نشریه زمین شناسی مهندسی

---

حفر تونل در زمین‌های نرم موجب تغییر در توزیع تنش‌های درجا و جابه‌جایی خاک پیرامون آن می‌شود. این جابه‌جایی‌ها ممکن است موجب بروز آسیب در سازه‌های سطحی و زیرسطحی مجاور تونل شود. بنابرین تخمین اندازه و منحنی نشست ناشی از حفر تونل و تعیین پارامترهای مؤثر بر آن اهمیت ویژه‌ای دارد. روش‌های تجربی و تحلیلی متعددی را محققان مختلف برای پیش‌بینی نشست زمین ارائه کرده‌اند. از جمله می‌توان به‌روش تجربی پک (1969)، به‌عنوان رایج‌ترین روش برای تخمین منحنی نشست زمین اشاره کرد. در مقاله حاضر با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی انجام یافته تحت شتاب گرانشی، به بررسی تأثیر درصد تراکم ماسه بر منحنی نشست می‌پردازیم. فرآیند حفر تونل، از طریق اعمال افت حجم در تراز تونل انجام می‌شود. سپس جابه‌جایی خاک با استفاده از روش پردازش تصویر اندازه‌گیری شده و در نهایت منحنی نشست به‌دست آمده با منحنی گوسی پک برازش می‌شود. با انجام آزمایش روی ماسه در دو حالت متراکم و شل و تحلیل نتایج به‌دست آمده مشخص شد با افزایش درصد تراکم، مقدار نشست کاهش یافته و منحنی نشست عریض‌تر می‌شود. هم‌چنین حجم افت زمین در اعماق مختلف با افت زمین موجود در تراز تونل برابر نیست

---

حفاری و برش سنگ، به‌عنوان یکی از عملیات مهندسی، در زمینه­های مختلف فنی و مهندسی معدن، کاربردهای وسیع و تعیین‌کننده‌ای دارد. تخمین قابلیت حفاری و برش سنگ با دستگاه­های حفاری و سیم برش الماسه، در تخمین هزینه­ها و طراحی معادن نقش مهمی دارد. در این مقاله به‌منظور پیش‌بینی آهنگ حفاری و برش، نمونه‌های سنگ ساختمانی کربناته از معادن مختلف ایران، بررسی شد. به‌منظور ارزیابی تأثیر مشخصات بافتی بر آهنگ حفاری و برش، ابتدا از هر مقطع نازک میکروسکوپی نمونه سنگ بررسی شده، عکس تهیه و سپس مساحت، محیط، بزرگ‌ترین قطر و کوچک‌ترین قطر دانه­های موجود در مقاطع تعیین شد و مشخصات دیگر بافتی، طبق روابط ریاضی به‌دست آمد. در مرحلۀ بعد ارتباط بین پارامترهای ذکر شده با آهنگ حفاری و برش در برازش تک متغیره تعیین شد. در پایان برای دست‌یابی به ضریب هم‌بستگی بیش‌تر، از برازش چند متغیره استفاده شد. از میان خصوصیات بافتی مؤثر بر آهنگ حفاری، ضریب بافت، محیط دانه، قطر معادل، نسبت وضعیت دانه و شاخص یک‌نواختی ارتباط خوبی با آهنگ حفاری و هم‌چنین از میان خصوصیات بافتی مؤثر بر آهنگ برش، ضریب بافت، محیط دانه، مساحت دانه، قطر معادل، فشردگی، فاکتور شکل، شاخص قفل­شدگی و شاخص یک‌نواختی ارتباط خوبی با آهنگ برش داشتند و رابطۀ نهایی برای پیش‌بینی آهنگ حفاری و برش بر حسب این پارامترها به‌دست آمد.

---

عامل اصلی خسارت‌های وارده بر اثر زلزله به سازه­هایی که روی خاک­های ماسه­ای اشباع واقع شده­اند، پدیدۀ روان‌گرایی است. مسلح‌سازی خاک تکنیکی مؤثر در افزایش مقاومت و پایداری سازه­ها است. در این مقاله تأثیر افزودن پودر لاستیک به خاک ماسه­ای اشباع بررسی می‌شود. برای این منظور یک سری تست­های مدل میز لرزه 1-g ماسه مخلوط با درصد­های مختلف پودر لاستیک انجام شد. استفاده از پودر لاستیک در مسلح­سازی خاک­ها کاربرد گسترده­ای دارد. ماسه فیروزکوه شمارۀ 161 و پودر لاستیک برای مخلوط قسمت مسلح و ماسه خالی برای قسمت غیرمسلح استفاده شده است. این تحقیق با چهار نسبت اختلاط (%20 و %15 ،%10 ،%5 TC=) انجام شد. نتایج نشان می­دهد که دامنه شتاب پایه از عمق به سطح خاک افزایش می­یابد. فشار آب حفره­ای یکی از پارامترهای اساسی در تحلیل رفتار لرزه­ای ماسه اشباع است. روان‌گرایی سبب کاهش مقاومت و سختی خاک در اثر افزایش فشار آب حفره­ای می­شود. افزایش درصد پودر لاستیک سبب کاهش چشم‌گیر اضافه فشار آب حفره­ای می­‌شود. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد پودر لاستیک، نسبت میرایی میانگین افزایش می­یابد و هم‌چنین با افزایش درصد پودر لاستیک بیشینه مدول برشی خاک افزایش می­یابد. مسلح­سازی با پودر لاستیک تغییر شکل­های ناشی از روان‌گرایی را کاهش می­دهد.

---

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. 
 

---

در بسیاری از مناطق در سراسر جهان پیدایش روش‌های جدید و سازگار با محیط‌زیست برای به‌سازی خاک‌ها در حال افزایش است. استفاده ‌از سیمانتاسیون زیستی به‌وسیلۀ رسوب میکروبی کربنات‌کلسیم (MICP) برای بهبود خصوصیات مکانیکی خاک‌های ضعیف، روشی ‌است که از طریق هیدرولیز اوره به‌وسیلۀ باکتری حاوی آنزیم اوره‌آز و در حضور یون‌های کلسیم محلول منجر به ‌ترسیب ‌کربنات‌کلسیم بین دانه‌های خاک و درنتیجه اتصال بین آن‌ها می‌شود. در این پژوهش با به‌سازی خاک ماسه انزلی (با ریزدانه بسیار اندک و کم‌تر از یک درصد) و مخلوط‌های جداگانه آن با یک نوع خاک ریزدانه چسبنده و یک نوع خاک ریزدانه غیرچسبنده در درصد وزنی 30 به‌روش MICP و با استفاده ‌از آزمایش برش مستقیم کوچک مقیاس (6×6) برای ارزیابی پارامترهای مقاومتی خاک، به بررسی تأثیر افزایش ریزدانه‌ها بر روند‌ به‌سازی خاک ماسه انزلی پرداختیم. متوسط تنش برشی حداکثر نمونه‌های به‌سازی‌شده حاصل از تنش‌های قائم 50، 100 و 150 کیلوپاسکال نشان می‌دهد که افزایش ریزدانه چسبنده سبب کاهش مقاومت برشی متوسط نمونه به‌سازی‌شده به‌میزان 9/11 درصد در مقایسه با ماسه انزلی شده ‌است، درحالی‌که با افزایش ریزدانه غیرچسبنده مقاومت برشی متوسط نمونه به‌سازی‌شده نسبت‌به ماسه انزلی 8/20 درصد افزایش یافته ‌است. در آنالیزهای SEM و EDX که از نمونه خاک ماسه انزلی در شرایط قبل و بعد از به‌سازی گرفته‌ شده است، وجود عناصر تشکیل‌دهندۀ رسوب کربنات‌کلسیم در نمونه به‌سازی‌شده تأیید شده و هم‌چنین توزیع مناسب آن در بین دانه‌های خاک مشاهده شده‌است

---

موادی مانند خرده لاستیک‌های زائد برای بهبود مقاومت خاک به‌طور گسترده استفاده می‌شود. در این تحقیق مقاومت باقی‌مانده یا رفتار حالت پایدار ماسۀ مخلوط شده با خرده لاستیک‌های زائد بررسی شده است. آزمایش‌های سه‌محوری فشاری زهکشی نشده استاتیکی روی نمونه‌های دست‌خورده ماسه و ماسۀ مخلوط با خرده لاستیک در حالت اشباع با درصدهای مختلف خرده لاستیک (صفرتا 4 تا درصد وزن خشک خاک) انجام شده است. تأثیر حضور خرده لاستیک زائد بر مقاومت باقی‌مانده در فشار تحکیمی‌های مختلف (100، 200 و 300 کیلو پاسکال) و تراکم نسبی مخلوط (40، 65 و 80 درصد) ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش درصد خرده لاستیک مقاومت باقی‌مانده افزایش یافته و خط حالت پایدار به‌سمت راست نمودارlog S_us-e  حرکت می‌کند. هم‌چنین بهبود مقاومت باقی‌مانده در اثر حضور خرده لاستیک به تراکم نسبی نمونه و فشار تحکیمی نیز بستگی دارد.
 
 

---

در شهرهای بندری، برداشت و انباشت رسوبات حاصل از عملیات لایروبی به­­عنوان چالشی جدی به‌دلیل ایجاد مشکلات زیست­محیطی و اقتصادی مطرح است. حجم زیاد این رسوبات ضرورت استفاده دوباره از این مصالح را روشن می­سازد. اغلب به‌دلیل مشخصات مکانیکی ضعیف، این مصالح به‌صورت مستقیم برای استفاده در پروژه‏های عمرانی مناسب نیستند و بهبود خواص مکانیکی آن­ها ضروری است. یکی از روش­های به‌سازی خاک، استفاده از ژئوسنتتیک­ها است. در این بین، ژئوسل به­واسطۀ ساختار سه­بعدی آن و خاصیت محصورکنندگی خاک درون سلول­ها، موجب بهبود چشم‌گیری در ویژگی­های مکانیکی خاک می‏شود. این موضوع در کنار سرعت و سهولت اجرا، ژئوسل را به گزینه­ای مطلوب برای تسلیح خاک­های دانه­ای تبدیل کرده است. به­واسطۀ عملیات لایروبی سواحل شمالی خلیج‌فارس برای ساخت فازهای دوم و سوم توسعۀ بندر شهید رجایی، حجم زیادی از ماسه­ کربناته در مجاورت حوضچه آرامش این بندر در حال انباشت است. برای ارائه راهکار برای استفاده مجدد از این مصالح، در این پژوهش تأثیر مسلح‌سازی ماسه با ژئوسل بر رفتار بار-نشست آن، از طریق آزمون بارگذاری صفحه بررسی می‌شود. برای این منظور، از یک مدل فیزیکی شامل صفحه بارگذاری دایره‏ای شکل واقع بر مدل خاکی، تحت بارگذاری تکراری استفاده شده ­است. مدل­های خاکی استفاده شده، از ماسه کربناتی مسلح با ژئوسل و غیرمسلح با دو نوع رویه­ از جنس شن خوب‏ دانه‏بندی شده و ماسه لایروبی شده، تشکیل شده‌اند. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که استفاده از ژئوسل به‌عنوان مسلح‏کننده و هم‌چنین شن خوب دانه‌بندی شده به‌عنوان رویه در لایۀ سطحی مدل خاکی، می­تواند موجب بهبود چشم‌گیر در رفتار بار- نشست ماسه لایروبی ­شود.

---

ستون سنگی یکی از روش‌های متداول بهینه‌سازی زمین است. در بارۀ رفتار ستون‌های سنگی تحت بارهای قائم تحقیقات متعددی انجام‌ شده است لیکن بررسی‌های محدودی در بارۀ مقاومت برشی خاک‌های مسلح شده با ستون سنگی انجام‌ شده است که اغلب پژوهش‌های انجام شده به‌صورت تحلیلی یا عددی است. در این مقاله به بحث و بررسی آزمایش‌های انجام‌ شده در خصوص مقاومت برشی ستون‌های سنگی در بستر ماسه‌ای سست مسلح شده با ستون سنگی ‌پرداختیم. آزمایش‌ها در دستگاه برش مستقیم با جعبهبرش به ابعاد 305×305 و عمق 4/152 میلی‌متر در سه تنش قائم شامل 55 و 75 و 100 کیلو پاسکال و چهار نسبت ناحیۀ اصلاح‌ شده برابر با 4/8 و 12 و 4/16 و 25 درصد و سه نوع آرایش قرارگیری ستون سنگی (آرایش منفرد مربعی، مثلثی) بررسی شده است. نتایج بیان‌گر بهبود رفتار و سختی ترکیب خاک-ستون سنگی و افزایش مقاومت برشی بستر ماسه‌ای در حضور ستون سنگی می‌باشد. نتایج حاصل بیان‌گر تأثیر آرایش قرارگیری ستون‌های سنگی در افزایش مقاومت برشی است. بیش‌ترین افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی مربوط به آرایش مربع و کم‌ترین آن مربوط به آرایش منفرد است. در ادامۀ مقاله به بررسی و مقایسه مقاومت برشی معادل و پارامترهای مقاومت برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی ‌پرداخته شده است. نتایج بیان‌گر آن است که مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش‌ها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. بدین‌منظور یک ضریب اصلاحی به‌منظور ارتباط بین نتایج حاصل از آزمایش‌ها و روابط تحلیلی ارائه شده است.
 

---

یکی از مهم‏ترین داده­های کاربردی در مکانیک خاک غیراشباع، منحنی مشخصه آب- خاک (SWCC) است. این منحنی به شکل تابع سیگموید است و رابطۀ بین درصد رطوبت حجمی (Ө) و یا درصد رطوبت وزنی (w) را با مکش کالبدی خاک مشخص می‏کند و در حالت کاهش درصد رطوبت با افزایش مکش، شاخه خشک‌شدگی و در حالت افزایش درصد رطوبت با کاهش مکش، شاخه ترشدگی خاک را نشان می‏دهد. در این پژوهشتأثیر دو نوع تثبیت‌کنندۀ پلیمر SBR و میکروارگانیسم باسیلوس پاسته اوری روی منحنی مشخصه آب- خاک ماسۀ بادی منطقه جبل کندی، کانون ریزگرد غرب دریاچۀ ارومیه ارزیابی شده است. درصدهای مواد تثبیت کننده 5-10 و 15 بودند. نتایج این پژوهش بیان می‏کند که با افزایش درصد مواد تثبیت کننده، شیب منحنی مشخصه از شکل تک‌مدل به‌‌صورت دو مدل تبدیل می‏شود. به‌علاوه مقدار ورود هوا و مقدار آب باقی‌مانده با افزایش درصد مواد تثبیت کننده افزایش می‏یابد و در نتیجه منجر به افزایش ظرفیت نگه‌داشت آب می‏شود. شکل دو مدل منحنی مشخصه آب- خاک، حضور دو سطح اندازۀ حفره‌ها، به‌نام ماکرو و میکرو حفره‌های را بیان می‏کند. برای 10 و 15 درصد از مواد تثبیت‏کننده، ماکرو حفره‌های گستره وسیعی از منحنی مشخصه از 5/0 تا 100 کیلوپاسکال را نشان می­دهد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که منحنی مشخصه ماسه تثبیت شده با پلیمر و میکروارگانیسم به‌شدت به بافت و توزیع اندازه حفره‌های ماسه تثبیت‌شده وابسته است و در نتیجهتأثیر مهمی روی ویژگی‏های هیدرولیکی آن دارد. هم‌چنین میزان نگه‌داشت آب در خاک و افزایش مکش در تثبیت نمونه با پلیمر چشم‌گیرتر از تثبیت با میکروارگانیسم است. 
 

---

خاک­های ماسه­ای به‌صورت تمیز و خالص نیست و اغلب مقادیر مختلفی ریزدانه از جمله سیلت و رس دارد، وجود مقادیر مختلفی از ریزدانه­ها در خاک ماسه­ای باعث ایجاد تغییراتی در پارامترهای مقاومتی و اتساع این نوع خاک­ها می‌شود. بولتون [1] آزمایش‌های مختلفی را روی خاک ماسه­ای انجام داد و بین پارامترهای مقاومتی خاک، ارتباطی ایجاد کرد. در این مقاله با استفاده از دستگاه برش مستقیم کوچک مقیاس، رفتار مقاومتی و اتساع خاک ماسه­ای دارای رس و سیلت بررسی شده است و فرم جدیدی از رابطۀ بولتون ارائه شده است. در مجموع تعداد 96 تست برش مستقیم کوچک مقیاس (30×100×100) انجام شد. ماسه بابلسر، سیلت رودخانه کرج و هم‌چنین رس کائولن در این پژوهش استفاده شد. نمونه­ها به‌صورت جداگانه با درصد رس و سیلت صفر، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد ساخته شده و در تراکم­های ۷۰، ۸۰، ۹۰ و ۱۰۰ درصد کوبیده شدند و تحت ۳ سربار 90، 120 و 150 کیلوپاسکال آزمایش شدند. (خرد شدن ذرات اتفاق نمی‌افتد). در این آزمایش‌ها تغییرات مقاومت برشی، زاویۀ اصطکاک حداکثر، زاویۀ اصطکاک حجم ثابت، چسبندگی و هم‌چنین تغییرات زاویۀ اتساع بر اثر افزایش درصد رس و سیلت در نمونه­ها بررسی شد. هم‌چنین تأثیر نوع ریزدانه سیلتی و رسی بر رفتار خاک ماسه­ای نیز بررسی شد. نتایج نشان‌دهندۀ کاهش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر و هم‌چنین افزایش چسبندگی نمونه­ها بر اثر افزایش درصد رس و افزایش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر بر اثر افزایش درصد سیلت در نمونه­ها بودند.

---

تونل­های کم‌عمق نقش حیاتی در برنامه­ریزی شهری و خطوط حمل و نقل ریلی و جاده‌ای دارند. وجود این حفرات زیرسطحی می­تواند باعث تمرکز تنش شده و ناپایداری این فضاها را در برابر بارهای استاتیکی به‌ویژه دینامیکی در پی داشته باشد. از این‌رو، هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر وجود حفره بیضوی و جهت­یابی آن بر رفتار ماسه سنگ تحت بارهای استاتیکی فشاری و دینامیکی کششی است. به‌منظور ارزیابی تأثیر حفره در برابر شرایط تنش استاتیکی دو گروه از مغزه­های ماسه سنگی بدون حفره و حفره­دار با جهت­یابی 0و 30و 60 و 90 درجه فراهم شده و تحت آزمون بارگذاری فشاری تک‌محوری قرار گرفتند. حین آزمون علاوه بر ثبت تنش، با به‌کار بردن کرنش سنج، سنسور ثبت انتشار امواج صوتی و دوربین، آسیب و تغییر شکل‌پذیری نمونه­ها ثبت شد. برای انجام آزمون بارگذاری دینامیکی از دستگاه میلۀ فشار هاپکینسون استفاده شد. به­علاوه روند گسترش آسیب با استفاده از دوربین با سرعت زیاد با نرخ یک عکس در 10 میکروثانیه، ثبت شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که وجود حفره باعث کاهش مقاومت سنگ در بیش‌ترین حالت (0=θ) تا 55 درصد و در کم‌ترین حالت (90=θ) تا 77 درصد مقاومت فشاری تک‌محوری می­شود. آزمون بارگذاری دینامیکی کششی نشان می­دهد که حفره بیضوی نزدیک­تر به مرز انعکاس موج فشاری به کششی به‌علت قرارگیری در منطقه سوپر پوزیشن سالم مانده در حالی­که حفره موجود در خارج از این منطقه با هر جهت یابی دچار گسیختگی ورقه­ای شده است. بررسی سطح شکست با استفاده از تجزیۀ میکرسکوپ الکترونی و بررسی مقطع نازک نشان داد که شکستگی غالب از نوع مرز بلوری بوده است و سیمان اکسید آهن نقش کلیدی در توسعه این نوع شکستگی دارد.
 
 

---

در 30 سال گذشته استفاده از شمع‌ها، مهارهای مارپیچ و به طور کلی پی‌های مارپیچ رو به رشد بوده است. مواردی همچون پذیرش این تکنولوژی در آیین‌نامه‌های بین‌المللی و داخلی هر کشور، تحقیق، پژوهش و در نهایت چاپ کتاب‌ها و مقالات فراوان در این حوزه و وجود شرکت‌های سازنده، کمیته‌ها و مجریان این تکنولوژی در گسترش و پیشرفت آن نقش بسیاری داشته است. با این وجود در بسیاری از کشورها، مخصوصا کشورهای در حال توسعه، چنین روش‌هایی با سرعت بسیار آهسته‌ای پیشرفت کرده‌اند. در این مقاله تلاش شده است مسیر پیشرفت جهانی ‌پی‌های مارپیچ با بررسی 292 مقاله از سال 1990 تا 2020 مورد ارزیابی قرارگیرد و مقایسه‌ای بین تحقیقات انجام شده انجام شود. این کار به روشن شدن موضوع کمک کرده و دامنه‌ پیشرفت تکنولوژی را مشخص می‌کند؛ از طرف دیگر جمع‌‌آوری مقالات ارزشمند در این حوزه کار را برای تحقیقات بیشتر برای سایر محققان ساده‌تر خواهد کرد. در ادامه با مشخص شدن ویژگی‌های این تکنولوژی به دلایل عدم پیشرفت این روش در کشورهای در حال توسعه پرداخته شده است. برای این منظور پرسشنامه‌ای تهیه و برای محققان، سازندگان، طراحان و مجریان پروژه‌های ژئوتکنیکی ارسال شده است. هدف از تهیه این پرسشنامه مشخص کردن مواردی همچون، نوع پروژه‌های موجود، نوع خاک محل پروژه، میزان آشنایی با تکنولوژی پی‌های مارپیچ، دلایل عدم استفاده از این روش و راه حل‌های موجود برای گسترش این روش بوده است. در نهایت پیشنهادهایی برای گسترش این روش و موضوعات نیازمند به تحقیق بیشتر ارائه شده است.
 

---

به‌تازگی به نوع خاصی از رس کائولینیت بنام متاکائولین در بتن توجه شده که نتایج جالب توجهی به دنبال داشته است. هر چندکه، در بارۀ کاربرد این مصالح در شاخه تزریق و بهسازی زمین پژوهش چندانی انجام نشده است و اثرات این ماده بر رفتار مکانیکی خاک بستر به‌خوبی مشخص نیست. هدف اصلی این تحقیق بررسی پارامتر­های مکانیکی ماسه تزریق‌شده با دوغاب حاصل از ترکیب سیمان و متاکائولین، در درصد­های مختلف با رویکرد بهبود در عملکرد آن و به‌دست آوردن نسبت بهینه استفاده از متاکائولین است. برای بررسی رفتار خاک تزریق شده با دوغاب­های سیمان-متاکائولین یک مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. نمونه­ها بعد از عمل­آوری به‌مدت 14 و 28 روز تحت آزمایش­های سه­محوری با شرایط مختلف قرار گرفتند. به‌طورکلی نتایج نشان داد که متاکائولین می­تواند در پایدارسازی هر چه بیش‌تر دوغاب سیمان تزریقی در مقابل پدیده آب اندازی نقش مثبت ایفا کند. هم‌چنین با توجه به نتایج حاصل از آزمایش­ سه­محوری روی خاک ماسه­ای تزریق شده با دوغاب­های سیمان-متاکائولین مشاهده شد، جای‌گزینی درصدی از سیمان مصرفی با متاکائولین سبب همگن­تر شدن، بهبود در شکل­پذیری و نرم تر شدن رفتار پس از گسیختگی می­شود اما پارامتر چسبندگی ناحیۀ تزریق شده را در مقایسه با استفاده از سیمان خالص در دوغاب مقداری کاهش می­دهد. هم‌چنین با توجه به نتایج تحقیق حاضر و نتایج حاصل از تحقیق­های محققان پیشین مشاهده می­شود مقدار استفاده بهینه از متاکائولین در دوغاب با توجه غلظت دوغاب و شرایط محیط از قبیل تنش ­همه­جانبه تعیین می­شود و در حالت­های مختلف باید این مقدار را با روش سعی و خطا به‌دست آورد. به‌طورکلی می­توان گفت با جای‌گزین کردن درصدی از سیمان دوغاب با متاکائولین می­توان با حفظ تقریبی مقاومت فشاریِ خاک تزریق شده، شکل­پذیری (افزایش کرنش نظیر مقاومت حداکثر) را افزایش و مدول نرم‌شوندگی را کاهش می‌دهد.
 
 

---

پی‌های رینگی به‌دلیل کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، اهمیت و حساسیت زیادی دارند، بنابراین یافتن راه‌هایی برای بهبود رفتار این‌گونه از پی‌ها می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. یکی از این راه‌ها که بسیار ارزان قیمت است و هم‌چنین کمک شایانی به حفظ محیط‌زیست می‌کند، استفاده از خرده لاستیک حاصل از مواد دورریزی مانند لاستیک‌های مستعمل در امر تسلیح خاک است. در پژوهش حاضر به بررسی رفتار پی‌های رینگی با قطر خارجی ثابت 300 میلی‌متر و قطر داخلی متغییر (90، 120 و 150 میلی‌متر با نسبت قطر داخلی به خارجی 3/0، 4/0 و 5/0) که مستقر بر بسترهای ماسه‌ای غیرمسلح و هم‌چنین مسلح شده با خرده لاستیک دانه‌ای است، می‌پردازیم. نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی نشان می­دهد در هر دو بستر غیرمسلح و هم‌چنین مسلح شده با خرده لاستیک دانه‌ای، پی رینگی با نسبت قطر داخلی به خارجی 4/0 بیش‌ترین ظرفیت باربری و کم‌ترین نشست را دارد. هم‌چنین افزودن ضخامت لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک تا ضخامتی بهینه که برابر با نصف قطر خارجی پی رینگی است، می‌تواند ظرفیت باربری را تا 5/41% نسبت به حالت غیرمسلح افزایش دهد و افزایش بیش‌تر این ضخامت باعث کاهش مجدد ظرفیت باربری پی رینگی می‌شود. در ضمن افزودن یک لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک می‌تواند تنش­های قائم انتشار یافته در بستر زیرین پی را تا 6/24% نسبت به حالت غیرمسلح کاهش دهد.
 

---

ستون‌های ماسه‌ای/سنگی به دلیل اجرای ساده و کم هزینه بودن دارای کاربردهای متنوع در مهندس ژئوتکنیک می‌باشند. این روش باعث مسلح نمودن خاک به منظور افزایش ظرفیت باربری، کنترل نرخ نشست، کاهش نشست‌های نامتقارن و کل، پایداری سطوح شیبدار و مقاومت در برابر روانگرایی می‌شود. خاک‌های رسی نرم که در زمره خاک‌های مشکل‌ساز قرار می‌گیرند از ظرفیت باربری کم و پتانسل نشست بالایی برخوردار بوده و از این رو نیاز به بهسازی دارند. در مقاله حاضر تاثیر لایه‌ی سطحی ماسه‌ای به صورت مسلح و غیرمسلح همراه با و بدون تک و گروه ستون‌های ماسه‌ای بر رفتار ظرفیت باربری-نشست رس نرم بررسی شده است. بدین منظور رفتار نمونه‌های رس نرم، رس + لایه‌ی سطحی ماسه‌ای مسلح و غیرمسلح، رس + تک/گروه ستون‌های ماسه‌ای و رس + لایه‌ی سطحی ماسه‌ی مسلح/غیرمسلح + تک / گروه ستون‌های ماسه‌ای بررسی و نتایج در مقاله حاضر ارائه گردیده است. از ژئوگرید به عنوان عامل تسلیح لایه‌ی ماسه‌ای، از دستگاه سی. بی. آر. به منظور سیستم بارگذاری و از صفحه فلزی به قطر 5 سانتیمتر به عنوان سطح بارگذاری در آزمایش‌ها استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که بکارگیری لایه‌ی سطحی ماسه‌ی غیرمسلح و مسلح شده با یک لایه‌ی ژئوگرید در نسبت نشست 5% باعث افزایش ظرفیت باربری بین 4 تا 7 برابر نسبت به رس نرم به تنهایی گردیده و استفاده از تک یا گروه ستون‌های ماسه‌ای نیز بهبود ظرفیت باربری رس نرم را باعث گردیده است. بکارگیری لایه‌ی سطحی ماسه‌‌ی مسلح و غیرمسلح توام با تک یا گروه ستون‌های ماسه‌ای نیز ظرفیت‌های باربری را 7 تا 9 برابر نسبت به رس نرم افزایش داده که بهبود 700 تا 900 درصدی می باشد. با افزایش قطر ستون‌های ماسه‌ای ظرفیت باربری نهایی افزایش یافته به گونه‌ای که بکارگیری گروه ستون ماسه‌ای به قطر 8 سانتیمتر بیشترین تأثیر را بر رفتار ظرفیت باربری-نشست نمونه‌های رس + ستون‌های ماسه‌ای داشته است. همچنین نتایج گواه آن است که به کارگیری لایه‌ی ماسه‌ی سطحی به صورت مسلح یا غیرمسلح همراه با گروه ستون ماسه‌ای موثرتر از تک ستون ماسه‌ای هم حجم می‌باشد.

---

علت بسیاری از خرابی‌های ناشی از زلزله در نهشته‌های سست تا نیم متراکم اشباع روانگرایی است. بهسازی غیرفعال سایت یک مفهوم جدید است که بیانگر کاهش خطر روانگرایی، بدون اختلال، در سایت‌های توسعه‌یافته با سازه‌های بلند و حساس که در معرض خطر روانگرایی در طول زلزله هستند می‌باشد. مؤثر بودن روش بهسازی غیرفعال سایت به افزودنی مورد استفاده در این روش بستگی دارد. نانو سیلیکا کلوئیدی با ویسکوزیته نزدیک به آب، قابلیت نفوذ در محدوده گسترده‌ای از خاک‌ها، سازگاری بسیار خوب با محیط‌زیست و نسبت هزینه به عملکرد پایین در این پژوهش به‌منظور استفاده در بهسازی غیرفعال سایت مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش‌های پیشین در زمینه بهسازی خاک با استفاده از نانو سیلیکای کلوئیدی بیشتر بر روی ماسه متمرکز بوده و پژوهش‌های محدودی بر روی ماسه سیلتی انجام شده است. بنابراین در این پژوهش تصمیم بر بررسی پتانسیل روانگرایی خاک ماسه سیلتی (40 درصد ماسه با 60 درصد لای) بهسازی شده با درصدهای مختلف نانو سیلیکای کلوئیدی (5wt%، 10wt% و 15wt%) تحت CSR های مختلف با استفاده از آزمایش سه محوری سیکلی به منظور بهسازی غیرفعال سایت می باشد. نتایج بیانگر آن است که به‌طور کلی بهسازی با گروت نانو سیلیکای کلوئیدی مقاومت روانگرایی ماسه سیلتی را در برابر بار سیکلی به میزان قابل توجهی افزایش و تغییر شکل‌ها را کاهش داده است و همچنین بهسازی با 5 درصد وزنی سیلیکای کلوئیدی پتانسیل و خطر روانگرایی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و راندمان بهسازی آن، بیشتر از 10 و 15 درصد وزنی سیلیکای کلوئیدی می‌باشد.

---

آب­های جاری شور ناشی از سنگ گچ سازند گچساران در منطقه رباط نمکی، شمال شهرستان خرم آباد، باعث هوازدگی نمک در برخی از سنگ­های منطقه شده است. هوازدگی نمک به دلیل آب­های جاری شور منطقه، یکی از دلایل تغییر خصوصیات ژئومکانیکی سنگ­ها و در نتیجه کاهش دوام آنها است. در این تحقیق به تأثیر آب­های جاری شور بر خصوصیات ژئومکانیکی برخی از سنگ­های رخنمون یافته منطقه رباط نمکی، با انجام آزمایش هوازدگی نمک پرداخته شده است. برای این منظور، دو نمونه سنگ آهک و ماسه سنگ تهیه و آزمایش هوازدگی نمک در آب جاری شور، آب چشمه و محلول اشباع نمک تا 30 چرخه روی آن­ها انجام شد. بعد از هر 5 چرخه، شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها به عنوان آزمایش­های سریع و کم هزینه تعیین شدند. منحنی­های برازش بین چرخه­های آزمایش هوازدگی نمک با شاخص بار نقطه­ای و تخلخل برای هر سه محلول آزمایش تعیین و از آنها دو پارامتر ثابت زوال پذیری و نیمه عمر استخراج شد. تأثیر سه محلول آزمایش روی نمونه­ها با استفاده از این دو پارامتر و همچنین درصد تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل، ارزیابی شد. نتایج نشان داد محلول اشباع نمک، آب چشمه و آب جاری شور به ترتیب بیشترین تا کمترین تأثیر را در تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها داشته­اند. همچنین تجزیه و تحلیل داده­ها نشان می­دهد که ماسه سنگ به دلیل تخلخل بیشتر و لایه­ای بودن نسبت به سنگ آهک، از هوازدگی نمک بیشتر متأثر شده است.
 

---

---

---