نشریه زمین شناسی مهندسی

---

(مقاله صفحه 280-271) مقاله در باره کاربرد چکش اشمیت از نوع L, به منظور تعیین مقاومت تک‌مجوری سطوح ناپیوستگی توده‌های سنگ بحث می‌کند. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که اگر این چکش بر روی سطوح ناصاف ناپیوستگی‌ها در شرایط مرطوب به کار برده شود, ضریب همبستگی بین قرائت چکش و مقاومت تک‌محوری وجود نحواهد داشت.

---

امروزه محدودیت منابع قرضه دارای ذرات خاک استفاده شده در فعالیت‌های رایج مهندسی، باعث رواج هر چه بیش‌تر استفاده از دانه‌های شنی با اندازه‌های درشت تا مرز قلوه سنگ در خاک‌ریزها شده است. به‌کارگیری ذرات درشت‌دانه در شیب‌ها و خاک‌ریزها مستلزم در نظر گرفتن تأثیرات آن‌ها در مخلوط شدن با خاک‌های ریزتر است. محدودیت ابعاد دستگاه‌های آزمایشگاهی متعارف مانع از انجام آزمایش بر روی نمونه‌های دانه‌درشت می‌شود. به همین سبب در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس، تأثیر درصد، شکل و اندازۀ شن‌دانه بر رفتار مکانیکی مخلوط‌های ماسه‌ای مشخص شود. تعداد 39 آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس، بر مخلوط خاک ماسه‌ای و شن‌دانه‌های گردگوشه و تیزگوشه با حداکثر قطر دانه‌های 5/12 و 4/25 میلی‌متر در درصدهای شن صفر، 20، 40 و 60 ترتیب داده شد. نتایج نشان داد که مقاومت برشی خاک ماسه‌ای با افزایش درصد شن‌دانه افزایش می‌یابد. همچنین مشخص شـد کـه شن‌های تیـزگوشه و درشت‌تـر نسبت بـه شن‌های گـردگوشه و کوچک‌تر به میزان بیش‌تری مقاومت برشی و زاویۀ اصطکاک مخلوط‌های شن و ماسه را افزایش می‌دهند. در این راستا روابطی نیز برای تقریب زاویۀ اصطکاک و مقاومت برشی خاک مخلوط شن و ماسه‌ای بر حسب درصد و نوع شن‌دانه ارائه شد.

---

هدف این تحقیق بررسی تأثیر کانی‌شناسی و خواص ژئوشیمیایی سنگ‌دانه‌‌ها بر خصوصیات مکانیکی بتن است. برای تحقق این امر، سنگ‌دانه‌‌هایی با خواص پترولوژی مختلف از معادن فعال گردآوری شده و به آزمایشگاه منتقل شده است. نمونه‌های انتخاب شده شامل آندزیت، بازالت، گرانیت، گنایس، آهک، لوماشل، ماسه¬سنگ، دولومیت، توف و دیوریت است که دارای خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی مختلفی هستند. نتایج این تحقیق نشان داد که خواص فیزیکی و مکانیکی کانی‌ها خواص مقاومتی بتن را تحت تأثیر قرار می‌دهند و مشخص شد که خصوصیات نامطلوب بتن با چه کانی‌هایی کنترل می‌شود. همچنین در این تحقیق مشخص شد که سنگ‌دانه‌های با کانی‌های سوزنی و ورقه‌ای و همچنین کانی‌های که در معرض فرسایش قرارگرفته‌اند در خواص نامطلوب بتن تأثیر زیادی دارند. در این تحقیق بیش‌ترین مقاومت 28 روزه بتن مربوط به سنگ‌دانه دولومیتی با مقاومت فشاری 33 مگاپاسکال، و کم‌ترین مقاومت مربوط به سنگ‌دانه لوماشلی با 13 مگاپاسکال است.

---

پارامترهای الاستیک سنگ به دو روش دینامیکی و استاتیکی قابل اندازه­گیری هستند. در روش دینامیکی، با اندازه­گیری سرعت عبور امواج تراکمی (Vp) و برشی (Vs) در شرایط برجا و یا آزمایشگاه، ویژگی­های الاستیک دینامیکی سنگ به‌دست می­آیند. در روش استاتیکی نیز با انجام آزمایش­های تخریبی مانند مقاومت فشاری تک محوری و یا سـه محوری بر روی مغزه سنگ، پارامترهای مقاومتی و الاستیک استاتیکی اندازه­گیری می­شوند. روش­های استاتیکی نتایج واقع­بینانه­تری نسبت به روش­های دینامیکـی مـی­دهند، اما هزینه انجام آن بیش‌تر بوده و اندازه­گیری آن به نقـاط دارای مغزه سنگی محدود می­شود. متأسفانه پارامترهای دینامیکی و استاتیکی با یک‌دیگر برابر نیستند و معمولاً پارامترهای دینامیکی از پارامترهای استاتیکی متناظر خود بزرگ‌تر هستند. به‌منظور اندازه­گیری پیوسته ویژگی­های مکانیک سنگ در طول چاه، ایجاد روابط تجربی بین پارامترهای دینامیکی و استاتیکی ضروری به‌نظر می­رسد. در این پژوهش با انجام آزمایش­های مقاومت فشاری تک‌محوری و التراسونیک بر روی مغزه­های نفتی مربوط به سازندهای کربناته سروک و آسماری یکی از چاه­های نفتی جنوب غرب ایران، روابطی تجربی برای تخمین مقاومت فشاری تک‌محوره (c&sigma) و مدول یانگ استاتیکی (Es) بر اساس سرعت موج تراکمی (Vp) و مدول یانگ دینامیکی (Ed) پیشنهاد شده است که یکی از پیش­نیازهای اساسی برای تحلیل پیوسته پایداری در طول مسیر حفاری چاه­های نفت و گاز را تأمین می­کند.

---

امروزه کاربرد چکش اشمیت بمنظور محاسبه مقاومت فشاری دیواره درزه¬ها (JCS) و مدول الاستیسیته سنگها یکی از روشهای مرسومی است که در بسیاری از پروژه¬های مهندسی از آن استفاده می¬شود. استفاده از این ابزار، بعنوان یک روش سریع، ارزان و غیر مخرب تلقی شده و از این جهت یک مزیت به حساب می¬آید. در این زمینه پس از استفاده از چکش اشمیت و قراعت عدد بازگشتی از روی آن، برای محاسبه پارامترهای مذکور روابط تجربی متعددی توسط محققین مختلف و از جمله بارتون و کوبی، دییر، کیدبینزکی، آفموت و ISRM ارائه شده است که در این مقاله به بررسی و تحلیل این روابط پرداخته شده است. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش نیز روابط تجربی جدیدی برای محاسبه این پارامترها ارائه ¬شده است که کاربرد آنها برای سنگهای سخت نتایج بسیار خوبی را نشان می¬دهد. لازم به توضیح است که این روابط با استفاده از 827 مورد از نتایج واجهش توسط چکش اشمیت بر روی سطوح درزه توده سنگهای سخت نظیر گرانیت، دیوریت و هورنفلس صورت پذیرفته است که در حاشیه جاده گنجنامه- شهرستانه قرار دارند.

---

ناپیوستگی ها دارای ویژگی¬هایی همچون جهت یابی، تعداد دسته و فراوانی هستند که می¬توانند در مقاومت سنگ مؤثر واقع شوند. نمونه های سنگ به ترتیب دارای یک، دو و سه دسته ناپیوستگی متقاطع، فراوانی های مختلف و زاویه شیب صفحه ناپیوستگی ها با جهت افقی برابر با 0، 30، 45، 60 و 90 درجه آماده سازی شدند. با افزایش تعداد دسته ناپیوستگی و فراوانی آنها تعداد قطعات به صورت تصاعدی افزایش یافت. طوری که بخشی از نمونه های دارای سه دسته ناپیوستگی که یکی از دسته های آنها دارای چهار ناپیوستگی موازی بود از 20 قطعه سنگ تشکیل می شدند و مصداق سنگ به شدت درزه دار بودند. ضریب درزه داری و مقاومت فشاری یک محوری نمونه ها و زاویه اصطکاک در امتداد سطح درزه در برش مستقیم تعیین شدند. مقاومت فشاری یک محوری نمونه های دارای یک، دو و سه دسته ناپیوستگی در جهت افقی یا قائم کمتر از مقاومت نمونه سنگ سالم نشان داد. مقاومت یک محوری سنگ دارای ناپیوستگی به ویژه وقتی که جهت یافتگی 60 درجه نسبت حالت افقی بود، حدوداً به مقدار صفر نزدیک می شد. این شدت کاهش مقاومت برای نمونه های دارای دو و سه دسته ناپیوستگی متقاطع و عمود برهم در زاویه جهت یافتگی ناپیوستگی ها با حالت افقی برابر 30 درجه نیز اتفاق افتاد. تحلیل نتایج نشان داد که رابطه بین نسبت مقاومت فشاری یک محوری نمونه های درزه دار به مقاومت فشاری یک محوری سنگ سالم (ضریب ناهمسانگردی) و ضریب درزه داری (Jf) حاصل از این تحقیق با رابطه ارائه شده توسط رامامورتی دارای تفاوت قابل توجهی است. ویژگی های ناپیوستگی ها توأماً نقش اساسی در مقاومت توده سنگ دارند.

---

تعیین مقاومت تک‌محوره محصور نشده (UCS) به‌عنوان یکی از پارامترهای مکانیکی برای ارزیابی مقاومت سنگ در بسیاری از پروژه­های مهندسی لازم است. در برخی از پروژه­های مهندسی نظیر حفر چاه برای استخراج مواد هیدروکربوری به­دلیل عمق زیاد حفاری، محدودیت­هایی برای اخذ نمونۀ مناسب برای تعیین مقاومت فشاری تک‌محوری وجود دارد. از طرفی تعیین این پارامتر به‌منظور آنالیز پایداری جدار چاه و برنامه­های توسعۀ چاه لازم و ضروری است. بدین‌منظور ایدۀ استفاده از خرده‌های حفاری برای تعیین این پارامتر مطرح شده است. در این مقاله به‌منظور توسعۀ روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک‌محوری سنگ و مقاومت خرده ذرات، تعداد 7 نمونه سنگ آهک میکرایتی از رخ‌نمون­های سازند آسماری تهیه شده و پس از انجام آزمایش فشاری تک‌محوری و تعیین مقادیر UCS آن‌ها، نمونه­های مذکور خرد شد و 420 نمونه به‌عنوان خرده­های حفاری آماده­سازی شده است. با استفاده از دستگاه بارگذاری بر خرده ذرات مجزا، مقاومت فشاری تک‌ذره (SCS) خرده­های حفاری تعیین شده است. با توجه به تأثیر شکل خرده­ها بر مقاومت آن‌ها، همۀ خرده­های بررسی شده به شکل کروی در آمده است و به‌منظور بررسی اثر اندازۀ خرده بر مقاومت آن‌ها پژوهش بر روی خرده­ها، با قطرهای 2، 3 و 4 میلی‌متر انجام شده است. با تعریف متغیرهای مقاومت و اندازه، نمودارهایی برای تعیین مقاومت خرده ذرات پشنهاد شده که در آن‌ها اثر اندازۀ دانه در آزمایش بارگذاری بر ذرات مجزا حذف شده است. ضریب هم‌بستگی بین UCS و SCS در حالت­های مختلف بیش‌تر از 91/0 است که نشان‌دهندۀ هم‌بستگی قابل قبول این دو پارامتر با هم است.

---

 همواره تعیین دقیق پارامترهای مقاومت برشی خاک‌های ریزدانه با مشکلاتی همراه است. از مهم‌ترین این مشکلات، تهیۀ نمونه دست‌نخورده با کیفیت مناسب برای انجام آزمایش به‌منظور تعیین پارامترهای مکانیکی خاک است. به‌همین سبب، محققان مختلفی در طی چند دهه گذشته سعی کرده‌اند تا با ایجاد ارتباطی بین پارامترهای مقاومتی با خصوصیات فیزیکی خاک‌ها در یک منطقه مشخص، امکان تخمین پارامترهای مقاومتی را بر اساس خصوصیات فیزیکی خاک‌ها فراهم کنند. هدف از تحقیق حاضر تخمین پارامترهای مقاومتی منطقه‌ای وسیع با خاک‌های آبرفتی ریزدانه در جنوب شهر تهران است. این تخمین بر مبنای تحلیل آماری داده‌های گردآوری شده از این منطقه صورت پذیرفته است. بر این اساس، ابتدا اطلاعات ژئوتکنیکی شامل پارامترهای فیزیکی و مقاومتی 294  گمانه حفر شده در این منطقه گردآوری شده است. سپس این داده‌ها به‌طور مستقل از لحاظ آماری تجزیه و تحلیل شدند و بر اساس این تحلیل‌ها، برآوردی از پارامترهای ژئوتکنیکی خاک‌ها در اعماق مختلف و با سطح اطمینان قابل قبول ارائه گردیده است. علاوه بر تجزیه و تحلیل مستقل داده‌ها، بر پایۀ داده‌های گردآوری شده از این گمانه‌ها، مدل رگرسیونی غیرخطی برای تخمین پارامترهای مقاومت برشی برحسب خصوصیات فیزیکی شاخص خاک‌های ریزدانه (درصد رطوبت و شاخص خمیری) ارائه گردیده است. مدل ارائه شده با دقت قابل قبولی قادر به پیش‌بینی پارامترهای مقاومت برشی زهکشی شده خاک منطقۀ پژوهش و سایر مناطق  مشابه است

---

استفاده از آهک راه‌ حلی برای تثبیت خاک رس است. بهبود ویژگی‌های خاک با استفاده از آهک عملیاتی سریع و ساده است که می‌تواند در پروژه‌های بزرگ یا کوچک، گنجانیده ‌شود. هدف از بهبود خاک با آهک، رسیدن به واکنشی فوری است که تقویت خاک با توجه به کاهش رطوبت و تغییرات شیمیایی در خاک رس را به‌طورچشم‌گیری به‌همراه دارد. روش آماده‌سازی نمونه‌ها برای بررسی پارامتریک تأثیر آهک بر مقاومت برشی، مهم است. در این تحقیق علاوه بر بررسی نحوۀ آماده‌سازی نمونه‌ها به بررسی تأثیر درصد آهک، درصد رطوبت عمل‌آوری و زمان عمل‌آوری بر مقاومت برشی خاک رس با استفاده از آزمایش برش مستقیم پرداخته شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که نحوۀ آماده‌سازی نمونه‌ها در نتایج حاصل مؤثر است و معین شد که درصد بهینه‌ای از آهک و رطوبت وجود دارد که در آن مقاومت برشی بیشنیه می‌گردد

---

آزمایش نفوذسنجی دینامیکی یکی از آزمایش‌های مهم محلی در پژوهش‌های ژئوتکنیک است و در بسیاری موارد که عمق مورد نظر برای بررسی لایه‌های خاک خیلی زیاد نباشد، استفاده می‌شود. در کشور ما چند سالی است که این آزمایش به‌طور گسترده‌ای ‌جای‌گزین آزمایش نفوذ استاندارد شده است. در این مقاله ضمن ارائه تجربه‌های در ارتباط با به‌کارگیری انواع نفوذسنج‌های دینامیکی و بیان ایرادها و خطاهایی که در استفاده از این آزمایش رخ می‌دهد سعی می‌شود دقت این آزمایش در خاک‌های ریزدانه بررسی شود. مهم‌ترین نوآوری و دست‌آورد این تحقیق ارائه روابط تجربی جدیدی بین پارامترهای مقاومت دینامیکی مخروط با مقاومت برشی زهکشی نشده و هم‌چنین با درصد تراکم در خاک‌های ریزدانه است. در نهایت امیدواریم نتایج این تحقیق منجر به اصلاح ایرادهای موجود در استفاده از این آزمایش و توسعۀ بیش‌تر آن در شناسایی محلی خاک‌های ریزدانه شود. 

---

تعیین مقاومت فشاری تک­محوری (UCS) سنگ در بیش‌تر پروژه­های مهندسی ضروری است. در حفاری‌های عمیق برای دست‌یابی به منابع هیدروکربوری و یا حفاری­های اکتشافی برای تونل­های عمیق تهیۀ نمونۀ مناسب برای اندازه­گیری مستقیم UCS مشکل، هزینه­بر و گاهی غیرممکن است. بنا بر این استفاده از روش­های غیرمستقیم (نظیر استفاده از خرده­های حفاری) برای تخمین UCS متداول شده است. استفاده از نفوذ کننده‌ای سخت که به داخل خرده سنگ تثبیت شده در یک چسب نگه‌دارنده نفوذ می‌کند و به‌عنوان آزمایش نفوذ¹ شناخته می­شود، یکی از این روش­ها است. در این مقاله تعداد 8 نمونه سنگ آهک میکرایتی تهیه و پس از تعیین UCS آن‌ها در آزمایشگاه، نمونه­ها خرد و آزمایش نفوذ با نفوذ کننده­هایی به قطرهای 6/0، 8/0 و 1 میلی‌متر روی 720 خرده ذره با اندازه­های 2، 3 و 4 میلی‌متر انجام شده و نیروی انتقال بحرانی (CTF) که معرف مقاومت نهایی خرده ذره در مقابل ورود نفوذکننده به داخل آن است، تعیین شده است. روابط تجربی بین UCS و CTF برای نمونه­ها و نفوذکننده‌های با قطرهای مختلف با R² &ge 0.78 پیشنهاد شده است. با استفاده از رگرسیون چند متغیره، رابطه­ای کلی بین UCS، CTF، اندازۀ ذرات (D) و قطر نفوذکننده (I) با R = 0.85 ارائه شده است. صحت روابط تجربی پیشنهادی با انجام 135 آزمایش نفوذ روی 3 نمونه سنگ آهک میکرایتی و مقایسه UCS اندازه­گیری شده در آزمایشگاه با UCS تخمین زده شده ارزیابی شده که شباهت 88% آن‌ها نشان دهندۀ رواداری روابط تجربی پیشنهادی در تحقیق حاضر است.

---

امروزه استفاده از بتن‌های سنگین به‌عنوان سپر محافظ در مقابل پرتوهای پرانرژی گاما بسیار متداول است. در تولید بتن‌های سنگین می‌توان از سرباره سرب به‌عنوان مصالح اولیه استفاده کرد. کاربرد سرباره سرب در تولید بلوک‌های بتنی موجب صرفه‌جویی در استفاده از منابع طبیعی و هم‌چنین کاهش مشکلات زیست‌محیطی ناشی از ذخیره‌سازی این ضایعات صنعتی می‏شود. در عین حال بتن تولیدی نیز به‌دلیل وجود عناصر فلزی سنگین با عدد اتمی بالا می‏تواند به‌عنوان یک حفاظ مؤثر در مقابل تابش پرتوهای گاما استفاده شود. تحقیق حاضر به‌بررسی امکان استفاده از سرباره سرب تولیدی در فرآیند بازیافت باتری‌های سربی به‌عنوان سنگ‌دانه در تولید بتن می‏پردازد. برای این منظور مقاومت مکانیکی و ضریب تضعیف پرتو گاما برای نمونه‌های سیمانی تهیه شده با جای‌گزینی 40 تا 60 درصد سرباره سرب به‌جای سنگ‌دانه طبیعی اندازه‌گیری ‏شده است. هم‌چنین تأثیر 1 تا 5 درصد پودر سرب در زمان گیرش نمونه های سیمانی اندازه‌گیری شد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که با افزایش میزان سرباره سرب، چگالی، مقاومت مکانیکی و ضریب تضعیف پرتو گاما برای نمونه‌های سیمانی افزایش قابل توجه پیدا می‌کند، ولی افزودن پودر سرب به خمیر سیمان زمان گیرش آن را شبیه سیمان‌های دیرگیر به تأخیر می‌‌اندازد. به‌طورکلی، ساخت بتن سرباره سرب مناسب با کم‌ترین ضخامت، هزینه ساخت حفاظ را کاهش داده و بیش‌ترین میزان تضعیف را فراهم می‏کند.

---

استفاده از روش‌های غیرمخرب به ویژه سرعت امواج اولتراسونیک برای برآورد ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی سنگ‌ها به علت سادگی، اقتصادی، سرعت و غیر مخرب بودن مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. بناهای سنگی به طور وسیع از گذشته تاکنون در سطح جهان ساخته شده‌اند. تعیین مقاومت بناهای سنگی همچون آثار باستانی از طریق آزمایش‌های مرسوم مقاومت سنگ امکان پذیر نمی‌باشد. چون نمی توان برای تهیه نمونه آزمایش مقاومت فشاری آنها را تخریب نمود. ارائه روشی ارزان، ساده، غیر مخرب و در عین حال دقیق و کارآمد برای برآورد مقاومت چنین بناهایی کمک بسیار بزرگی خواهد بود. در این تحقیق آزمایش های مقاومت فشاری و اولتراسونیک روی نمونه های سنگی که تخریب آنها هیچ مسئله ای ندارد، انجام شده است، تا بتوان از نتیجه تحقیق به منظور برآورد مقاومت فشاری بناهای سنگی با استفاده از سرعت عبور استفاده نمود. بلوک‌ها و بناهای سنگی دارای شکل و اندازه‌های متفاوتی هستند، در این تحقیق بلوک‌هایی از سنگ‌های مرمریت، تراورتن، گرانیت و آهک دارای اندازه و شکل‌های متفاوت آماده سازی شده و سرعت امواج اولتراسونیک در جهات مختلف ابعاد بلوک‌ها و همچنین مقاومت فشاری یک محوری مغزه‌های حاصل از آنها نیز اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که شکل و اندازه نمونه‌ها بلوک های یک پارچه فاقد ناپیوستگی از مقیاس کوچک آزمایشگاهی تا قله های بزرگ به ابعاد حدود 2 متر در سرعت عبور موج اثر ندارد. در نهایت روابطی برای برآورد مقاومت فشاری یک محوری سنگ‌های مورد تحقیق با استفاده از سرعت امواج اولتراسونیک ارائه شده است. با استفاده از روابط ارائه شده می‌توان مقاومت بلوک‌ها و بناهای سنگی یک پارچه و فاقد ناپیوستگی از سنگ‌های مرمریت، تراورتن، گرانیت و آهک دارای هر شکل‌ و اندازه ای را توسط آزمون غیر مخرب، ساده، انعطاف پذیر و ارزان سرعت امواج اولتراسونیک برآورد نمود.

---

هوک و براون روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل‌پذیری توده‌سنگ‌ها پیشنهاد کردند. زمانی که این روش پیشنهاد گردید، در طراحی‌های مهندسی سنگ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. در طراحی‌ها اغلب از میانگین مقادیر پارامتر‌های هوک و براون استفاده می‌شود، با توجه به تغییرپذیری خواص توده‌سنگ در دامنه وسیعی از اعداد این عمل نمی-تواند مناسب باشد. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده‌سنگ اهمیت پیدا می‌کند. شاخص مقاومت زمین‌شناسی از مهمترین پارامترهای موجود در روابط هوک و براون می‌باشد که عدم قطعیت‌های موجود در تعیین آن بیشتر از سایر پارامترها است. در این مقاله بر ‌اساس نتایج آزمایش‌های مکانیک‌سنگ بر روی نمونه‌های سنگی معدن گل‌گهر سیرجان و همچنین برداشت‌های صحرایی مورد نیاز، به بررسی میزان حساسیت پارامترهای ژئومکانیکی توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع آماری شاخص مقاومت زمین‌شناسی در هنگام استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو در تحلیل آماری این پارامترها پرداخته شد. نتایج نشان داد که میزان حساسیت روابط هوک و براون برای تعیین پارامترهای مختلف ژئومکانیکی توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی یکسان نیست. به طوری که میزان حساسیت پارامترهای ژئومکانیکی زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، مقاومت کلی و مدول توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی بسیار کمتر از مقاومت فشاری تک‌محوره و مقاومت کششی توده‌سنگ می‌باشد. بیشترین میزان تغییرات با تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی برای پارامترهای زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و مقاومت کلی کمتر از 5%، برای مدول کمتر از10%، و برای مقاومت فشاری تک‌محوره و مقاومت کششی کمتر از 25%، است.

---

رودخانۀ شربیان در استان آذربایجان­شرقی، شهرستان سراب،­­­­­­­­ دهستان شربیان واقع است. رسوبات این رودخانه از واحدهای سنگی متعلق به الیگومیوسن و میوسن تأمین می­شود که شامل واحدهای سنگی کنگلومرا، ماسه­سنگ، آهک، مارن و شیل است. این رسوبات مواد اولیۀ آسفالت دو کارخانۀ آسفالت گرم را که در مجاورت رودخانه ساخته شده­اند، تأمین می­کند و آسفالت تهیه شده عمدتاً در استان­های مجاور استفاده می­شود که آب و هوای نسبتاً سرد دارند. آنالیز ترکیبی این رسوبات بیان‌گر میزان سیلیس زیاد (60 درصد) است و آسفالت­هایی که از این رسوبات تهیه می­شوند، در فصول سرد سال مستعد پدیدۀ عریان­شدگی می‌شوند. طی این فرایند، با نفوذ رطوبت به‌داخل مصالح سنگی و مخلوط آسفالتی، اتصال قیر- مصالح تضعیف شده و زمینه برای تخریب آسفالت فراهم می­گردد. با توجه به این‌که نقش رسوبات و تأثیر آن در کیفیت آسفالت در این منطقه بررسی نشده است، از این رو، در این پژوهش علاوه بر پرداختن به‌علت رسوب­شناسی تخریب آسفالت، راه­حل‌های مقابله با این پدیده نیز بررسی و ارائه شده است. این تحقیق بر اساس روش­های مرسوم رسوب­شناسی، استانداردهای مختلف ASTM،AASHTO و نیز آیین­نامه­های راه‌سازی و دستورالعمل­های وزارت راه و شهرسازی صورت گرفته است. در این پژوهش برای مقابله با پدیدۀ عریان­شدگی، از تأثیر توأم آهک هیدراته (فیلر آهکی) و فیلر طبیعی مصالح سنگی با نسبت‌های متفاوت (با 3-5/1 درصد آهک هیدراته) استفاده شده و پارامترهای استحکام، نرمی، مقاومت کششی غیرمستقیم به‌عنوان معیارهایی برای ارزیابی کیفیت و دوام آسفالت در مقابل پدیدۀ عریان‌شدگی ارزیابی شده است. نتایج تحقیق بیان‌گر آن است که با اضافه کردن افزودنی­های مذکور در نسبت­های مختلف، پارامترهای مذکور تغییر یافته و نسبت به حالت اولیه بهتر می­گردند. از این رو، آسفالت تولیدی دارای کیفیت و دوام بیش‌تری نسبت به‌روش‌ها و طرح‌های گذشته است. بر اساس این نتایج، درجه عریان‌شدگی در حداکثر حالت این نسبت یعنی با ترکیب 3 درصد آهک، به عدد 1 رسیده و با افزایش و بهبود سایر پارامترها، پدیدۀ عریان‌شدگی تقریباً از بین می­رود. بر این اساس، به‌کارگیری نتایج این تحقیق می­تواند از تخریب جاده­های آسفالتی بکاهد و از لحاظ اقتصادی بسیار مطلوب واقع گردد.

---

ترکیب شبکه عصبی تطبیقی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی (ANFIS) و خوشه‌بندی کاهشی (SC) برای ارزیابی مدول تغییرشکل‌پذیری تودۀ سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) با در نظر گرفتن عمق اندازه‌گیری‌ها استفاده شده است. برای این منظور، 125 داده متشکل از 9 متغیر مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m)، مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m)، عمق اندازه‌گیری، فاصله‌داری درزه، تداوم درزه، بازشدگی درزه، مقاومت فشاری سنگ بکر (UCS_i)، شاخص ژئومکانیکی (RMR) و مدول الاستیک (E_i) برای یادگیری مدل ANFIS مبتنی بر خوشه‌بندی کاهشی (ANFISBSC) استفاده شده است. سپس در مرحلۀ دوم، مدل آموزش یافته ANFISBSC در مجموعه داده‌های 40 گانه آزمایش شده است. بنابراین، با در نظر گرفتن تأثیر پیچیدگی مدل در صحت ارزیابی، توده سنگ با مدل‌های 2 تا 6 متغیره شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی مدل‌های چندمتغیره توده سنگ برای ارزیابی مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) نشان داده است که با پیچیده شدن مدل ANFISBSC از 2 متغیره به 6 متغیره، صحت روش افزایش می‌بابد. مطابق نتایج به‌دست آمده، مدل سه متغیره شبیه‌سازی به‌روش ANFISBSC اگرچه روند کلی تخمین مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) را به دست می دهد ولی همراه با 20 -30 درصد خطا می باشد؛ در حالی که در مدل 6 متغیره، مدول تغییر شکل‌پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) به‌صورت موفقیت‌آمیزی با خطای کم‌تر از 3 درصد تخمین زده می‌شود. هم‌چنین، شیب خط نمودار داده‌های اندازه‌گیری و داده‌های تخمین زده شده در مدل 6 متغیره به 1 نزدیک می‌شود و در مدل 3 متغیره، شیب این خط، 94/0 است. بنابراین نتیجه‌گیری می‌شود که مدل 6 متغیره شبیه‌سازی شده با ANFISBSC پیش‌بینی قابل‌قبولی از مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) را به‌دست می‌دهد

---

در این تحقیق از آزمایش‌های برش سه‌محوری زهکشی شده برای بررسی رفتار تنش-کرنش و تغییر حجم خاک‌ ماسه‌ای رس‌دار مسلح شده با الیاف پلی پروپیلن استفاده شد. تأثیر پارامترهایی مانند درصد الیاف (صفر، 5/0 و 0/1 درصد)، درصد رس (صفر، 10 و20 درصد)، تراکم نسبی (50 و90 درصد) و فشار همه جانبه (100، 200 و 300 کیلوپاسکال) بررسی شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که مقاومت برشی خاک ماسه‌ای همواره بیش‌تر از مقاومت برشی ماسه رس‌دار است. به‌عبارت دیگر افزودن رس موجب کاهش مقاومت خاک ماسه‌ای می‌شود. هم‌چنین اضافه شدن رس، رفتار تغییر حجم نمونه‌ها را از اتساعی به انقباشی تغییر می‌دهد. افزودن الیاف نیز موجب ازدیاد مقاومت در نمونه‌های ماسه‌ای و ماسه رس‌دار شده و میزان شکل‌پذیری نمونه را افزایش می‌دهد.

---

در سنگ‌ها ترک‌های ریزی وجود دارد، هنگامی که سنگ تحت تأثیر تنش قرار می‌گیرد تنش در نوک این ترک‌ها متمرکز شده و باعث می‌شود که سنگ قبل از رسیدن به مقاومت نهایی خود بشکند. پارامتری که میزان بحرانی ضریب شدت تنش بر نوک ترک سنگ را نشان می‌دهد چقرمگی شکست است.
از آن‌جا که تعیین چقرمگی شکست مودI  به‌وسیلۀ انجام آزمایش، وقت‌گیر و پرهزینه است بنابراین، روشی ساده برای تعیین چقرمگی شکست سنگ  مفید است. در این پژوهش آزمون برزیلی و آزمون خمش سه  نقطه روی  نمونه‌های نیم دایره‌ای سنگ انجام شده است. پژوهش حاضر با هدف ارائۀ یک رابطۀ تجربی برای تخمین چقرمگی شکست مود I سنگ است .نتایج نشان می‌دهد که چقرمگی  شکست مود  Iسنگ‌ها را می‌توان با سطح بالایی از دقت و با استفاده از رابطۀ ارائه شده که دارای ضریب تعیین ۷۹۷۷/۰ است  برآورد کرد.
 

---

در بسیاری از پروژه‌های مهندسی، تعیین دقیق ویژگی‌های مقاومتی و رفتاری سنگ‌ها اهمیت زیادی دارد. مقاومت فشاری تک‌محوری از جمله ویژگی‌های مهم در توصیف رفتار مقاومتی سنگ‌ها است که به‌عنوان یک پارامتر مهم در طراحی سازه‌ها به‌ویژه سازه‌های زیرزمینی استفاده می‌شود. تعیین این پارامتر با استفاده از روش‌های مستقیم از جمله آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری پرهزینه و وقت‌گیر است و در برخی از موارد تهیه و آماده‌سازی نمونه استاندارد به‌دلیل وجود سطوح ضعیف در بسیاری از سنگ‌ها مشکل است. در چنین مواردی انجام برخی آزمون‌های ساده و غیرمخرب و استفاده از روابط تجربی می‌تواند منجر به افزایش سرعت ارزیابی و کاهش هزینه‌ها شود. وجود این روابط حتی به‌صورت منطقه‌ای و یا محلی (مثلاً در محدوده‌ یک سازند زمین‌شناسی و یا یک لیتولوژی واحد) می‌تواند کمک مؤثری در تخمین این پارامتر به‌منظور استفاده در پروژه‌های ژئوتکنیکی باشد. در این تحقیق از سنگ‌های آهک موجود در محدودۀ شمال ساوه نمونه‌هایی تهیه شده و آزمایش‌های مقاومت تراکم تک‌محوری، بارنقطه‌ای، چکش اشمیت و سرعت موج برشی روی آن‌ها انجام شده است. سپس با ارزیابی‌های آماری انجام شده روی نتایج به‌دست آمده، روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک‌محوری و نتایج سه آزمایش دیگر به‌دست آمده است. مقایسه بین مقادیر مقاومت فشاری تک‌محوری پیش‌بینی شده و مقادیر مشاهده شده نشان‌دهندۀ اعتبار روابط تجربی به‌دست آمده است. این روابط برای تخمین مقاومت فشاری سنگ‌های آهک در محدودۀ بررسی شده و سنگ‌های با شرایط مشابه زمین‌شناسی نتایج قابل قبولی را به‌دست دهد.

---

ناهم‌سانگردی یاآنیزوتروپی در تغییر رفتار مهندسی سنگ نقش مهمی دارد.اسلیت‌ها به‌عنوان سنگ‌های دارای ناهم‌سانگردی از دیرباز برای سقف شیروانی، کفپوش‌ها و  به‌عنوان منابع قرضه استفاده می‌شوند. اسلیت‌ها­ی بررسی شده در این پژوهش آهکی است و بافت پورفیرو-لپیدوبلاستیک دارند. در این بررسی برای تعیین نقش ناهم‌سانگردی بر مقاومت کششی و الگوی شکستگی، از دو متغیر ψ (زاویۀ محور مغزه‌گیری نسبت به سطح فولیاسیون) و β (زاویۀ بین محور بارگذاری و امتداد فولیاسیون) در آزمایش برزیلی استفاده شد. زوایا هر 15 درجه انتخاب شده‌اند بدین معنا که برای هم ψ و هم β، هفت زاویه 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه تعریف شده است (برای هر نمونه 43 حالت ممکن وجود دارد). برای نام‌گذاری و بررسی الگوی­های شکستی، 11 الگو پیشنهاد شده است. متوسط مقاومت شکست برای سه ایستگاه تنوع 21/3 تا 94/20 مگاپاسکال را نشان داد. بر اساس نتایج متوسط مقاومت کششی با دانسیته رابطۀ مستقیم دارد. با مقایسه داده‌های آزمون کشش برزیلی، مقاومت کششی در حالت اشباع 8/30 درصد کم‌تر از حالت خشک است. از طرفی طول شکستگی در مقابل ψ و β رابطه عکس نشان داده است. متوسط مقاومت کششی و شاخص ناهم‌سانگردی نشان دادند که تأثیر زاویه جهت‌گیری(ψ) بیش‌تر از زاویه بارگذاری-فولیاسیون (β) است.