نشریه زمین شناسی مهندسی

---

پروژۀ تونل انتقال آب سبزکوه، به‌طول تقریبی ۱۱ کیلومتر به‌منظور انتقال 90 میلیون مترمکعب آب در سال از حوزۀ سبزکوه به سد چغاخور در استان چهارمحال و بختیاری و در حدود ۸0 کیلومتری جنوب شهرکرد در حال بررسی است. با توجه به‌طول زیاد تونل و لزوم اجرای هرچه سریع­تر و ایمن این طرح و با عنایت به میزان اندک تونل‌سازی با روش­های سنتی، استفاده از روش حفاری مکانیزه با در اولویت کار قرار گرفته است. به‌علت محدودیت دامنۀ کاربرد TBMها در شرایط پیچیده و نامطلوب زمین­شناسی، انتخاب این ماشین‌ها با بررسی‌های دقیق دستگاه و شرایط محیط انجام می‌شود. شرایط زمین­شناسی و خصوصیات ژئومکانیکی توده­سنگ از جمله مهم‌ترین پارامترهایی است که همواره اجرای تونل­ها را تحت‌الشعاع قرار داده و می‌تواند در انتخاب نوع TBM مناسب، نقش به‌سزایی داشته باشد. در این تحقیق با تعیین مهم‌ترین خواص ژئومکانیکی و شرایط زمین­شناسی توده­سنگ منطقۀ بررسی شده، و تفسیر نتایج حاصل از گمانه‌های ژئوتکنیکی، آزمایش­های آزمایشگاهی و صحرایی و تدقیق آن‌ها با مشاهدات و برداشت­های صحرایی، توده­سنگی مسیر تونل به‌وسیلۀ سه سیستم طبقه­بندی مهندسی RMR، Q و GSI به سه زون ژئوتکنیکی تفکیک شد. سپس عمل‌کرد انواع TBM­های باز، تک­سپری و دوسپری برای حفاری در سنگ، بر اساس مقاومت ماده‌سنگ، خصوصیات کمی و کیفی درزه‌ها، عرض نواحی برشی و گسله، سطح آب زیرزمینی و نیز شدت مچاله‌شوندگی توده‌های سنگی در هر زون بررسی شد و در نهایت TBM دو سپری به‌عنوان مناسب‌ترین دستگاه برای حفاری تونل سبزکوه پیشنهاد شد.

---

خاک‌های کربناته ازلحاظ ویژگی‌های مقاومتی، خردشدگی دانه‌ها و نشست خاک، از خاک‌های مسئله‌دار در طبیعت هستند که گاهی مشکلاتی را برای مهندسان ژئوتکنیک به‌وجود می‌آورند. بخش اعظم این خاک‌ها در بستر آب‌های کم‌عمق مناطق گرمسیری واقع‌شده است. در ایران نیز در سواحل و جزایر خلیج‌فارس و دریای عمان لایه‌های نسبتاً ضخیمی از رسوبات کربناته موجود است. با توجه به اهمیت و گستردگی پروژه‌هایی بزرگی نظیر ساخت پل بزرگ خلیج‌فارس مابین بندرعباس و جزیره قشم، مخازن ذخیره نفت و گاز، سکوهای استخراج نفت و ساخت اسکله‌ها که اخیراً در این مناطق در دست اجرا هستند، شناخت و بررسی چنین خاک‌هایی اهمیت فراوانی دارد. در این تحقیق به بررسی تأثیر بافت رسوبات کربناته بر خردشدگی دانه‌ها می‌پردازیم. نتایج تحقیق نشان می‌دهد افزایش اندازه مؤثر دانه‌ها و ضریب شکل آن‌ها به‌صورت توانی با خردشدگی آن‌ها ارتباط داشته و با افزایش هم‌زمان دو پارامتر فوق میزان خردشدگی تشدید می‌شود

---

شناسایی محدوده‌های مستعد زمین‌لغزش در عمران شهری و منطقه­ای دارای اهمیت ویژه‌ای است. در این مقاله به پهنه­بندی میزان حساسیت به زمین‌لغزش با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و تحلیل سلسله مراتبی اقدام شده است. این پهنه‌بندی و تحلیل با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی که قادر به‌ شناسایی روابط پیچیده بین حرکات توده­ای و هدف یعنی عوامل پهنۀ حساسیت، به‌منظور شناسایی مناطق ناپایدار صورت گرفته است. روش تحلیل سلسله مراتبی برای بهبود نمونه آموزش، در سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام‌شده است. پیش‌پردازش با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی داده­ها برای انتخاب پیکسل‌های مناطق بدون لغزش و کمک به بهبود قابلیت پیش­بینی روش شبکۀ عصبی که یک مدل جعبه سیاه است انجام شده است. این روش در شهرستان بیجار در شمال شرق استان کردستان که پتانسیل زیادی برای حرکات دامنه‌ای دارد، باهدف پهنه­بندی زمین‌لغزش به‌عنوان یکی از حرکات دامنه‌ای اعمال شد. بدین‌منظور ابتدا بررسی‌های کتابخانه‌ای برای شناسایی معیارهای تأثیرگذار در این فرایند انجام گرفت بر اساس پژوهش‌ها، متغیرهای لیتولوژی، فاصله از گسل، جهت شیب، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، فاصله از خطوط ارتباطی، شیب، ارتفاع و شبکه زهکش مهم‌ترین فاکتورهای مؤثر بر زمین‌لغزش محسوب می­شوند که در این تحقیق ارزیابی شدند. برای ارزیابی این متغیرها در شبکۀ عصبی پرسپترون با ساختار نه لایه ورودی، دولایه پنهان و نه گره در هر دولایه با میزان یادگیری01/ با دو تابع سیگموئید و خطی به‌عنوان ساختار بهینه با آزمون ‌و خطا پذیرفته شد برسی این متغیرها با استفاده از شبکه عصبی نشان‌دهندۀ آن است که بیش از 60 درصد از منطقه بررسی شده جزء مناطق با قابلیت زمین‌لغزش زیاد است. به‌منظور صحت­سنجی این مدل‌ها از داده­های مشاهده­ای موجود استفاده‌شده که حاکی از موفقیت و کارایی هر دو تابع با اولویت اندک تابع سیگموئید است.

---

در صنعت نفت به‌منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه‌هایی که به‌علت برداشت طولانی مدت، بازدۀ آن کاهش یافته است یا سنگ‌های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می‌شود. از آن‌جاکه عملیات شکست هیدرولیکی، عملیاتی پر هزینه است، به‌دست آوردن فشار لازم برای شکست هیدرولیکی و تعیین پمپ مناسب برای این عملیات، برای مجریان پروژه، اهمیت به‌سزایی دارد. در این تحقیق به مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی در ماسه سنگ‌های لوشان پرداخته شد. هدف از این مدل‌سازی‌ها بررسی نحوۀ شکست هیدرولیکی، وضعیت تنش‌های اصلی در هنگام آغاز شکست و فشار لازم برای آغاز شکست در این سنگ‌ها است. در این تحقیق، مدل‌های عددی ساخته شده بدون ترک و شکستگی پیش فرض است و مسیر و نحوۀ رشد ترک بدون هیچ پیش‌داوری و تعیین قبلی بررسی شد. فشار شکست‌های به‌دست آمده از مدل‌سازی عددی با آن‌چه از آزمایشگاه به‌دست آمده است اختلاف کمی دارد. در اغلب موارد ترک از قسمت مرکزی نمونه آغاز شده و به‌سمت دو سر نمونه گسترش می‌یابد و راستای گسترش ترک در راستای محور گمانه و عمود بر تنش جانبی است. مجریان طرح شکست هیدرولیکی می‌توانند با روش ارائه شده در این تحقیق و مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی، فشار شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف را به‌دست آورده و پمپ مناسب برای عملیات را انتخاب کنند. با توجه به این‌که نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی‌های عددی مطابقت خوبی با نتایج مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی دارد، محدودیت ظرفیت پمپ موجود در آزمایشگاه را می‌توان با مدل‌سازی عددی جبران کرد. 
 

---

تحقیق حاضر به‌منظور بررسی تأثیر بافت و درصد کربنات کلسیم خاک‌های کربناته بر زاویۀ اصطکاک داخلی آن‌ها انجام شده است. بخش اعظم این خاک‌ها در بستر آب‌های کم‌عمق مناطق گرمسیری واقع‌ شده است. اخیراً پروژه‌های بزرگی نظیر ساخت پل‌ها، مخازن عظیم ذخیره نفت و گاز، سکوهای استخراج نفت و ساخت اسکله‌ها در سواحل و مناطق کم عمق مناطق مختلف دنیا در دست اجرا است. یکی از این مناطق در سواحل جنوبی ایران واقع شده است. نمونه‌های خاک‌های کربناته از نقاط مختلف سواحل شمالی خلیج فارس جمع‌آوری شد، سپس آزمایش‌های تعیین درصد کربنات کلسیم، تعیین اندازه دانه‌ها در سه‌بعد، زاویه‌داری، دانسیتۀ نسبی و برش مستقیم روی آن‌ها انجام شد. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زاویۀ اصطکاک داخلی خاک‌های کربناته بیش‌تر از خاک‌های سیلیکاته شناخته شده است. این زاویه متأثر از اندازۀ مؤثر دانه‌ها، تیز گوشگی آن‌ها و درصد کربنات کلسیم خاک‌ها است. یکی از نتایج تجربی به‌دست آمده از این تحقیق عبارت است از این‌که با افزایش اندازۀ مؤثر دانه‌ها زاویۀ اصطکاک داخلی آن‌ها کاهش می‌یابد.