زمین شناسی مهندسی
سال:1397 | دوره:11 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

با توجه به افزایش جمعیت و توسعه فعالیت های کشاورزی در دشت جنوب غربی تهران که سبب افزایش برداشت آب های زیرزمینی شده، ارزیابی پتانسیل آسیب پذیری مناطق دارای فرونشست اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش آسیب پذیری دشت جنوب غربی تهران در برابر فرونشست به کمک روش ALPRIFT در محیط ArcGIS بررسی شده و بهینه سازی روش ALPRIFT با استفاده از مدل های ماشین بردار پشتیبان (SVM) صورت گرفته است. برای اجرای روش ALPRIFT از پارامترهای موثر در ارزیابی آسیب پذیری فرونشست شامل جنس محیط، کاربری زمین، میزان پمپاژ آب زیرزمینی، میزان تغذیه، ضخامت آبخوان، فاصله از گسل و افت سطح آب زیرزمینی استفاده شده که به صورت هفت لایه جداگانه رتبه دهی و وزن دهی شده و از تلفیق این هفت لایه، شاخص ALPRIFT محاسبه شد که بر اساس نتایج بدست آمده 173-77 برآورد شد. به منظور بهینه سازی روش ALPRIFT از مدل SVM استفاده شد. برای صحت سنجی نتایج از نقشه ماهواره ای InSAR و ضریب همبستگی (R^2) آن با شاخص آسیب پذیری و شاخص همبستگی (CI) پیزومترهای موجود در دشت استفاده شد. مدل ماشین بردار پشتیبان با داشتن ضریب تعیین (R^2) و شاخص همبستگی (CI) بیشتر نسبت به روش ALPRIFT، روش بهتری برای ارزیابی آسیب پذیری فرونشست دشت جنوب غربی تهران است.

تونل انتقال آب بازی دراز در زون ساختاری زاگرس چین خورده قرار گرفته است. برای حفاری این تونل از یک دستگاه TBM (از نوع EPB Hard Rock) استفاده شده است. محور تونل در یک تاقدیس قرار گرفته است. در این تاقدیس ساختارهای متنوع زمین شناسی از قبیل چین خوردگی، گسل، کارست و. . . وجود دارد. مطالعات زیرسطحی طرح و اجرای گمانه های اکتشافی در هسته این تاقدیس با محدودیت مواجه بوده است. در این تونل برای پیش بینی شرایط زمین شناسی حین حفاری، مطالعات پیش بینی لرزه ای تونل (TSP) در دو موقعیت کیلومتراژهای 287+3 و 577+5 اجرا شد. در این روش ژئوفیزیکی از امواج لرزه ای برای تصویرسازی ساختارهای زمین شناسی استفاده می شود. توزیع امواج برشی در مدل سه بُعدی تونل، شواهدی از تغییرات لیتولوژیکی (تناوب لایه های مارنی، شیلی و آهکی) و وجود چند زون خردشده در مسیر حفاری ارائه می کند. تونل بازی دراز اولین پروژه در دنیا است که از روش TSP در مسیر حفاریِ یک دستگاه حفار از نوع EPB، استفاده شده است. در این پژوهش از تحلیل پارامترهای عملیاتی دستگاهِ EPB و نیز کنترل وضعیت سینه کار حفاری، برای ارزیابی میزان درستی نتایج پیش بینی های صورت گرفته توسط روش TSP، استفاده شده است. نوسانات پارامترهای نرخ نفوذ، نیروی تراست و گشتاور در مسیر حفاری، منطبق بر نواحی کم سرعت و سرعت بالا در مدلهای سه بُعدی امواج برشی است. نتایج کنترل وضعیت سینه کار و مصالح حفاری نیز نشان می دهد که مدلهای توزیع امواج برشی، با تغییرات شرایط زمین شناسی در مسیر حفاری، انطباق نسبتاً خوبی دارند.

پایداری شیروانی های قائم خاکی یکی از مسائل مهم در مهندسی عمران بشمار می رود. روش های متفاوتی برای این منظور استفاده می شود که میخ کوبی ترکیبی با مهار پیش تنیده از جمله آن هاست. این روش با افزایش مقاومت برشی خاک, جابجایی افقی جدار خاکبرداری شده را کاهش می دهد و باعث افزایش پایداری کلی سیستم می شود. در تحقیق حاضر از مدل آزمایشگاهی کوچک شده استفاده شد که در آن, در نزدیکی یک پی نواری یک گود ایجاد شد که برای پایداری جدار خاکبرداری شده, از سیستم میخ کوبی ترکیبی شامل دو ردیف میخ و یک ردیف مهار استفاده شد. برای بررسی پارامترهایی همچون مکان بهینه مهارها, مکانیزم خرابی, اثر مسلح کننده ها بر ظرفیت باربری پی نواری و جابجایی افقی دیوار از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) استفاده شد; بدین ترتیب که بعد از ساخت مدل دیوار و قرار دادن میخ ها و مهارها در محل های تعبیه شده, مدل خاکبرداری شده و به صورت گام به گام تا رسیدن به مرحله گسیختگی بارگذاری شد. در هر مرحله از مدل عکسبرداری شد و عکس ها با روش PIV تحلیل شدند. نتایج نشان دادند که به ازای طول مشخصی از مهارها در ردیف وسط می توان ظرفیت باربری پی نواری را افزایش و جابجایی افقی مربوط به دیوار را کاهش داد. همچنین مشاهده شد که حداکثر جابجایی افقی دیوار در قسمت پایین آن رخ می دهد, در حالی که در سیستم میخ کوبی ساده حداکثر جابجایی افقی در بالای دیوار رخ می دهد.

در این مطالعه با استفاده از نرم افزار Arc GIS و تلفیق آن با مدل هیدرولوژیکیHEC-RAS، پهنه بندی سیلاب در حوضه آبریز چالوس انجام شده است. به این منظور با استفاده از نقشه توپوگرافی منطقه و تصاویر ماهواره ای، مسیر دقیق رودخانه ها تعیین و پردازش اولیه بر روی اطلاعات صورت گرفت. در مرحله بعد با استفاده از الحاقیهArchydroوHEC-GEO-RAS اطلاعات مورد نیاز برای نرم افزار HEC-RASآماده شد و ضریب مانینگ، نقشه توزیع شماره منحنی در زیرحوضه ها و درصد مساحت هر کاربری (در هر زیرحوضه) مشخص شد و پس از آماده سازی اطلاعات، مدل HEC-RASدر شرایط ماندگار اجرا گردید. سپس ضمن پوشانی لایه های مختلف (از جمله لایه های عمق و سرعت در دوره های مختلف بازگشت سیلاب)، مناطق خطر در هنگام بروز سیل تعیین و انواع کاربری هایی که در معرض خطر سیلاب قرار دارند، مشخص شد. نتایج نشان داد که در رودخانه چالوس در بیشترین و کمترین حالت به ترتیب 24 و 8 درصد از مساحت حوضه استعداد سیل خیزی دارند. شیب افزایش درصد مساحت مناطق سیل گرفته نسبت به مساحت کل حوضه با دوره های بازگشت مختلف حدود 2% می باشد. در سیلاب2 ساله، بیشترین محدوده سیلابی را به ترتیب کاربری های شالیزار، بلوکهای ساختمانی، باغات، مراتع و جنگل در بر گرفته و لذا بیشترین خسارات به کشاورزان و منازل مسکونی وارد خواهد شد. همچنین با افزایش دوره بازگشت سیلاب رودخانه چالوس، مقدار مساحتی از جنگل که در محدوده سیلابی قرار می گیرد نسبت به مساحت بلوک های ساختمانی، باغات، شالیزارها و مراتع با رشد بیشتری افزایش می یابد.

گسیختگی های کششی مانند ترک های کششی بالای دامنه های خاکی ناپایدار، شکاف های سطح زمین، ترک های کششی بدنه سد های خاکی و هر نوع گسیختگی دیگری در توده های خاک که از تنش های کششی ناشی می شود، از پدیده های مهم زمین شناسی مهندسی به حساب می آیند. مطالعه و شناخت مقاومت و تغییر شکل کششی خاک ها، می تواند سهم قابل توجهی در شناخت و پیشگیری از پدیده های ناشی از گسیختگی های کششی در خاک داشته باشد. خاک های رمبنده حاشیه دشت ورامین از جمله خاک هایی هستند که در اثر تنش های کششی ناشی از نشست زمین در دشت ورامین، در معرض گسیختگی کششی و تشکیل شکاف های سطح زمین قرار دارند. بنابراین در تحقیق حاضر ویژگی های مقاومت و تغییر شکل کششی این خاک ها در حالت های دست نخورده، بازسازی شده و بهسازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد هنگامی که خاک های رمبنده در حالت دست نخورده تحت تنش کششی مستقیم قرار می گیرند، مقاومت کمی از خود نشان داده و در کشش به صورت شکننده رفتار می کنند. خاک های بازسازی شده در مقایسه با خاک دست نخورده، مقاومت کششی بسیار کمتری دارند و در کشش بسیار نرم رفتار کرده و به راحتی گسیخته می شوند. خاک های بهسازی شده در مقایسه با خاک های دست نخورده، مقاومت کششی بیشتری دارند و تحت تنش های کششی شکل پذیرتر رفتار کرده و تغییر شکل کششی بیشتری را قبل از گسیختگی تحمل می-کنند. نتایج این تحقیق نشان می دهد بهسازی خاک های رمبنده با استفاده از مواد افزودنی تثبیت کننده و سپس تراکم خاک، روش مناسبی برای تقویت این خاک ها در مقابل تنش های کششی و بهبود عملکرد آن ها در کشش است.

در این تحقیق با تحلیل سیگنال امواج التراسونیک و استخراج پارامترهای مختلف التراسونیک در نه سنگ کربناته متعلق به مناطق مختلف ایران، قابلیت این پارامترها در تعیین و ارزیابی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و دوام سنگ ها مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور در ابتدا ویژگی های پتروگرافی، فیزیکی و مکانیکی سنگ های مورد مطالعه تعیین شد و سپس برای تعیین دوام، این سنگ ها در معرض آزمایش دوام شکفتگی تا 15 چرخه و آزمایش دوام در مقابل چرخه های متوالی تر و خشک شدن تا 50 چرخه قرار گرفتند. همچنین با استفاده از یک دستگاه دقیق التراسونیک با قابلیت ثبت سیگنال موج، سنگ ها قبل و بعد از چرخه های تر و خشک شدن مورد آزمایش التراسونیک قرار گرفتند و پارامترهای مختلف التراسونیک شامل سرعت موج تراکمی (VP)، دامنه حداکثر موج (Amax)، میرایی فاصله ای موج (α s) و میرایی زمانی موج (α t) از سیگنال های ثبت شده، تعیین و استخراج گردید. بررسی رابطه بین پارامترهای التراسونیک و ویژگی های سنگ های مورد مطالعه نشان می دهد هر یک از پارامترهای التراسونیک قابلیت های متفاوتی دارند به نحوی که در تعیین ویژگی های فیزیکی و مکانیکی VPقابلیت بیشتری دارد. از طرف دیگر دو پارامتر Amax و α s قابلیت بیشتری در ارزیابی دوام سنگ ها دارند و توسعه ریزترک های ناشی از چرخه های تر و خشک شدن و پیشرفت هوازدگی در سنگ را بهتر از VP آشکار می کنند. با اصلاح α t به α tc این پارامتر نیز می تواند به خوبی پیشرفت هوازدگی در سنگ را آشکار کند.

معدن مس سونگون در استان آذربایجان شرقی در 45 کیلومتری شمال شهرستان ورزقان قرار دارد. در این تحقیق برای پهنه بندی مناطق با پتانسیل ناپایداری از روشهای امتیاز توده ی سنگ (SMR )، تحلیل سینماتیکی و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی ( AHP) و با استفاده از نرم افزارهایDips 6. 0، Expert Choice و ArcGIS استفاده شده است. برای بررسی به روش تحلیل سلسله مراتبی، معیارهای اصلی دخیل در گسیختگی شیب های سنگی و پله های استخراج شامل زمین شناسی ساختاری، ژئومکانیکی، وضعیت آب زیرزمینی درزه ها، مورفولوژی و درجه دگرسانی انتخاب و با تشکیل ماتریس مقایسه زوجی امتیازدهی شدند و زیرمعیارها و گزینه های تعیین شده برای هرکدام از معیارهای اصلی بر پایه میزان اهمیت آنها و به روش مجموع سطری وزن دهی شدند. سپس با تلفیق لایه های اطلاعاتی مختلف در محیط ArcGIS، محدوده ی معدن از لحاظ خطر ناپایداری شیب های سنگی در سه دسته کم، متوسط و زیاد پهنه بندی گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، مناطق غربی، جنوبی، جنوب شرقی و بصورت پراکنده قسمتی از شمال محدوده ی معدن بویژه در پله های استخراج پتانسیل وقوع گسیختگی بیشتر است که با شواهد میدانی مطابقت نسبی دارد. نتایج بدست آمده نشان داد که همخوانی نسبتاً خوبی بین نتایج روشهای مورد استفاده در این تحقیق وجود دارد. ولی بدلیل اینکه در روش تحلیل سلسله مراتبی سایر معیارهای دخیل در گسیختگی در نظر گرفته می شود نتایج قابل اعتمادتری بدست می آید.