نشریه زمین شناسی مهندسی

بررسی اثرات تسلیح با تکنیک تیرآهن‌رانی بررسی موردی تونل سبزکوه

مجید طارمی

در این مقاله به بررسی ساز و کار ناپایداری، اعتباربخشی و روش تسلیح پذیرفته شده برای عبور از ناحیۀ ریزشی تونل انتقال آب سبزکوه در جنوب غربی ایران، می پردازیم. مشکلات ناپایداری طی حفاری تونل به دلیل تغییر در تنش برجا، تغییر شکل ناشی از اتساع، افزایش در نفوذپذیری لایه های ماسه ای و گراولی، مناطق گسله و سطوح لغزش، باعث کاهش در مقاومت برشی خاک و ریزش در تونل شد. تکنیک تیرآهنرانی¹ برای اولین بار به منظور تسلیح زمین و عبور از ناحیۀ ریزشی در بخش ابتدایی (T1) تونل سبزکوه استفاده شد. در این پژوهش، از روش اجزا محدود برای تحلیل اثرات تسلیح با توجه به مدول بستر خاک، طول و اندازۀ IPE استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که نشست IPE با افزایش طول، روند صعودی و با افزایش مدول بستر خاک و اندازۀ پروفیل، روند نزولی دارد.

بررسی ریزساختاری نگه‌داشت آلاینده‌ فلز سنگین سرب درفرایند تثبیت و جامد سازی با بنتونیت و سیمان

وحید رضا اوحدی

هدف این پژوهش بررسی نحوۀ فرایند اندرکنش سیمان- پولکهای رسی-آلایندۀ فلز سنگین طی زمان از منظر ریزساختار است. برای رسیدن به هدف ذکر شده، درصدهای مختلف سیمان پرتلند به بنتونیت حاوی آلاینده فلز سنگین سرب افزوده شده و مکانیزم نگه داری آلاینده با بررسی تغییرات pH و ارزیابی بررسی ریزساختاری (XRD) تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش10% سیمان علاوه بر فرایند تثبیت موجب شده در غلظت cmol/kg-soil 250 آلایندۀ فلز سنگین سرب، میزان نگه داری آلاینده بیش از 130% افزایش یابد. ارزیابی پراش پرتو ایکس نشان میدهد در نمونههای اصلاح شده با کم تر از 10% سیمان احتمالاً علت اصلی کاهش شدت قله نظیر کانی رسی، حضور آلایندۀ فلز سنگین سرب است. این در حالی است که در درصدهای بیش تر سیمان، به نظر میرسد فرایند حل شدگی کانی های رسی علت اصلی کاهش شدت قلههای کانی مونت⁫موریلونیت در پراش پرتو ایکس بوده است.

ارزیابی هوازدگی و فرسایش سنگ‌های آذرآواری مخروطی شکل روستای کندوان

ابراهیم اصغری کلجاهی

روستای کندوان از مناطق گردش گری استان آذربایجان شرقی است که خانه های روستایی آن صدها سال پیش در داخل سنگهای آذرآواری مخروطی شکل موسوم به ِکِران حفاری شدهاند. در مقاله حاضر بر اساس پژوهش های صحرایی و آزمایشگاهی به بررسی نقش ویژگیهای زمینشناسی مهندسی سنگ های آذرآواری کندوان در هوازدگی، فرسایش و تخریب آن ها پرداخته شده است. سنگ های آذرآواری کندوان به دلیل داشتن درصد زیادی از کانی های پلاژیوکلاز و قطعات پامیس با مقاومت کم، جوشخوردگی و جورشدگی اندک سنگ و کرویت و گردشدگی زیاد اجزای تشکیل دهندۀ آن ها، مقاومت کمی در برابر عوامل هوازدگی و فرسایش دارند. اگر چه هوازدگی و فرسایش در امتداد درز و شکستگیهای موجود در سنگ ها مهم ترین عامل به وجود آمدن شکل های مخروطی در کندوان است، اما ادامۀ این فرآیند موجب تخریب و نابودی سنگ ها می شود. تخلخل زیاد سنگ ها این امکان را فراهم کرده است که آن ها ظرفیت جذب آب زیادی داشته باشند. درصد جذب زیاد آب، حساسیت سنگ ها در برابر انبساط و انقباض ناشی از تر- خشک شدن و ذوب- انجماد متوالی را افزایش داده است و سختی و استحکام درونی اندک آن ها، باعث شده که بافت سنگ ها در اثر عوامل محیطی هوازده شده و متلاشی گردد. هم چنین بافت سست سنگ های آذرآواری مذکور باعث فرسایش نسبتاً سریع آن ها در اثر بارندگی و جریان آبهای سطحی و باد شده است.

بررسی ثأثیر نحوۀ آماده‌سازی نمونه‌های آزمایش برش مستقیم برای تعیین مقاومت برشی

وحید تائبی

استفاده از آهک راه حلی برای تثبیت خاک رس است. بهبود ویژگی های خاک با استفاده از آهک عملیاتی سریع و ساده است که می تواند در پروژه های 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 به طورچشم گیری به همراه دارد. روش آماده سازی نمونه ها برای بررسی پارامتریک تأثیر آهک بر مقاومت برشی، مهم است. در این تحقیق علاوه بر بررسی نحوۀ آماده سازی نمونه ها به بررسی تأثیر درصد آهک، درصد رطوبت عمل آوری و زمان عمل آوری بر مقاومت برشی خاک رس با استفاده از آزمایش برش مستقیم پرداخته شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که نحوۀ آماده سازی نمونه ها در نتایج حاصل مؤثر است و معین شد که درصد بهینه ای از آهک و رطوبت وجود دارد که در آن مقاومت برشی بیشنیه می گردد

کاربرد آزمایش نفوذسنجی دینامیکی در کنترل درصد تراکم و برآورد مقاومت برشی زهکشی نشده خاک‌های ریزدانه

مهدی خداپرست

آزمایش نفوذسنجی دینامیکی یکی از آزمایش های مهم محلی در پژوهش های ژئوتکنیک است و در بسیاری موارد که عمق مورد نظر برای بررسی لایه های خاک خیلی زیاد نباشد، استفاده می شود. در کشور ما چند سالی است که این آزمایش به طور گسترده ای جای گزین آزمایش نفوذ استاندارد شده است. در این مقاله ضمن ارائه تجربه های در ارتباط با به کارگیری انواع نفوذسنج های دینامیکی و بیان ایرادها و خطاهایی که در استفاده از این آزمایش رخ می دهد سعی می شود دقت این آزمایش در خاک های ریزدانه بررسی شود. مهم ترین نوآوری و دست آورد این تحقیق ارائه روابط تجربی جدیدی بین پارامترهای مقاومت دینامیکی مخروط با مقاومت برشی زهکشی نشده و هم چنین با درصد تراکم در خاک های ریزدانه است. در نهایت امیدواریم نتایج این تحقیق منجر به اصلاح ایرادهای موجود در استفاده از این آزمایش و توسعۀ بیش تر آن در شناسایی محلی خاک های ریزدانه شود.

ارزیابی خطر گسلش و رده ندی گسل های فعال اطراف سد شهید رجایی ساری براساس میزان فعالیت

مهدی سعیدیان

تعیین میزان فعالیت گسلها از جمله مهم ترین پارامترهای ارزیابی خطر گسلش است. در این مقاله گسلهای فعال محدودۀ سد شهیدرجایی ساری به شعاع 100 کیلومتر بر مبنای بُعد فرکتالی گسلش و زمین‎لرزه و هم چنین ارزیابی میزان لغزش ردهبندی شده و میزان فعالیت آن ها بررسی شد. به منظور تعیین بُعد فرکتالی گسلش و زمینلرزه از روش مربع شمار¹ استفاده شد. برای برآورد میزان لغزش ابتدا پارامترهای لرزه‎خیزی (a,b) محدوده بررسی شده تعیین، سپس این پارامترها برای هر گسل نرمالیزه شدند. براساس روابط موجود و با داشتن a و b برای هر گسل، میزان گشتاور لرزهای گسل محاسبه شد. در نهایت طبق روابط موجود برای محاسبۀ میزان گشتاور لرزه‎ای، میزان لغزش هر گسل تعیین و گسلهای محدودۀ بررسی شده بر این اساس رده‎بندی شدند. با درجه‎بندی براساس ابعاد فرکتالی، گسلهای شمال البرز، دامغان و گرمسار طی 100 سال گذشته از فعالترین گسلهای محدودۀ بررسی شده بودهاند و براساس برآورد میزان فعالیت گسلش و زمینلرزه به روش تحلیل فرکتالی، عموماً در ردۀ BD قرار گرفته و فعال بودن آن ها تأیید شده است. گسل‎های با میزان لغزش خیلی کم و با دورۀ بازگشت طولانی رویداد زمین‎لرزهها، سبب وقوع زمین‎لرزه‎های بزرگی می شوند که زمینلرزه 235 خورشیدی (856 میلادی) کومس و گسل مسبب آن یعنی گسل دامغان نمونهای از این گسلها است. گسلهای آستانه، رمه و چشمه علی میزان لغزش کم است و در نتیجه میتوانند گشتاور لرزهای بزرگتری ایجاد نمایند. با توجه به رویداد زمینلرزهها در حریم گسل‎های جدید معرفی شده (خرم آباد، مجید و ...)، میزان فعالیت زیاد این گسلها منطقی به نظر میرسد.

بررسی ظرفیت باربری پی‌های سطحی مجاور شیب‌های ماسه‌ای با مدل آزمایشگاهی

علی عطارزاده

هدف از این مقاله ارائۀ رابطه ای جدید برای محاسبۀ ضریب ظرفیت باربری پی های مستطیلی واقع بر نزدیکی شیب برای شرایط این تحقیق است. در این راستا در قالب بررسی آزمایشگاهی مدلی از شیبی ماسه ای درون جعبۀ فولادی ساخته شده و پی مستطیلی روی آن قرار گرفته است. پس از بارگذاری با دستگاه سه محوری، مقدار بار اعمال شده و تغییر مکان پی ثبت شده و منحنی تنش- نشست رسم شده است. بر این اساس ظرفیت باربری نهایی پی تعیین شده است. ماسه استفاده شده در این تحقیق ماسه بابلسر است و در تمام آزمایش ها دانسیتۀ نسبی 50% است. بر اساس نتایج حاصل، تأثیر فاصلۀ پی تا لبه شیب و نیز زاویۀ شیب بر ظرفیت باربری نهایی پی بررسی شده و در بارۀ روند تغییرات آن با پارامترهای مختلف بحث شده است. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که با افزایش فاصلهۀ لبه پی از شیب٬ ظرفیت باربری به صورت خطی افزایش مییابد. هم چنین با افزایش زاویۀ شیب٬ ظرفیت باربری به صورت خطی کاهش پیدا کرده است. در نهایت رابطه ای جدید برای برآورد ضریب ظرفیت باربری پی های سطحی در مجاورت شیب برای ماسه با تراکم 50% و شرایط این تحقیق ارائه شده است.

پیش ینی سرعت موج برشی در سنگ آهک با استفاده از روش های نوین هوشمند

سید رحیم معین السادات

هدف از این پژوهش، توسعۀ مدلی هوشمند، برای تخمین سرعت موج برشی در سنگ آهک است. سرعت موج برشی، از مهم ترین پارامترهای دینامیکی سنگ است. با توجه به پیچیدگی ساختار سنگ، تعیین مستقیم این پارامتر مستلزم زمان، هزینه و دقت است. از طرفی برای تعیین غیرمستقیم آن، روابط دقیقی در دسترس نیست و بیش تر روابط، تجربی هستند. در این تحقیق سعی می شود با استفاده از مجموعه داده های چندین سد در ایران، به‏کمک روش اَنفیس (سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی) و جِپ (GEP) مدل و رابطهای برای پیشبینی سرعت موج برشی در سنگ آهک تهیه شود. در مجموع، از 170 دسته داده برای مدلسازی استفاده شد. 136 دسته داده برای ساخت مدل هوشمند و 34 داده دیگر برای ارزیابی عمل کرد آن به کار گرفته شد. پارامترهایی مانند سرعت موج فشاری، چگالی و تخلخل بهعنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته شدند. در پیشبینیهای صورت‏گرفته به این منظور، میزان ²R و RMSE برای مدل اَنفیس بهترتیب 958/0 و 620/113 است. این مقادیر برای رابطۀ جِپ 928/0 و 006/110 است. با توجه به دقت این نتایج، می‏توان آنها را برای پیشبینی سرعت موج برشی در مقاصد آینده پیشنهاد کرد.