نشریه زمین شناسی مهندسی

پهنه‌بندی خطر زمین لغزش در طول جاده توسکستان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در محیط GIS

علی اکبر مومنی

هدف از این مطالعه تهیه نقشه پتانسیل خطر زمین لغزش در طول جاده توسکستان با استفاده از مدل فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) می باشد. پارامترهای مؤثر بر زمین لغزش در این مطالعه لیتولوژی، شیب، جهت شیب، پوشش گیاهی، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه و فاصله از گسل می باشد. در ابتدا، نقشه هر کدام از این پارامترها تهیه شده و بر مبنای میزان تغییرات آن به سه یا چهار زیر گروه تقسیم شده اند. سپس با استفاده از تحلیل سلسه مراتبی به هرکدام از این زیرگروه ها بر مبنای میزان برتری نسبت به هم وزنی اختصاص داده شد تا نقشه های کیفی به نقشه های کمی تبدیل شود. نتیجه این وزن دهی نشان داد که لیتولوژی و شیب به ترتیب بیش ترین تأثیر و فاصله از گسل کم ترین تاثیر را در پهنه بندی خطر زمین لغزش داشتند. وزن نهایی هر لایه اطلاعاتی از حاصل ضرب وزن هر پارامتر در وزن زیر معیار به دست آمد. در نهایت این نقشه های کمی در محیط GIS تلفیق شدند تا نقشه نهایی پهنه بندی خطر زمین لغزش بدست آمد. بررسی موقعیت لغزش های رخداد قبلی نشان داد که از بین 7 لغزش قدیمی تعداد 6 لغزش در محدوده پتانسیل خطر بالا و یک لغزش در رده خطر نسبتا بالا قرار داشت که نشان دهنده صحت نقشه خطر زمین لغزش تهیه شده است. نقشه پهنه بندی به دست آمده نشان داد که 9/3 درصد از این محدوده به مساحت 355 هکتار در رده خطر بالای رخداد زمین لغزش قرار دارد.

ارزیابی و مقایسه هزینه‌ تونل‌سازی مکانیزه در ایران و جهان

مسعود اسماعیل زاده

برآورد هزینه‎های احداث تونل یکی از مهم ترین اقدامات در جهت مدیریت پروژه است. عوامل متعددی بر روی هزینه تمام شده یک پروژه تونلی اثرگذار است. پیچیدگی و عدم اطمینان در شناسایی این عوامل موجب برآورد اشتباه از هزینه های پروژه می ‎شود. روش های تحلیلی مختلفی جهت برآورد هزینه های احداث تونل توسعه داده شده است که همواره با معایبی مواجه بوده اند. استفاده از اطلاعات واقعی هزینه کرد سایر پروژه ها می ‎تواند تا حد زیادی معایب روش های تحلیلی را رفع نماید. در این پژوهش ابتدا گسترش روزافزون صنعت تونل سازی و تأثیر آن در توسعه زیرساخت های اقتصادی بحث شده است. در ادامه سابقه پژوهش در مورد برآورد هزینه های تونل سازی و روش های توسعه داده شده در این زمینه ارائه شده است نبود فهرست بهای تخصصی پایه تونل سازی در ایران برخلاف سایر کشورهای توسعه یافته موجب برآوردهای اشتباه در هزینه کرد پروژه های تونل سازی می ‎شود. در این پژوهش با بررسی روش های قطعی و احتمالی برآورد هزینه تمام شده احداث تونل مکانیزه، با استناد بر فهرست بهای واحد پایه رشته سدسازی سال 1403 هزینه حفاری تونل در ایران با سایر کشورها مقایسه شده است. نتایج این پژوهش مؤید اختلاف 30 درصدی در نسبت هزینه های نیروی انسانی به هزینه کل پروژه و 92 درصدی هزینه حفاری هر متر تونل مکانیزه در ایران در مقایسه با سایر کشورها می ‎باشد، که این امر موجب عدم رغبت پیمانکاران خصوصی جهت فعالیت در پروژه های تونلی در ایران شده است. همچنین تهیه فهرست بهای جامع پایه تونل سازی به عنوان یک راهکار جهت افزایش دقت در برآورد هزینه کردهای پروژه های تونلی پیشنهاد می ‎گردد.

بررسی تأثیر دو مدل رفتاری اتصال مسطح و اتصال موازی خطی بر روی مکانیسم شکست ماسه‌سنگ آغاجاری در شبیه‌سازی نرم‌افزار PFC2D

ابراهیم رحیمی

مدلسازی عددی به عنوان ابزاری حیاتی در تحلیل های مهندسی، به ویژه در علوم زمین و مهندسی ژئوتکنیک، نقش بسزایی دارد. نرم افزار PFC2D یکی از ابزارهای برجسته در این زمینه است که از روش ناپیوسته (Distinct Element Method) برای شبیه سازی فرآیندهای مرتبط با زمین شناسی مهندسی و تحلیل های ژئوتکنیکی استفاده می کند. این مقاله به تحلیل و مقایسه دو مدل تماسی رایج، یعنی اتصال مسطح (FJM) و اتصال موازی خطی (LPBM) می پردازد. آزمون مقاومت تک محوری (UCS) به عنوان معیاری برای کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل های PFC انتخاب شده است. نمونه های ماسه سنگی در این تحقیق از سازند آغاجاری در یال جنوبی تاقدیس مدار انتخاب شده اند. یافته ها نشان می دهد که هر دو مدل تماسی در شبیه سازی UCS در فرایند کالیبراسیون از توانایی بالایی برخوردارند. از آنجاییکه این آزمون بیشتر برای کالیبره کردن مقدار نقطه شکست (σ_c) و همچنین مدول یانگ به کار می رود، مقادیر خروجی به دست آمده برای هر دو مدل تقریباً مشابه است. با این حال، رفتار پس از شکست در منحنی تنش-کرنش مدل ها با یکدیگر متفاوت است، به طوری که مدل اتصال مسطح (FJM) رفتار شکننده تری نسبت به مدل اتصال موازی خطی (LPBM) نشان می دهد. مدل FJM با قابلیت مدلسازی سطوح ناهموار و همچنین عدم پیوستگی مواد می تواند رخداد ترک های کششی و برشی را در مواردی که شکست و ترک خوردگی از اهمیت بسزایی برخوردار است را به نسبت مدل LPBM با عملکرد بهتری شبیه سازی کند. نتایج این پژوهش می تواند محققین را در انتخاب مدل مناسب برای شبیه سازی و تحلیل مکانیسم شکست سنگ ها، به ویژه در شرایطی که شبیه سازی دقیق از اهمیت بالایی برخوردار است، یاری رساند.

بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و مقاومتی بر دوام سنگ‌های ساختمانی در برابر فرآیندهای زوال

امین جمشیدی

دوام سنگ ساختمانی به استقامت آن در برابر فرآیندهای زوال تحت شرایط اقلیمی حکم فرما بر منطقه جغرافیایی گفته می شود. این پارامتر در انتخاب سنگ ساختمانی مناسب نقش بسزایی دارد به طوری که نادیده گرفتن آن می تواند منجر به زوال زود هنگام سنگ در طی مدت سرویس دهی در ساختمان شود. بنابراین قبل از انتخاب سنگ ساختمانی، ضروری است توجه ویژه ای به دوام آن شود و سنگی انتخاب شود که دوام لازم در برابر فرآیندهای زوال محیطی را داشته باشند. از فاکتورهای تأثیر گذار بر دوام سنگ ساختمانی می توان به خصوصیات فیزیکی و مقاومتی اشاره کرد. ارزیابی این خصوصیات اطلاعات با ارزشی در زمینه دوام سنگ در برابر فرآیندهای زوال فراهم خواهد کرد. در مقاله حاضر به بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و مقاومتی بر دوام سنگ ساختمانی پرداخته شده است. نتایج دلالت بر این دارد که تخلخل، محتوای آب، درجه اشباع و توزیع اندازه منافذ از شاخص ترین خصوصیات فیزیکی تعیین کننده دوام سنگ ساختمانی هستند. از سوی دیگر، خصوصیات مقاومتی شامل مقاومت های فشاری تک محوری، کششی برزیلین، خمشی و سایشی نیز نقش برجسته ای بر دوام سنگ ساختمانی دارند. یافته های پژوهش حاضر می تواند به عنوان یک ابزار ساده، سریع، کم هزینه و کاربردی برای ارزیابی غیر مستقیم دوام سنگ ساختمانی در برابر فرآیندهای زوال محیطی مورد استفاده قرار گیرند.

تاثیر زاویه شیب بر روی پاسخ لرزه ای ساختمان های بنا شده در مجاورت شیب

علی قنبری

بررسی چگونگی پاسخ لرزه ای سطح زمین و تأثیر آن بر سازه ها به دلیل اثرات توپوگرافی و اندرکنش خاک-سازه (TSSI) بسیار حائز اهمیت می باشد. حال اگر ساختگاه دارای توپوگرافی شیب باشد، اهمیت بررسی این موضوع را دو چندان می کند و اثر شیب ساختگاه در اندرکنش خاک و سازه باید در نظر گرفته شود. در این تحقیق با استفاده از رکورد زلزله Loma Prieta (1989)پاسخ لرزه ای یک ساختمان بتنی 5 طبقه در فاصله 5 متری از تاج شیب برای چهار زاویه ی 15، 30، 45 و صفر درجه (SSI) با استفاده از تحلیل عددی 3D مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی با استفاده از نرم افزار MIDAS GTS NX برای سیستم TSSI و SSI انجام گرفته است. در این تحقیق از مدل رفتاری الاستیک و HSS به ترتیب برای ساختمان و خاک استفاده شده است. پاسخ لرزه ای ساختمان ها به صورت مقایسه حداکثر تغییرشکل جانبی ساختمان، نیروی برش پایه، دریفت طبقات و شتاب افقی طبقات در تحلیل های TSSI و SSI مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش زاویه شیب از صفر درجه (SSI) به 15،30و 45 درجه TSSI)) تغییر مکان جانبی طبقات، به طور میانگین 44% افزایش یافته است این مقدار افزایش برای حداکثر شتاب افقی به طور میانگین 21% می باشد. همچنین با افزایش زاویه شیب از صفر درجه (SSI) به 15،30و 45 درجه TSSI)) به طور میانگین نسبت دریفت طبقات و حداکثر برش پایه طبقات به ترتیب 14% و 21% افزایش یافته است.

بررسی تأثیر زاویه اصطکاک داخلی خاک در پایداری زمین لغزش گوگرد خوی با تحلیل کلیدی نتایج حاصل از انواع روش‌ها

حسن مومیوند

در این تحقیق پایداری زمین لغزش گوگرد خوی نسبت به تغییرات زاویه اصطکاک داخلی خاک مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل آماری نتایج حاصل از تغییرات ضریب اطمینان روش های مختلف در تحلیل پایداری زمین لغزش گوگرد در تعداد 282 تحلیل نشان داد که: 1) در شرایط استاتیکی تحت تأثیر شرایط آب زیرزمینی در نتایج حاصل از تحلیل پایداری انواع روش ها تا 35/2 درصد تغییرات در ضریب اطمینان حاصل شد و بیشترین اختلاف در مقادیر ضریب اطمینان در روش فلنیوس معمولی، اسپنسر و موگان - پرایس بدست آمد. 2) در شرایط استاتیکی نسبت به تأثیر زاویه اصطکاک داخلی حاصل از تحلیل پایداری انواع روش ها ضریب اطمینان تا 35 درصد تغییرات نشان داد و بیشترین اختلاف در مقادیر ضریب اطمینان نسبت به روش های دیگر در روش فلنیوس معمولی و روش اسپنسر بدست آمد. 3) در شرایط شبه استاتیک و دامنه در حالت خشک در روش های مختلف تحلیل تا 5 درصد تغییرات در ضریب اطمینان و تحت تأثیر شرایط آب زیرزمینی، تغییرات ضریب اطمینان تا 39/9 درصد حاصل شد و بیشترین تغییرات در ضریب اطمینان دامنه در حالت خشک در روش جانبو ساده شده، روش اسپنسر و موگان - پرایس و تحت تأثیر آب زیرزمینی، بیشترین تغییرات در ضریب اطمینان در روش فلنیوس معمولی و روش اسپنسر بدست آمد. در بررسی نتایج حاصل از این تحقیق تأثیر شرایط مختلف سطح آب زیرزمینی، زاویه اصطکاک داخلی خاک و نیروی زلزله بر مکانیسم تحلیلی روابط موجود در انواع روش ها علت اصلی اختلاف نتایج روش های مختلف تحلیل پایداری شناخته می شود.

بررسی سنگدانه‌های کربناته و استفاده از پتروگرافی در پیش‌بینی واکنش قلیایی(AAR)

محمد فتح اللهی

برای ساختن بتن مقاوم، ارزیابی دقیق پتانسیل واکنش زایی قلیایی سنگدانه ها ضروری است. واکنش های قلیایی، به تدریج و بعد از گذشت زمان اتفاق می افتد به همین دلیل اکثراً در اوایل کار مورد توجه قرار نمی گیرد. در این تحقیق با تمرکز بر مطالعه مقاطع نازک و مطالعه پتروگرافی سنگدانه ها به بررسی و پتانسیل واکنش های قلیایی (AAR) سنگدانه های بتن پرداخته شد. پتروگرافی سنگدانه ها بر اساس استاندارد ASTM C295 یکی از روش های ساده و سریع است که برای شناسایی کانی هایی که ممکن است با قلیایی موجود در سیمان واکنش دهد، استفاده می شود. در این مورد مطالعاتی شناسایی سنگدانه های مستعد با پتروگرافی انجام و سپس با استفاده از روش های آزمایشگاهی ASTM C586 و ASTM C1260 صحت نتایج و اهمیت انجام پتروگرافی به منظور انتخاب مصالح مناسب با صرف هزینه های اندک در مدت زمان کوتاه قبل از اجرای طرح اختلاط بتن بهره گرفته شد. نتایج مطالعه نشان می دهد که سنگدانه های کربناته می تواند حاوی سیلیس بوده و پتانسیل واکنش قلیایی داشته باشد بنابراین لازم است از روش های آزمایش ASR هم کمک گرفته شود. همچنین نتایج نشان داد که تشخیص پتروگرافی، روشی مناسب و کمک کننده برای تشخیص کانی های دارای پتانسیل واکنش قلیایی می باشد.