نشریه زمین شناسی مهندسی

---

از مهم‌ترین چالش­ها در پروژه­های عمرانی، علاوه بر طراحی و اجرای آن‌ها، کنترل ایمنی و پایداری اجزای مختلف آن در طول دوران ساختمان و بهره­برداری است. هدف این تحقیق، تدقیق سطح ایستابی آب در بدنه و تکیه­گاه­های سد خاکی شاه­قاسم واقع در نزدیکی شهر یاسوج با استفاده از داده­های ثبت­شده است. درون‌یابی با روش­های زمین آماری کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی و میانگین متحرک وزنی برای مدل­های کروی، نمایی و گوسی انجام گرفت. برای مقایسۀ آماری مدل­ها از شاخص­های آماری MBE، MAE، RMSE وGSD  استفاده شد. نتایج نشان داد که روش کریجینگ ساده با مدل گوسی بهترین روش درون‌یابی سطح ایستابی آب سد خاکی شاه­قاسم است. روش­های کریجینگ معمولی با مدل گوسی و کریجینگ معمولی با مدل کروی در اولویت­های بعدی قرار دارند. روش میانگین متحرک وزنی با توان­های مختلف دارای خطای بیش‌تری نسبت به‌روش­های کریجینگ است. با بررسی نقشه­ها، احتمال وجود یک حفره در این قسمت از سد دور از انتظار نیست. وجود حفره احتمالی سبب می­شود که به مرور زمان آب مخزن سد تخلیه شده و سرانجام ممکن است باعث بروز پدیده زیرشویی ­شود که در مجموع برای پایداری سد خطرناک است

---

با توجه به‌ اهمیت روزافزون زمین­شناسی محلی و شرایط زمین­ریخت‌شناسی بر پاسخ لرزه­ای زمین، در این مقاله به‌بررسی جزئیات مربوط به اثر وجود لایه­های روان‌گرا بر پاسخ لرزه­ای سطح زمین می‌پردازیم. به‌منظور بررسی تفاوت­ روش­های مختلف تحلیل پاسخ زمین، ابتدا تحلیل بر مبنای روش معادل­خطی مبتنی بر مدل تنش کل در حوزۀ فرکانس و سپس بر اساس روش غیرخطی با مدل­های تنش کل، تنش مؤثر و اعمال افزایش اضافه فشار آب حفره‌ای در حوزۀ زمان انجام شده است. در این راستا از ویرایش پنجم نرم­افزار DEEPSOIL بر مبنای جدیدترین دستاوردها و تکنیک­های مختلف در هردو حوزۀ حل، استفاده شده است. محل بررسی شده برای انجام این تحقیق، پروژۀ بندر LNG عسلویه واقع در جنوب ایران است. با توجه به پژوهش‌های رایج لرزه­خیزی انجام شده و عدم ثبت داده­های واقعی زلزله میدان­ نزدیک در محل پروژه به‌ویژه برای گسل محتمل آن، از روش شبیه­سازی مصنوعی زلزله برای گسل مولد استفاده شده­است. همین­طور بر اساس بررسی‌های عرف لرزه­خیزی در محل، سه زلزله میدان دور نیز برای انجام تحلیل­های پاسخ زمین انتخاب شده­اند. سپس به‌منظور درک بهتر از پاسخ­های به‌دست آمده، طیف پاسخ­های حاصل با طیف طرح شتاب ارائه شده در برخی از آیین­نامه­های معتبر مقایسه شده­اند. نتایج‌ حاصل نشان می­دهد که در نظر گرفتن اثر پالس در مؤلفۀ افقی شتاب در جهت عمود بر راستای گسل برای زلزله­های میدان ­نزدیک، پاسخ سطح زمین و محتوای فرکانسی آن را تحت تأثیر قرار می­دهد. به‌طوری‌که پاسخ­های به‌دست آمده در سطح زمین در حوزۀ زمان با توجه به در نظر گرفتن ماهیت رفتار غیرخطی خاک و اعمال افزایش اضافه فشار آب حفره­ای با مقایسۀ پاسخ­ها در حوزۀ فرکانس مبتنی بر روش معادل­خطی، تفاوت­های زیادی دارند. 

---

به‌منظور به‌سازی خاک در محل مخازن نفت پرژۀ انبار نفت ماهشهر، به‌علت وجود لایه‌های زیرسطحی نرم رسی و بالا بودن تراز آب زیرزمینی در ناحیۀ بررسی شده، برای نداشتن خسارات ناشی از نشست‌های تحکیمی دراز مدت در اثر ساخت مخازن، از روش پیش بارگذاری به‌کمک خاک‌ریز به‌همراه زهکش‌های قائم پیش‌ساخته (PVD) با الگوی مثلثی استفاده شده است. برای کنترل نتایج محاسباتی و عملکرد مناسب خاک‌ریزها از ابزار دقیق­هایی نظیر نشست‌سنج­ها و پیزومترها که در تمامی نقاط خاک‌ریز نصب شده‌اند، بهره گرفته شده است. در این مقاله آنالیز برگشتی با استفاده از نتایج ابزار دقیق و به‌کمک نرم‌افزار تفاضل محدود Settle ۳D انجام شده و نتایج به‌دست آمده با یک‌دیگر مقایسه شده است. در این راستا پارامترهای تأثیرگذار ژئوتکنیکی اولیۀ حاصل از آزمایش‌های آزمایشگاهی و صحرایی با استفاده از این روش تصحیح شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که پارامتر‌های آزمایشگاهی مؤثر در نظر گرفته شده برای محاسبات اولیۀ نشست تحکیمی خاک نظیر (C_c) و (Pc)، به‌ترتیب بیش‌تر و کم‌تر از مقادیر واقعی اندازه‌گیری شده است و پارامتر‌های آزمایشگاهی مؤثر در نظر گرفته شده برای محاسبات زمان تحکیم خاک (K_h وK_v ) از مقادیر واقعی اندازه‌گیری شده کم‌تر پیش‌بینی شده است. هم‌چنین نتایج حاصل بر مبنای بررسی‌های پارامتریک انجام شده در مورد آرایش و عمق زهکش­های قائم، نشان داد که با افزایش طول زهکش‌ها نسبت به فواصل آن‌ها می‌توان کارایی این روش را افزایش داد.

---

جت‏گروتینگ یکی از روش‏های بهسازی بستر و پایدارسازی شیب‏ها است که به‌کمک آن می‏توان ظرفیت باربری قائم یا جانبی زمین موردنظر را از طریق تزریق دوغاب سیمان تحت ‌فشار افزایش داد. در این تحقیق، بهسازی خاک با المان‏های جت‏گروت در یکی از شهرهای ساحلی شمال ایران بررسی می‌شود. نتایج تزریق دوغاب سیمان به‌روش تک‌سیالی به‌همراه شرایط ژئوتکنیکی خاک محل ارائه می‌شود. قطر ستون‏های جت‏گروت، مقاومت تک‌محوری مغزه‏های گرفته‌شده و درصد بازیابی مغزه‏ها به‌عنوان مهم‌ترین پارامترهای ارزیابی عملکرد بهسازی در معیارهای موجود، استفاده شده و بر اساس نتایج آن، طرح اولیه اصلاح و اجرا شده است. هم‌چنین مشاهده شد که در صورت تأمین فشار تزریق 450 بار در ماسه سیلتی اشباع و غیراشباع با اعداد SPT متوسط به‌ترتیب 13 و 20، با سرعت بالا آمدن راد 5/0 سانتی‌متر برثانیه و چگالی دوغاب gr/cm³ 1600، به‌ترتیب ستون‏هایی با قطر cm 80 و cm 100 به‌دست می‏آید که مغزه‏های استخراجی از ستون‏های اجراشده در ماسه سیلتی اشباع دارای مقاومت تک‏محوری kg/cm² 40 است. با توجه به زمان اجرای کوتاه نسبت به حجم عملیات بهسازی، روش جت‏گروتینگ روشی مناسب و اقتصادی در زمین‏های ماسه‏ای اشباع و غیراشباع برای تأمین ظرفیت باربری موردنیاز است و معیار نرخ بهسازی در ارزیابی مقاومت تک‌محوری مغزه‏های استخراجی از خاک بهسازی شده و تصحیح ظرفیت باربری ستون‏های جت‏گروت کارایی مناسبی از خود نشان داده است.
 

---

در این پژوهش، اثر مایع­های مستغرق‌کننده آب مقطر و محلول‌های حاوی غلظت‌های 10 و 20 درصد گلیسرول بر خواص تورمی یک خاک متورم‌شونده تحت سربار ثابت، با اجرای چرخه‌های تر و خشک بررسی می‌شود. نمونه‌های خاک متراکم­شده به‌روش تراکم استاتیکی تهیه شد. چرخه‌های تر و خشک با استغراق نمونه‌ها با آب مقطر و محلول‌های 10 و 20 درصد گلیسرول در دستگاه تحکیم اصلاح­شده تحت سربار 10 کیلوپاسکال صورت پذیرفت. نتایج به‌دست­آمده نشان می‌دهد استفاده از محلول‌های گلیسرول باعث کاهش تعداد چرخه‌ها و رسیدن به حالت تعادل در زمان کوتاه‌تر در مقایسه با آب مقطر می‌شود به‌طوری‌که این روند به غلظت گلیسرول بستگی دارد. نتایج تغییرات نسبت تخلخل در مقابل درصد رطوبت، بیا‌ن‌گر به تعادل رسیدن پدیده پسماند با افزایش تعداد چرخه‌ها است. مسیرهای تورمی-انقباضی عموماً به‌صورت S است و بیش‌ترین تغییرشکل خاک بین خطوط اشباع 40 و 80 درصد رخ می‌دهد.
 

 

---

در مناطق صنعتی ساحلی، علاوه بر وجود خاک سست اشباع، حمله سولفاتی به المان‌های بهسازی خاک از نوع خاک-سیمان به‌عنوان یک مشکل مضاعف مطرح است. استفاده از سیمان ضد سولفات تیپ پنج به‌عنوان روشی کاهندۀ اثرات تخریبی مربوط توصیه ‌شده است. با توجه به منابع محدود تولیدکننده این نوع سیمان، اولاً تعیین رابطه بین عیار سیمان مصرفی و مقاومت حاصل در محیط‌های سولفاته از سؤالات مهم مهندسی در این زمینه است و ثانیاً به‌عنوان گزینه‌ای جای‌گزین، استفاده از سیمان تیپ دو که در دسترس‌تر است در ترکیب با افزودنی‌های دیگر موردتوجه قرار می‌گیرد. تحقیق حاضر دو هدف مذکور را با ساخت نمونه‌های استوانه‌ای خاک-سیمان با ماسه، آب و سیمان‌های پرتلند ضد سولفات دنبال می‌کند. سولفات سدیم به‌عنوان سولفات موجود در خاک و آب استفاده شده است. در این تحقیق، اولاً رابطۀ عیار سیمان تیپ پنج و مقاومت تک‌محوری خاک-سیمان در سولفات 0% تا 5% به‌دست آمده است  که نشان می‏دهد عیار 400 کیلوگرم بر مترمکعب به شکل مناسبی افت مقاومت را در سولفات 2% کاهش می‏دهد. ثانیاً ، ترکیب سیمان تیپ دو با کلرید و هیدروکسید باریم آزموده شده است. نتایج حاکی از آن است که ترکیب سیمان تیپ دو با کلرید و هیدروکسید باریم، مقاومت‌های بیش‌تری، به‌ترتیب حدود 7/2 تا 3/3 برابر (در 362 روز) نسبت به خاک-سیمان حاوی سیمان تیپ پنج نتیجه می‌دهد؛ هم‌چنین مشاهده می‌شود که افزودنی هیدروکسید باریم در مقایسه با کلرید باریم (با همان نسبت اختلاط) بهتر توانسته است اثرات منفی سولفات بر مقاومت را کاهش دهد.

---

در این کار پژوهشی امکان بهسازی خاک رسی آلوده به محلول گلیسرول با استفاده از MgO مورد بررسی قرار گرفت. برای آلوده کردن خاک از محلول 50% گلیسرول که در درصدهای وزنی 4، 8 و 12% به خاک اضافه شده بود، استفاده گردید. آزمایش­های حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت تک­محوری و عکس­برداری SEM روی نمونه­های خاک طبیعی، آلوده و بهسازی شده با MgO در درصدهای وزنی 5، 8 و 12% صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که افزودن محلول گلیسرول به خاک سبب کاهش حدود اتربرگ، درصد رطوبت بهینه و مقاومت تک­محوری و افزایش وزن واحد حجم خشک بیشینه در مقایسه با خاک طبیعی می­شود. تغییرات این پارامترها تابعی از درصد آلاینده بوده به­گونه­ای ­که هر چه درصد آلاینده بیشتر باشد، تغییرات بیان شده بیشتر می­شود. با اضافه کردن MgO به خاک طبیعی و آلوده، افزایش مقادیر حدود اتربرگ و مقاومت تک­محوری نمونه­ها مشاهده شد که این افزایش در نمونه­های مقاومتی تابعی از درصد MgO و زمان عمل­آوری می­باشد. همچنین نتایج عکس­برداری SEM نشان­دهنده تغییر ساختار خاک و فولکوله­تر شدن ذرات آن در مقایسه با خاک طبیعی با اضافه کردن محلول گلیسرول به خاک می­باشد.