نشریه زمین شناسی مهندسی

تاثیر پارامترهای SWCC بر پایداری شیب سد خاکی در حالت جریان پایدار و تخلیه سریع مخزن

سیدعلی اصغری پری

این مطالعه به بررسی تأثیر پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک (SWCC) بر پایداری شیب یک سد خاکی تحت شرایط حالت پایدار و افت سریع سطح آب می پردازد. با توجه به اهمیت رفتار خاک غیراشباع در سدهای خاکی، این پژوهش از اصول مکانیک خاک غیراشباع برای تحلیل تأثیر پارامترهای SWCC بر نرخ جریان آب و پایداری شیب استفاده می کند. نتایج نشان می دهد که افزایش پارامترهای a و n نرخ جریان را افزایش می دهد، در حالی که افزایش پارامتر m آن را کاهش می دهد. در تحلیل پایداری شیب، پارامترهای SWCC تأثیر قابل چشم گیری بر پایداری شیب پایین دست نداشتند، اما افزایش پارامتر m موجب کاهش جزئی ضریب ایمنی شد. تحت شرایط افت سریع سطح آب، همه پارامترها در ابتدا منجر به کاهش ضریب ایمنی شدند، اما پایداری پس از ۱۰ روز بازیابی شد. علاوه بر این، در نظر گرفتن وزن مخصوص غیراشباع خاک، ضریب ایمنی را در هر دو سناریوی حالت پایدار و افت سریع سطح آب بهبود بخشید. این یافته ها نقش حیاتی شرایط خاک غیراشباع در طراحی و تحلیل پایداری سدهای خاکی را برجسته می کند.

کمی‌سازی عدم‌قطعیت پیش‌بینی UCS در سنگ‌های رسوبی با استفاده از ویژگی‌های پتروگرافی: رویکرد یادگیری ماشین_شبیه‌سازی مونت کارلو

سید محمود فاطمی عقدا

ارزیابی مقاومت مکانیکی، به ویژه مقاومت فشاری تک محوری (Uonixal Compersive Strength) سنگ ها، برای طراحی و پیش بینی عملکرد سازه های سطحی و زیرزمینی حیاتی است و تأثیر زیادی بر هزینه ها و ایمنی پروژه ها دارد. روش های آزمایشگاهی سنتی برای ارزیابی UCS مخرب، زمان بر و پرهزینه هستند، در حالی که روش های غیرمستقیم اغلب به دلیل ناهمگنی سنگ ها از دقت و قابلیت اطمینان کافی برخوردار نیستند. این مطالعه با توسعه چارچوب های پیشرفته یادگیری ماشین که ویژگی های پتروگرافی را با ویژگی های سنتی سنگ ها ترکیب می کنند، این محدودیت ها را برطرف کرده و به پیش بینی UCS و کمی سازی عدم قطعیت ها پرداخته است. داده های جامع از سنگ های رسوبی سواحل جنوبی ایران (خلیج فارس و دریای عمان) استفاده شده است که شامل ویژگی های مکانیکی (UCS، مقاومت کششی برزیلی، شاخص بار نقطه ای، تخلخل، سرعت پالس فراصوت)، شاخص های دوام (سایش لس آنجلس، دوام ترک خوردگی، ارزش تأثیر مصالح) و ویژگی های پتروگرافی استخراج شده از تحلیل مقاطع نازک می باشد. سه رویکرد مکمل به کار گرفته شده اند: (1) رگرسیون ترکیبی شبکه عصبی-افزایش گرادیان (ANN-GBR)، (2) جنگل تصادفی بهینه شده با AutoML، و (3) شبیه سازی مونت کارلو برای کمی سازی عدم قطعیت. . نتایج نشان داد که مدل جنگل تصادفی بهینه شده با AutoML عملکرد پیش بینی استثنائی با R² = 0.9884، RMSE = 0.5732 MPa و MAPE = 3.6% داشت که به طور چشمگیری از روش های تجربی سنتی بهتر عمل کرده است. رویکرد ترکیبی ANN-GBR موفق به کسب R² = 0.9412 و RMSE = 1.385 MPa شده است. شبیه سازی های مونت کارلو ارزیابی های احتمالاتی مقاوم با فواصل اطمینان 95% و شناسایی بایاس سیستماتیک را ارائه داده است. تحلیل اهمیت ویژگی ها نشان داد که ویژگی های سلامت سدیم و ترکیب کانی شناسی مهم ترین پیش بینی کننده ها هستند. چارچوب توسعه یافته مزایای عملی قابل توجهی از جمله کاهش هزینه های آزمایشگاهی، پیش بینی سریع تر برای کنترل کیفیت و ارزیابی بهبود یافته ریسک از طریق کمی سازی عدم قطعیت ها را فراهم می آورد و رویکردی مقاوم و مقرون به صرفه برای ارزیابی مقاومت سنگ ها ارائه می دهد.

توسعه رده بندی های ژئوتکنیکی با استفاده از داده های پایداری شیب در رسوبات دانه ریز

عماد نام آور

طبقه بندی ژئوتکنیکی دقیق، برای طراحی گودبرداری در محیط های شهری ضروری است، زیرا رفتار خاک به شدت تحت تأثیر تنش های ناشی از گودبرداری قرار دارد. این پژوهش به بازنگری در ویژگی های ژئوتکنیکی رسوبات آبرفتی ریزدانه مربوط به جوان ترین واحد رسوبی (واحد D) در طبقه بندی ریبن پرداخته است. برنامه جامع مطالعاتی شامل حفاری گمانه ها، آزمایش (SPT)، آزمایش پرسیومتری و آزمایش های آزمایشگاهی سه محوری، تک محوری و برش مستقیم انجام گرفت. پایداری گودبرداری با استفاده از روش Morgenstern–Price در شرایط کوتاه مدت و بلندمدت ارزیابی شد. بر اساس پارامترهای ژئوتکنیکی و پایداری شیب، واحد D به سه ناحیه متمایز (D1، D2 و D3) با رفتارهای متفاوت در گودبرداری تقسیم گردید. ناحیه D1 که دارای مقدار ماسه کمتر است، امکان ایجاد ترانشه های قائم عمیق تر را فراهم می کند، در حالی که وجود عدسی های ماسه ای در ناحیه D3 عمق گودبرداری را محدود کرده و نیازمند شیب های ملایم تر می باشد. نتایج این مطالعه یک چارچوب به روز برای طبقه بندی ژئوتکنیکی آبرفت های ریزدانه ارائه می دهد که علاوه بر ارائه دستورالعمل های عملی برای طراحی ایمن گودبرداری، به درک جامع تر از سامانه های آبرفتی در مهندسی ژئوتکنیک شهری کمک می کند.

تلفیق چارچوب‌های تجربی و مهندسی در طراحی سیستم نگهداری تونل: مطالعه جامع بر روی ۳۸ تونل در ایران

مهدی تلخابلو

طراحی پشتیبانی اولیه برای تونل ها در شرایط زمین شناسی پیچیده نیازمند روش های ارزیابی قابل اعتماد است. این مطالعه یک ارزیابی تطبیقی جامع از چارچوب های رتبه بندی توده سنگ (RMR) و سیستم مهندسی سنگ (RES) را با استفاده از یک مجموعه داده بزرگ شامل ۳۸ تونل در مناطق سنگ شناسی و تکتونیکی متنوع ایران ارائه می دهد. در حالی که RMR سادگی تجربی را ارائه می دهد، RES یک رویکرد مبتنی بر سیستم را فراهم می کند که وابستگی های متقابل پارامترها را کمی می کند. تحلیل داده های میدانی، شامل ضخامت شاتکریت و تراکم پیچ سنگ، نشان داد که RES ارتباطات هیدرومکانیکی را به طور موثرتری ثبت می کند، به ویژه در توده سنگ های با کیفیت متوسط. برای رفع اختلافات بین دو سیستم، یک فرمول بندی آماری تلفیقی مورد بررسی قرار گرفت که رتبه های نرمال شده RMR را با شاخص های پایداری RES ترکیب می کرد. این رویکرد ترکیبی به طور قابل توجهی همبستگی بالاتری با عملکرد میدانی (R² ≈ 0.99) در مقایسه با روش های انفرادی نشان داد. نتایج، ارزش تلفیق چارچوب های تجربی و مبتنی بر سیستم را برای افزایش قابلیت اطمینان پیش بینی در طراحی پشتیبانی تونل برجسته می کند و پایه ای مستحکم برای تصمیم گیری های مهندسی در توده سنگ های ناهمگن ارائه می دهد.