نشریه زمین شناسی مهندسی

اثر pH آب روی ترکیب شیمیایی و دوام‌پذیری واحدهای سنگی سازند قم در شرق و شمال شرق همدان

محمدحسین قبادی

دوام پذیری در پژوهش های زمین شناسی مهندسی پارامتری مهم است که میزان تخریب پذیری سنگ را در مقابل فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی نشان می دهد. این پدیده به ترکیب شیمیایی، تخلخل و بافت سنگ وابسته است. در این پژوهش با انجام آزمایش های دوام پذیری در محلول های با pH های متفاوت اثر خصوصیات کانی شناسی روی دوام پذیری سنگ بررسی شده تا درک بهتری از ارتباط بین ترکیب شیمیایی سنگ و دوام پذیری به دست آید. نتایج نشان داده که شرایط محلول اسیدی روی سنگ های غنی از کربنات کلیسم مؤثر است در حالی که سنگ های دارای سیلیس زیاد، تحت تأثیر این شرایط قرار نمی گیرند. دوام پذیری این گروه از سنگ ها به بافت سنگ وابستگی زیادی دارد.

طراحی غیرخطی سازۀ نهایی (لانینگ) تون با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه نمونۀ موردب تونل گیلاوند

سیدحسین حسینی لواسانی

امروزه حفاری و ساخت تونل ها کاربردهای زیادی در حمل و نقل، انتقال آب، انتقال تأسیسات و ... دارد. با این همه، تونل ها، علاوه بر مزایایی که دارند در ردۀ پروژه های هزینه بر مطرح هستند و به همین دلیل طراحی بهینۀ اقتصادی و در عین حال ایمن آن ها نقش مهمی در نسبت منافع به هزینه های طرح دارند. روند طراحی سیستم پایدارکننده تونل ها معمولاٌ به دو مرحلۀ طراحی پایداری حین اجرا و پایداری بلندمدت (حین بهره برداری) تقسیم می شود که برای هر یک از مراحل مذکور روش های مختلفی ارائه شده اند. با توجه به ناشناخته و غیرخطی بودن رفتار زمین و تأثیر آن بر سازۀ نگه داری تونل، هر یک از روش های استفاده شده در طراحی تونل ها نقاط قوت و ضعف مختلفی دارند. عمده روش های طراحی سازه نهایی تونل (که با عنوان لاینینگ نامیده می شود) با ساده سازی رفتار خاک و سازه به صورت خطی، با استفاده از روش های تحلیلی یا ترکیب روش های تحلیلی- ترکیبی به طراحی نوع سازه می پردازند. در این پژوهش، با مرور روش های مختلف طراحی سعی شده است طراحی سیستم نگه داری بلندمدت گزینه ای موردی (تونل مسیر کنارگذر گیلاوند) با لحاظ کردن رفتار غیرخطی زمین انجام شود. مدل سازی توأم سازه و خاک در نرم-افزار عددیFlac به صورت دوبعدی انجام شده و نتایج نیرو و ممان محوری ایجاد شده با مقادیر مجاز تحکل سازه مقایسه شده است. مقایسه نتایج این روش با نتایج به دست آمده از روش خطی (انجام شده در شرکت مشاور طراح) نشان دهندۀ امکان به کارگیری لاینینگ با ضخامت کم تر و در نتیجه ارائه طرح اقتصادی بهینه تری برای تونل است.

معرفی اشکال مختلف کارست کاذب در گرانیت های الوند، همدان، غرب ایران

غلامرضا خانلریدانشگاه بوعلی سینا، دانش

این پژوهش به بررسی و توصیف اشکال مختلف کارست کاذب موجود در تودۀ باتولیتی الوند در استان همدان و در غرب ایران، می پردازد. در متون علمی، پدیده های کارستی شامل انواع ویژه ای از اشکال انحلالی سطحی و زیرسطحی در مناطق یا پهنه های مختلف معرفی شده اند. در حالی کارست کاذب اشاره به پدیده ها و لندفرم های غیرانحلالی سطحی یا زیرسطحی دارد که در مناطق مختلف نظیر شیب ها، خطوط سواحل، مناطق سنگی خردشده، گدازه ها و مناطق یخ بندان دائم تشکیل می شوند. در این پژوهش، با انجام عملیاتی صحرایی گسترده، مهم ترین انواع اشکال کارست کاذب در باتولیت گرانیتی الوند تشخیص و طبقه بندی شده اند. نتایج به دست آمده، وجود دامنۀ وسیعی از پدیده های کارست کاذب در داخل توده های گرانیتی الوند را نشان می دهند. این پدید ها در اثر فرآیند های هوازدگی و فرسایش تشکیل شده اند و برخی از حفرات کارست کاذب نیز در اثر حرکت بلوک های سنگی در شیب های سنگی ایجاد شده اند. برخی از مهم ترین اشکال و پدیده های کارستی کاذب در این منطقه شامل تافونی، گناما، کارن های دروغین، غارهای موجود در دامنه ها، حفرات مرتبط با بلوک های باقیمانده و اشکال فرسایشی موجود در امتداد درزه و شکستگی های توده های سنگی هستند.

رفتار برش سه محوری ماسه رس‌دار مسلح با الیاف

امیر حمیدی

در این تحقیق از آزمایش های برش سه محوری زهکشی شده برای بررسی رفتار تنش-کرنش و تغییر حجم خاک ماسه ای رس دار 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 آزمایش ها نشان داد که مقاومت برشی خاک ماسه ای همواره بیش تر از مقاومت برشی ماسه رس دار است. به عبارت دیگر افزودن رس موجب کاهش مقاومت خاک ماسه ای می شود. هم چنین اضافه شدن رس، رفتار تغییر حجم نمونه ها را از اتساعی به انقباشی تغییر می دهد. افزودن الیاف نیز موجب ازدیاد مقاومت در نمونه های ماسه ای و ماسه رس دار شده و میزان شکل پذیری نمونه را افزایش می دهد.

تخمین چندمتغیره خصوصیات تودۀ سنگ نسبت به عمق با استفاده از ANFIS مبتنی بر خوشه‌بندی کاهشی (مجموعه تونل‌های آزادراه خرم آباد- پل زال)

سیدحامد موسوی

ترکیب شبکه عصبی تطبیقی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی (ANFIS) و خوشه بندی کاهشی (SC) برای ارزیابی مدول تغییرشکل پذیری تودۀ سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) با در نظر گرفتن عمق اندازه گیری ها استفاده شده است. برای این منظور، 125 داده متشکل از 9 متغیر مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m)، مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ (E_m)، عمق اندازه گیری، فاصله داری 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 خوشه بندی کاهشی (ANFISBSC) استفاده شده است. سپس در مرحلۀ دوم، مدل آموزش یافته ANFISBSC در مجموعه داده های 40 گانه آزمایش شده است. بنابراین، با در نظر گرفتن تأثیر پیچیدگی مدل در صحت ارزیابی، توده سنگ با مدل های 2 تا 6 متغیره شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی مدل های چندمتغیره توده سنگ برای ارزیابی مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ (E_m) نشان داده است که با پیچیده شدن مدل ANFISBSC از 2 متغیره به 6 متغیره، صحت روش افزایش می بابد. مطابق نتایج به دست آمده، مدل سه متغیره شبیه سازی به روش ANFISBSC اگرچه روند کلی تخمین مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل پذیری 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 شکل پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) به صورت موفقیت آمیزی با خطای کم تر از 3 درصد تخمین زده می شود. هم چنین، شیب خط نمودار داده های اندازه گیری و داده های تخمین زده شده در مدل 6 متغیره به 1 نزدیک می شود و در مدل 3 متغیره، شیب این خط، 94/0 است. بنابراین نتیجه گیری می شود که مدل 6 متغیره شبیه سازی شده با ANFISBSC پیش بینی قابل قبولی از مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) را به دست می دهد

تحلیل عمل‌کرد دیوارۀ میخ‌کوبی در گودبرداری‌های عمیق در محیط‌های سنگی درزه‌دار بر اساس تحلیل سطوح خرابی

ابراهیم نعیمی فر

به منظور تثبیت دیوارۀ گودبرداری های عمیق از روش های مختلفی از جمله سیستم میخ کوبی، انکراژ، دیوار برلنی، اجرای شمع، دیواره دیافراگمی، دیوار حائل وزنی و خرپا بهره گرفته می شود. در این میان، استفاده از سیستم میخ کوبی در محیط های شهری با مزایایی مانند اشغال نشدن فضای اجرای سازه، امکان گودبرداری با توپوگرافی دل خواه و صرفه اقتصادی رشد زیادی داشته است. عمل کرد دیواره های گودبرداری تثبیت شده با سیستم میخ کوبی (دیواره میخ کوبی) تا حد زیادی وابسته به شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی محدودۀ طرح است. برخورد با محیط های سنگی درزه دار در محدودۀ گودبرداری از جمله شرایط ژئوتکنیکی محدودۀ طرح است. در این مقاله با تکیه بر روش اجزای محدود و مدل سازی عددی هم زمان دیواره میخ کوبی و سازۀ مجاور و با در نظر گرفتن اثرات غیرهم سان بودن لایه های سنگ و هم چنین همۀ اندرکنش های محیط سنگی- میخ-سازه، به بررسی عمل کرد دیوارۀ میخ کوبی در زون های سنگی درزه دار می پردازیم. به منظور بررسی عمل کرد، پارامترهایی مانند جابه جایی طرۀ دیواره، شکم دادگی دیواره، نشست کلی و نسبی زیرسازه بررسی شده است. بر اساس نتایج، تأثیر زوایای درزه نسبت به دیوارۀ گود، اثر میزان غیرهم سانی مصالح سنگی مجاور گود و تأثیر زاویۀ اجرای میخ بر عمل کرد دیوارۀ میخ کوبی قابل ارزیابی است. به عنوان یکی از نتایج مهم می توان به جابه جایی دیوارۀ گود تابعی از هر دو پارامتر لغزش در سطح تماس درزه ها و هم چنین ناهم سانی لایه ها اشاره کرد. از این رو با وجود افزایش ضریب اطمینان با تغییر زاویۀ درزه از حالت "درزه به سمت گود" به حالت "درزه عکس گود"، جابه جایی های دیواره در حالت درزه افقی نسبت به سایر زوایای درزه کم تر است.

اثرپی شمعی بر دورۀ ارتعاش آزاد آبرفت خاکی

وحید شیرگیر

ارتعاش آزاد خاک اغلب در حین زمین لرزه ها اتفاق می افتد. به دلیل این که ارتعاش های ناشی از زلزله پیوستگی (سینوسی) ندارند در مدت زمان دو موج لرزه آبرفت با فرکانس ارتعاش طبیعی خود ارتعاش می کند. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر حضور شمع ها بر دوره ارتعاش آزاد یک لایه خاکی با استفاده از نرم افزار المان محدود است. در مرحلۀ اول با استفاده از روابط تحلیلی موجود برای محاسبه دوره ارتعاش یک لایه خاکی و یک ستون با جرم پیوسته نتایج به دست آمده به وسیلۀ نرم افزار بررسی شد. در گام دوم با اضافه کردن شمع هایی با بعد و فاصله یک سان به صورت مرحله به مرحله دوره ارتعاش لایه خاکی شمع دار محاسبه شد. هم چنین تأثیرات اتکایی یا شناور بودن شمع ها بر دورۀ ارتعاش آزاد آبرفت خاکی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد شمع ها میزان اختلاف نتایج حاصل از تحلیل یک بعدی آبرفت خاکی و نتایج حاصل از نرم افزار متفاوت بوده است و این مسئله باعث می شود که تحلیل لرزه ای این نوع آبرفت ها (شمع دار) نیازمند تمهیدات ویژه ای باشد. هم چنین نتایج حاکی از آن است که شمع های اتکایی تأثیر بیش تری بر دورۀ ارتعاش آبرفت خاکی دارند و هرچه میزان شناوری شمع ها بیش تر شود این تأثیر کم تر می شود.