به نظر می رسد که علیرغم آنکه استفاده از داده های سنجنده Sentinel-1A در درازمدت قادر به تخمین مناسبی از مقدار جایجایی ها بر روی دیواره_های معدن می باشد، اما به دلیل عدم_توانایی در پایش تغییرات در مکان هایی که تغییرات توپوگرافی شدیدی حاکم است و یا جابجایی ها بسیار بزرگ هستند، استفاده از داده های این سنجنده کمک چندانی به بررسی و پایش لحظه ای ناپایداری دیواره های معادن روبازنخواهدکرد.