نشریه زمین شناسی مهندسی

اثر پارامترهای چاه و آبخوان بر حریم آبگیر و حریم تخلیه در آبخوان‌های آزاد آبرفتی

امین احمدی

تحلیل حریم های تاثیر، آبگیر، تخلیه و تغذیه به منظور حفاظت از چاه های آب امری ضروری است. این موضوع علی رغم پژوهشهای متعدد هنوز جای بحث و بررسی بیشتر دارد. هدف از این پژوهش تحلیل حریمهای آبگیر و تخلیه در چاه های آب در آبخوان های آزاد آبرفتی است. در این راستا یک آبخوان فرضی با استفاده از مدلهای مادفلو و مادپس شبیه سازی شد. صحت خروجی های مدل عددی در مقایسه با محاسبات تحلیلی تایید و سپس اثر پارامترهای مستقل چاه و آبخوان مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق نشان داد که برخلاف تصور رایج، تغییر در هدایت هیدرولیکی، آبدهی ویژه، شیب سنگ بستر، ضخامت اولیه، تخلخل و ناهمگنی هیچگونه تغییری در گسترشِ سطحیِ حریم آبگیر چاه در آبخوان آزاد ایجاد نمی کند. این پژوهش نشان داد که تغییر در تغذیهی سطحی، دبی چاه و موقعیت چاه باعث ایجاد تغییرات زیاد در گسترشِ سطحیِ حریم آبگیر چاه در آبخوان های آزاد آبرفتی می شود. بررسی اثر زمان پمپاژ نشان داد که در یک سیستم تک چاهی ابتدا وسعت حریم آبگیر افزایش می یابد اما پس از مدت کوتاهی و علی رغم تداوم گسترش مخروط افت، موقعیت آن ثابت می ماند. مشخص شد که تغییر همه ی پارامترهای مذکور باعث تغییر در وسعت حریم تخلیهی چاه می گردد. از آنجایی که پایداری وسعت مناطق مذکور در تعیین حریم های حفاظت از کمیت و کیفیت چاه های آب اهمیت زیادی دارد! مشخص شد که پایداری نسبی سطح آب در آبخوان در یک تراز مناسب لازم و ضروی است و این امر نیازمند مدیریت آبخوان و اختصاص درصد محدودی از تغذیه ی آبخوان به تخلیه از طریق چاه ها است.

بررسی ویژگی‌های ژئومکانیکی واحدهای سنگی تونل شرقی معدن زغال‌سنگ پروده طبس و ارائه روابط تجربی

دکتر ناصر حافظی مقدس

طراحی سازه های زیرزمینی یا سطح الارضی بر روی بستر سنگی وابسته به خواص فیزیکی و مکانیکی می باشد. با توجه به این که در معدن زغال سنگ طبس روش استخراج جبهه کار طولانی و از نوع تخریبی است لذا ارزیابی خصوصیات ژئومکانیکی سنگ های در برگیرنده ضرورت بیشتری دارد. در این پژوهش به بررسی خصوصیات واحدهای سنگی تونل شرقی شماره 3 معدن پروده زغال سنگ طبس پرداخته شده است. مطالعه بر روی 3 نمونه سنگ شامل شیل، ماسه سنگ و گل سنگ مطالعه انجام شده است. با توجه به اهمیت موضوع در این پژوهش روابط تجربی جدید ارائه شده است. برای رسیدن به خصوصیات ژئومکانیکی و روابط تجربی آزمون های فیزیکی شامل تخلخل، درصد جذب آب و وزن واحد حجم و خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری تک محوری، شاخص بار نقطه ای، مقاومت کششی برزیلی، آزمایش برش مستقیم، دوام داری، شاخص شکنندگی انجام شده است. برای رسیدن به هدف مورد نظر مناسب ترین روابط با استفاده از روش رگرسیون ارائه گردیده است. تحلیل های آماری وجود همبستگی خوب پارامترهای مختلف را در نمونه های شیل، ماسه سنگ و گل سنگ نشان می دهند.

بررسی پارامترهای مؤثر بر سیستم پایداری تونل‌ها با بهره‌گیری از روش سیستم مهندسی سنگ RES

مهدی تلخابلو

پایدارسازی فضاهای زیرزمینی از چالش برانگیزترین مباحث در زمین شناسی مهندسی هستند. روش های مختلفی برای تعیین نوع سیستم پایدارسازی تونل وجود دارد، اما اغلب این روش ها دارای نقاط ضعف متعددی هستند. بنابراین ارائه یک روش که تقریباً تمامی پارامترهای مؤثر بر پایداری تونل را لحاظ نموده و اثر متقابل آن ها را بر یکدیگر در نظر بگیرد، کمتر موردتوجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق مطالعه پارامترهای مؤثر بر پایداری تونل ها با استفاده از روش سیستم مهندسی سنگ است. در این تحقیق 6 تونل با ویژگی های زمین شناسی متفاوت انتخاب شد. پارامترهای مؤثر بر سیستم پایداری این تونل ها با استفاده از روش ESQ کدگذاری گردید. سپس تحلیل ها با استفاده از روش سیستم مهندسی سنگ RESبه منظور برآورد و ارزیابی سیستم پایدار سازی تونل انجام گردید. نتایج نشان داد پارامتر هایی همچون هوازدگی سطح درزه، پرشدگی و فاصله داری درزه ها نقش مؤثر بیشتری نسبت به جهت گیری درزه ها و مقاومت فشاری تک محوری دارند. به منظور مقایسه، تحلیل ها با روش رتبه بندی توده سنگRMR نیز انجام شد. مقایسه میان نتایج دو روشRES و RMRنشان داد که نتایج روش RES همخوانی بهتری با شرایط واقعی تونل و مقادیر ضخامت شاتکریت پیشنهادی به عنوان سیستم پایدارسازی تونل های مورد مطالعه دارد. ازآنجا که هیچ محدودیتی در تعداد پارامترهای ورودی در این روش وجود ندارد و از طرفی تأثیر متقابل پارامتر ها بر یکدیگر در نظر گرفته می شود، می توان روابط حاصل از روش RES در این تحقیق را در کنار سایر روش ها، در پروژه های مهندسی به کار برد.

بررسی ویژگی‌های مکانیکی و رفتار دینامیکی مارن‌های شمال غرب شیراز

مهدی مخبری

مارن ها از جمله خاک های مسئله داری هستند که به دلیل ماهیت تغییرشکل پذیری و حساسیت به رطوبت و شرایط آب و هوائی به شدت دچار فرسایش می شوند. عوارض این خاک ها در بستر راه ها، تکیه گاه سدها، ساختگاه سازه های بلند مرتبه و اندرکنش خاک-سازه و مانند آن مشاهده می شود. هنگامی که خاک در اثر زلزله تحت ارتعاش قرار می گیرد ویژگی ها و پارامترهای ژئوتکنیکی آن تغییر می کند. رفتار مارن در برابر زلزله علاوه بر ویژگی های ژئوتکنیکی از مشخصات دینامیکی که شامل سرعت موج برشی، سرعت موج فشاری، فرکانس طبیعی، مدول برشی و نسبت میرایی است نیز تأثیر می پذیرد. این ویژگی ها را می توان از آزمایش های آزمایشگاهی و درجا به دست آورد. این تحقیق با هدف شناخت رفتار دینامیکی مارن های شمال شیراز که ترکیبی از مارن حاوی سنگ گچ انیدریدی متورم شونده است انجام شده است. بدین منظور علاوه بر آزمایش های استاتیکی آزمایشگاهی و برجا، آزمایش سه محوری تناوبی نیز بر روی نمونه ها انجام شده است. نتایج تحقیق نشان داد که در مارن های عادی تحکیم یافته با افزایش فشار همه جانبه از 400 به 600 کیلو پاسکال (افزایش عمق خاک)، مدول برشی 50 از به 200 کیلوپاسکال افزایش می یابد. بعلاوه رفتار نسبت میرایی برای کرنش های کمتر و بیشتر از یک درصد نسبتاً متفاوت است، اما در حالت کلی برای کرنش های بالاتر از یک درصد، با افزایش فشار همه جانبه از 100 تا 600 کیلوپاسکال نسبت میرایی از 21/ به 18/ کاهش می یابد.

رتبه‌بندی روابط پیش‌بینی حرکت زمین برای استفاده در تحلیل خطر لرزه‌ای شهر اهواز به روش تحلیل پوششی داده‌ها

سید نصراله افتخاری

روابط پیش بینی حرکت زمین سهم مهمی در تغییر پذیری نتایج تحلیل خطر دارند. انتخاب روابط پیش بینی مناسب برای منطقه می تواند به پایداری و دقت نتایج تحلیل خطر زلزله منجر شود. دراین مطالعه، روابط پیش بینی مختلف با امکان استفاده برای تحلیل خطر لرزه ای شهر اهواز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند. این روابط بر اساس معیارهای لگاریتم درست نمایی، فاصله اقلیدسی و معیار اطلاع انحراف در دوره تناوب های مختلف رتبه بندی شدند. سپس با توجه به اختلاف نتایج حاصله، از روش تحلیل پوششی داده ها برای تصمیم گیری نهایی در مورد کارآمدترین روابط استفاده شده است. نتایج حاصله از میان 67 رابطه ممکن، 5 رابطه را به عنوان روابط مناسب جهت انجام تحلیل خطر لرزه ای در محدوده شهر اهواز شناسایی نمود. سپس از معیار ویژه کارآیی برای تعیین وزن این روابط استفاده گردید. نتایج این مطالعه می تواند تا حدود زیادی به کاهش عدم قطعیت در فرآیند تحلیل خطر لرزه ای منطقه مورد مطالعه کمک کند.