نشریه زمین شناسی مهندسی

---

رشد و توسعه شهرهای بزرگ نیازمند استفاده از شبکه‌های زیرزمینی در ایجاد زیرساخت‌ها و تسهیلات حمل و نقل شهری است. ساخت تونل در زمین‌های نرم معمولاً جابجایی خاک را به دنبال دارد که می‌تواند تاثیر جدی در پایداری و سلامت سازه‌های موجود داشته باشد. به منظور کاهش این جابجایی‌ها به ویژه در نواحی شهری، مجریان در ساخت تونل‌ها بیش از پیش از ماشین‌های حفر تونل (TBM) استفاده می‌کنند. از اینرو در نواحی شهری، پیش‌بینی جابجایی‌های زمین ناشی از حفر تونل چالش بزرگ مهندسی به شمار می‌رود. در این مقاله به منظور پیش‌بینی جابجایی‌های خاک که در حین ساخت بخشی از تونل خط 3 متروی تهران با استفاده از ماشین حفاری EPB (فشار تعادلی زمین) ایجاد می‌شوند، از یک مدل عددی سه بعدی و نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. این بررسی شامل اکثر مؤلفه‌های تونل‌سازی سپری مانند فشار سینه کار، فشار تزریق، ماشین حفاری و تماس اصطکاکی سپر و خاک است. نتایج نشان می دهد که نشست سطحی ماکزیمم در این قسمت 5/2 سانتیمتر است که 5/0 سانتیمتر از حد مجاز آن بیشتر می‌باشد. همزمان با نشست‌های سطحی جابجایی‌های افقی در داخل توده خاک به وجود می‌آیند، که در دو جهت افقی شکل متفاوتی داشته و با افزایش عمق افزایش پیدا می‌کنند.

---

امروزه حفاری و ساخت تونل‌ها کاربردهای زیادی در حمل و نقل، انتقال آب، انتقال تأسیسات و ... دارد. با این‌همه، تونل‌ها، علاوه بر مزایایی که دارند در ردۀ پروژه‌های هزینه بر مطرح هستند و به‌همین دلیل طراحی بهینۀ اقتصادی و در عین حال ایمن آن‌ها نقش مهمی در نسبت منافع به هزینه‌های طرح دارند. روند طراحی سیستم پایدارکننده تونل‌ها معمولاٌ به دو مرحلۀ طراحی پایداری حین اجرا و پایداری بلندمدت (حین بهره‌برداری) تقسیم می‌شود که برای هر یک از مراحل مذکور روش‌های مختلفی ارائه شده‌اند. با توجه به ناشناخته و غیرخطی بودن رفتار زمین و تأثیر آن بر سازۀ نگه‌داری تونل، هر یک از روش‌های استفاده شده در طراحی تونل‌ها نقاط قوت و ضعف مختلفی دارند. عمده روش‌های طراحی سازه نهایی تونل (که با عنوان لاینینگ نامیده می‌شود) با ساده‌سازی رفتار خاک و سازه به‌صورت خطی، با استفاده از روش‌های تحلیلی یا ترکیب روش‌های تحلیلی- ترکیبی به‌طراحی نوع سازه می‌پردازند. در این پژوهش، با مرور روش‌های مختلف طراحی سعی شده است طراحی سیستم نگه‌داری بلندمدت گزینه‌ای موردی (تونل مسیر کنارگذر گیلاوند) با لحاظ کردن رفتار غیرخطی زمین انجام شود. مدل‌سازی توأم سازه و خاک در نرم-افزار عددیFlac  به‌صورت دوبعدی انجام شده و نتایج نیرو و ممان محوری ایجاد شده با مقادیر مجاز تحکل سازه مقایسه شده است. مقایسه نتایج این روش با نتایج به‌دست‌آمده از روش خطی (انجام شده در شرکت مشاور طراح) نشان‌دهندۀ امکان به‌کارگیری لاینینگ با ضخامت کم‌تر و در نتیجه ارائه طرح اقتصادی بهینه‌تری برای تونل است.

---

رخداد زلزله در مناطق زلزله‌خیز به‌صورت اتفاق تنها نیست، بلکه در اغلب موارد زلزله به‌صورت زنجیره‌ای از حرکات زمین با شدت‌های متفاوت و به‌صورت پی‌در‌پی در منطقه رخ می‌دهد. این سلسله زلزله‌ها اغلب به زلزله‌های پی‌در‌پی اصلی و پس‌لرزه‌ها یا زلزله‌های تکراری تعبیر می‌شود. در این پژوهش رفتار لرزه‌ای قاب بتن مسلح تحت اثر زلزله‌های متوالی با شدت‌های مختلف حداکثر شتاب پس‌لرزه به زلزله اصلی ارزیابی می‌شود. در پژوهش حاضر تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی روی قاب بتن مسلح تحت اثر زلزله‌ اصلی و زلزله‌ها متوالی اجرا شده است. به‌منظور بررسی پاسخ لرزه‌ای قاب تحت اثر زلزله‌های متوالی از پارامتر جابه‌جایی نسبی ماندگار طبقات استفاده شده است. نتایج این تحقیق برای قاب بررسی شده نشان می‌دهد که، جابه‌جایی نسبی ماندگار طبقات به‌شدت حداکثر شتاب پس‌لرزه به زلزله اصلی وابسته است و با افزایش شدت پس‌لرزه این پارامتر افزایش می‌یابد. از طرفی رشد پاسخ ماندگار طبقات تحت اثر پس‌لرزه نسبت به زلزله اصلی در طبقات بالا محسوس‌تر بوده است.

---

سازه‌های فولادی باید از طریق اتصالات کارآمد با ظرفیت‌های (اتلاف) انرژی مشخص به‌منظور مقاومت در برابر زلزله القاء شده به‌وسیلۀ حرکت‌های زمین متصل شوند. قبل از زلزله‌های نورتریج (1994) و کوبه (1995) طراحان و هم‌چنین آئین‌نامه‌ها در آن زمان، تمایل به استفاده از اتصالات جوشی داشتند که برای نیروهای ناشی از (حالت‌های) مختلف زلزله طراحی می‌شدند. مدل‌‌های اتصالات نیم صلب اساساً، نشان‌دهنده روابط، نوع پیچشی- خمشی هستند. آن‌ها منحنی‌های ساده‌ای هستند که شامل داده‌های آزمایشگاهی قابل‌دسترس است و برای نشان دادن اثر اتصالات در قاب‌های فولادی استفاده می‌شوند. با این ‌وجود، کمبود دانش در داده‌های تجربی با پارامترهای مختلف، اجازه نمی‌دهد که محققان توابع پیچشی- خمشی را برای هر مجموعه و نوع اتصالات مختلف توصیف کنند. به‌منظور افزایش قدرت محاسباتی در دهۀ گذشته، برنامه‌های (روش‌های) المان محدود برای به‌دست آوردن نمودارهای (منحنی‌های) خمش- پیچش که اثر غیرخطی در پاسخ اتصالات را بازتاب می‌دهند، استفاده شده است. با کمک روش‌های اجزا محدود، اثر پارامترهای مختلف روی رفتار اتصالات می‌تواند بررسی شود. در این پژوهش چندین اتصال نیمه صلب رایج مدل شده، خواص رفتاری آن­ها به‌صورت اجمالی بررسی‌شده و سپس با ارائه جزئیات مربوط به یک اتصال نیمه گیردار جدید، خواص رفتاری آن مانند سختی، ظرفیت نهایی و شکل­پذیری آن بررسی شده و با سایر اتصالات مدل شده مقایسه خواهد شد.

---

ارائه یک مدل زمین‌شناسی، تخمین پارامترهای طراحی و انتخاب کلاس حفاری و نگهداری با حداقل کردن ریسک، تامین ایمنی و کاهش هزینه، چالش اصلی فرآیند ساخت تونل در زمین‌های نرم است. بنابراین انجام مطالعات کافی‌، تفسیر، تحلیل و پردازش این داده‌ها در یک مدل واحد با قابلیت به‌روز رسانی برای برنامه‌ریزی فرآیند ساخت یک تونل‌، از اهمیت به سزایی در موفقیت یک پروژه تونلزنی برخوردار است. بزرگراه حکیم یکی از بزرگراه‌های اصلی کلان شهر تهران به 9 طول کیلومتر‌ است که از محل اتصال بزرگراه رسالت و بزرگراه کردستان بعد از تونل رسالت آغاز می‌شود و در بزرگراه لشگری به پایان می‌رسد. غرب این بزرگراه از منطقه پارک جنگلی چیتگر عبور می‌کند. با توجه به محدودیت‌ها و الزامات زیست محیطی طرح، تونل دوقلو حکیم با سطح مقطع حفاری 186 مترمربع و طول کلی 3256 متر به روش تونلزنی جدید اتریشی در امتداد مسیر این بزرگراه در محدوده عبوری از پارک چیتگر در حال ساخت است. در فاز اولیه طراحی یک کلاس حفاری و نگهداری پیشنهاد شد. طی مراحل حفاری با استفاده از مشاهدات میدانی، نتایج رفتارنگاری و ابزاربندی و بررسی مدل‌های زمین‌شناسی، رفتار و طبقه‌بندی زمین مورد بررسی و بازبینی مجدد قرار گرفت و کلاس حفاری و نگهداری بهینه‌سازی شد. بهینه‌سازی طرح باعث شد که در هزینه‌های ساخت حدود 10 درصد صرفه‌جویی شود.

---

تاکنون شاخص‌ها و روش‌های مختلفی برای ارزیابی قابلیت سایندگی سنگ‌ها ارائه شده است. به طور کلی این شاخص‌ها را می‌توان به دو دسته روش‌های مبتنی بر ذات سنگ و روش‌های مبتنی بر ابزار‌های ابتکاری تقسیم‌بندی نمود. روش شاخص شیمازک یکی از قوی‌ترین و پرکاربردترین روش‌های ارزیابی سایندگی سنگ است. این شاخص بر مبنای اندازه‌ دانه‌ها، مقاومت کششی برزیلی و میزان کوارتز محتوی معادل ارائه شده است. با توجه به اینکه ارزش هر سه پارامتر فوق در شاخص شیمازک یکسان در نظر گرفته شده است، لذا در بعضی مواقع این شاخص قدرت تشخیص مناسبی را ندارد. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی دلفی (FDAHP) وزن هر یک از سه معیار فوق در سایندگی سنگ اعمال شده و بر طبق این وزن‌ها شاخص شیمازک اصلاح شود. در مرحله بعد برای اعتبارسنجی شاخص جدید 10 نمونه سنگ ساختمانی مورد مطالعه قرار گرفته و شاخص سایندگی قدیمی و اصلاح شده آن‌ها محاسبه شده است. سپس سرعت برش هر سنگ تبت شده و رابطه ریاضی بین سرعت برش و شاخص قدیمی و شاخص جدید به دست آمده است. نتایج نشان می‌دهد که شاخص سایندگی شیمازک جدید توانایی به مراتب بالاتری نسبت به شاخص قدیمی دارد.

---

در سنگ‌ها ترک‌های ریزی وجود دارد، هنگامی که سنگ تحت تأثیر تنش قرار می‌گیرد تنش در نوک این ترک‌ها متمرکز شده و باعث می‌شود که سنگ قبل از رسیدن به مقاومت نهایی خود بشکند. پارامتری که میزان بحرانی ضریب شدت تنش بر نوک ترک سنگ را نشان می‌دهد چقرمگی شکست است.
از آن‌جا که تعیین چقرمگی شکست مودI  به‌وسیلۀ انجام آزمایش، وقت‌گیر و پرهزینه است بنابراین، روشی ساده برای تعیین چقرمگی شکست سنگ  مفید است. در این پژوهش آزمون برزیلی و آزمون خمش سه  نقطه روی  نمونه‌های نیم دایره‌ای سنگ انجام شده است. پژوهش حاضر با هدف ارائۀ یک رابطۀ تجربی برای تخمین چقرمگی شکست مود I سنگ است .نتایج نشان می‌دهد که چقرمگی  شکست مود  Iسنگ‌ها را می‌توان با سطح بالایی از دقت و با استفاده از رابطۀ ارائه شده که دارای ضریب تعیین ۷۹۷۷/۰ است  برآورد کرد.
 

---

در بسیاری از پروژه‌های مهندسی، تعیین دقیق ویژگی‌های مقاومتی و رفتاری سنگ‌ها اهمیت زیادی دارد. مقاومت فشاری تک‌محوری از جمله ویژگی‌های مهم در توصیف رفتار مقاومتی سنگ‌ها است که به‌عنوان یک پارامتر مهم در طراحی سازه‌ها به‌ویژه سازه‌های زیرزمینی استفاده می‌شود. تعیین این پارامتر با استفاده از روش‌های مستقیم از جمله آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری پرهزینه و وقت‌گیر است و در برخی از موارد تهیه و آماده‌سازی نمونه استاندارد به‌دلیل وجود سطوح ضعیف در بسیاری از سنگ‌ها مشکل است. در چنین مواردی انجام برخی آزمون‌های ساده و غیرمخرب و استفاده از روابط تجربی می‌تواند منجر به افزایش سرعت ارزیابی و کاهش هزینه‌ها شود. وجود این روابط حتی به‌صورت منطقه‌ای و یا محلی (مثلاً در محدوده‌ یک سازند زمین‌شناسی و یا یک لیتولوژی واحد) می‌تواند کمک مؤثری در تخمین این پارامتر به‌منظور استفاده در پروژه‌های ژئوتکنیکی باشد. در این تحقیق از سنگ‌های آهک موجود در محدودۀ شمال ساوه نمونه‌هایی تهیه شده و آزمایش‌های مقاومت تراکم تک‌محوری، بارنقطه‌ای، چکش اشمیت و سرعت موج برشی روی آن‌ها انجام شده است. سپس با ارزیابی‌های آماری انجام شده روی نتایج به‌دست آمده، روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک‌محوری و نتایج سه آزمایش دیگر به‌دست آمده است. مقایسه بین مقادیر مقاومت فشاری تک‌محوری پیش‌بینی شده و مقادیر مشاهده شده نشان‌دهندۀ اعتبار روابط تجربی به‌دست آمده است. این روابط برای تخمین مقاومت فشاری سنگ‌های آهک در محدودۀ بررسی شده و سنگ‌های با شرایط مشابه زمین‌شناسی نتایج قابل قبولی را به‌دست دهد.

---

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. 
 

---

عوامل مؤثر در نشست سطح زمین در روش حفاری مکانیزه را می‌توان عمدتاً به چهار دسته عوامل هندسی، عوامل ژئومکانیکی، پارامترهای کاری  ماشین حفاری و پارامترهای مدیریتی و اجرایی تقسیم‌بندی کرد. عوامل هندسی شامل عمق و قطر تونل هستند پارامترهای کاری ماشین شامل فشار وارد بر جبهه حفاری، فشار تزریق در پشت سگمنت‌ها و نیز میزان تغییر قطر (کاهش قطر دستگاه در طول) دستگاه است و پارامترهای ژئومکانیکی شامل مشخصات مکانیکی لایه‌های خاک بین تونل تا سطح زمین است. در تونل‌های مناطق شهری که بیش‌تر در عمق کم و در بستر خاکی حفر می‌شوند، فشار جبهه کار می‌تواند یکی از عوامل پیش‌گیری کنندۀ نشست سطح زمین باشد. در پروژۀ خطA  مترو قم، تونل با ماشین حفاری مکانیزه از نوع متعادل کنندۀ فشار زمین (EPB) حفر می‌شود. در این تحقیق با تمرکز روی پنج مقطع از این تونل، تأثیر فشار جبهه کار بر نشست سطح زمین تحلیل شده است. این پنج مقطع در کیلومترهای مختلف تونل در مکان‌هایی انتخاب شدند که در سطح  زمین پین‌های نشست  سنجی نصب شده‌اند و نتایج مدل‌سازی عددی قابل صحت‌سنجی هستند. برای بررسی اثر فشار سینه‌کار روی حداکثر نشست سطح زمین، چهار سطح فشار 100، 150، 200 و 400 کیلوپاسکال  بررسی شد. این فشارها  به‌ترتیب 1، 5/1، 2، و 4 برابر فشار اولیه جبهۀ کار بودند. نشست سطح زمین در این چهار سطح فشار با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود PLAXIS 3D TUNNEL ارزیابی شده است. اعتبارسنجی نتایج با استفاده از ابزاربندی در سطح زمین (پین‌های نشست سنجی) و روی تمامی این مقاطع انجام شده است. اعتبارسنجی انجام شده نشان داد که نتایج مدل‌سازی تطابق خوبی با نتایج پین‌های نشست‌سنجی دارد. مقایسۀ نتایج نشان می‌دهد افزایش 4 برابری فشار جبهۀ کار، حداکثر سبب کاهش 4.45 میلی متری نشست بیشینه می‌شود. بنابراین افزایش فشار جبهۀ کار، میزان نشست را کاهش می‌دهد اما این مقدار بسیار ناچیز است. هم‌چنین مشخص شد که افزایش بیش از اندازۀ فشار سینۀ کار (بیش از 200 کیلوپاسکال) نه‌تنها حداکثر نشست سطح زمین را کاهش نمی‌دهد بلکه باعث ایجاد شکست غیرفعال (Passive failure) یا همان بالازدگی در جلوی سپر روی سطح زمین زمین می‌شود.
 

---

انفجار و لرزش‌های حاصل از آن در مقایسه با ساختارهای زمین‌شناسی و آب زیرزمینی، به‌دلیل قابلیت کنترل بهتر آن، تأثیر کم‌تری در ناپایداری حفریات زیرزمینی دارند. عدم اجرای اصولی فرآیند انفجار، ممکن است منجر به آسیب‌های جدی شود. در این تحقیق مدل‌سازی روی رمپ قره چنگول معدن سرب و روی زه‌آباد در برابر بارهای انفجاری انجام شده است. این معدن در جنوب روستای زه‌آباد واقع در70  کیلومتری شمال شهرستان قزوین در بخش طارم سفلی واقع است. به‌منظور به‌دست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ‌های در برگیرنده رمپ و پارامترهای مقاومت برشی ناپیوستگی‌ها، آزمایش‌هایی شامل آزمایش‌های تک‌محوری، سه‌محوری، برزیلی، برش مستقیم، تعیین وزن مخصوص و سرعت امواج طولی انجام شد.  هم‌چنین برای شبیه‌سازی شرایط پیچیده حاکم بر فرایند انفجار، با توجه ناپیوسته بودن محیط، برای مدل‌سازی عددی از نرم افزار المان مجزای UDEC استفاده شد. در انجام یک تحلیل دینامیکی ابتدا باید مدل در حالت استاتیکی به تعادل برسد. بعد از تعریف شرایط مرزی جاذب، بارهای دینامیکی بر اساس مدت زمان تعریف شده به مدل وارد می‌شود. در بحث پایداری معادن و فرآیند انفجار، بار دینامیکی حاصل از آن اغلب به‌صورت یک پالس به مدل اعمال می‌شود. با وارد کردن بار دینامیکی و در نظر گرفتن سایر تغییرات یاد شده نسبت به تحلیل  استاتیکی، می‌توان پاسخ دینامیکی فضای زیرزمینی را تحت بار لرزشی انفجار و یا زلزله پیش‌بینی کرد. برای این منظور موج ضربه  ناشی از انفجار به‌صورت پالس نمایی با فشار بیشینه 41/4 مگاپاسکال و پهنای زمانی 7/0 تا 7 میلی‌ثانیه به مرز سمت چپ مدل اعمال شد. نتایج حاصل از تحلیل عددی نشان می‌دهد که در حالت استاتیکی فضای زیرزمینی مورد نظر پایدار است و بلوکی ریزش نمی‌کند. بعد از اعمال بار حاصل از انفجار نتایج نشان می‌دهد،  رمپ پایدار می‌ماند و نیازی به نصب سیستم نگه‌داری نیست و در اطراف رمپ موردنظر ریزشی صورت نمی‌گیرد. 
 

---

یکی از پارامترهای تأثیرگزار بر رفتار دینامیکی دیوارهای خاک مسلح فرکانس اساسی سیستم است. در این مقاله با استفاده از تئوری صفحه‌ها و مباحث انرژی، روابطی تحلیلی برای سه مود اول ارتعاش دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیکی ارائه شده است. هم‌چنین اندرکنش بین دیوار و خاک مسلح به‌وسیله یک سری فنرهای محوری مدنظر قرار گرفته است. هم‌چنین مودهای ارتعاش داخل صفحه که در مدل‌سازی دوبعدی قابل بررسی نبود، در این مقاله به‌وسیله تئوری صفحه‌ها مدنظر قرار گرفته است. برای اولین بار در یک تحلیل سه‌بعدی برای هرچه به واقعیت نزدیک‌تر شدن مدل‌سازی، رفتار متفاوت خاک و مسلح کننده‌ها در فشار و کشش نیز مدنظر قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلفی از جمله نسبت سختی خاک به مسلح کننده‌ها، نسبت سختی مسلح‌کننده به دیوار، طول مسلح کننده‌ها، نسبت عرض و طول مسلح کننده به ارتفاع دیوار در روابط ارائه شده بررسی شده است. در نهایت نتایج به‌دست آمده از روابط تحلیلی ارائه شده در این تحقیق با نتایج حاصل از مدل‌سازی المان محدود به‌وسیلۀ نرم‌افزار آباکوس و هم‌چنین نتایج دیگر محققان مقایسه شده است، که نشان از دقت زیاد روابط ارائه شده دارد. روش ارائه شده آغازی بر ارائه روابط تحلیلی سه‌بعدی برای دیوارهای خاک مسلح است.

---

در مواردی از قبیل انفجار، آتش­سوزی و حفاری­های عمیق، سنگ‌ها تحت حرارت چشم‌گیری قرار می­گیرد. از این‌رو اثر درجه حرارت بر چقرمگی شکست مود I که هدف این تحقیق است ضروری به‌نظر می­رسد. برای رسیدن به این هدف روی نمونه‌های نیم‌دایره­ای چهار نوع سنگ طبیعی شامل ماسه­سنگ، سنگ­آهک، توف، آندزیت و یک سری  نمونه­های بتنی آزمایش خمش سه­نقطه­ای برای تعیین چقرمگی شکست مود I انجام شده است. آزمایش­ها، روی نمونه­هایی انجام شده است که ابتدا تا دمای 100، 200، 300، 500 و 700 درجۀ سانتی­گراد گرم و بعد از رسیدن به دماهای مورد نظر سرد شده­اند و یک سیکل گرم شدن و سرد شدن را تحمل کرده­اند. البته یک سری آزمایش روی نمونه­ها در دمای محیط(25 درجۀ سانتی­گراد) نیز انجام شده است. سرعت افزایش دما برای نمونه­ها در کوره الکتریکی، 15 درجۀ سانتی­گراد بر دقیقه و متناسب با افزایش دما در فرآیند آتش­سوزی در نظر گرفته شده است. برای شناخت ترکیب سنگ­ها مطالعات سنگ­شناسی و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شه است. علاوه بر این، به­منظور بررسی رفتار سنگ  مقدار تخلخل مؤثر و کاهش وزن نمونه‌های حرارت دیده نیز تعیین شده است. مقایسۀ نتایج آزمایش‌ها نشان داد که اثر دما بر چقرمگی شکست سنگ‌های ریزدانه بیش‌تر است. علاوه بر این، چقرمگی شکست با افزایش تخلخل مؤثر و کاهش افت وزن کاهش می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد که مقدار چقرمگی شکست مود I  نمونه‌های ماسه سنگ، توف، سنگ آهک، آندزیت و بتن که  یک سیکل گرمایش (تا 700 درجه)- سرمایش  را تحمل کرده‌اند در مقایسه با نمونه‌های حرارت ندیده به‌ترتیب 45، 17، 44 و 5/9 و 37 درصد کاهش یافته است. 

---

بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . به‌علاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانه‌ای در نظر گرفته شد. هم‌چنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به  مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به  تجهیزات حفاری باشد.
 

---

توسعۀ شهری در کلان­شهر تهران باعث­ شده که برای ساخت سازه­های بلند، بزرگ­راه­ها، تونل­ها و سایر تأسیسات شهری، حفاری­هایی با عمق و حجم زیاد انجام گیرد. آبرفت­های شرق تهران (سری A)، نهشته­های درشت­دانه، همگن و سیمانته هستند. در این پژوهش تأثیر درجۀ سیمانتاسیون بر پارامترهای مقاومتی و سرعت موج برشی خاک بر اساس پژوهش‌های انجام شده در بزرگراه شرق تهران انجام شده است. به‌منظور تعیین خصوصیات ژئوتکنیکی و سرعت موج برشی خاک، از آزمون­های برجا همانند بارگذاری صفحه، برش برجا، پرسیومتری و لرزه­ای درون‌گمانه­ای، برداشت­های صحرایی و آزمون­های آزمایشگاهی استفاده شده است. هم‌چنین تجزیۀ شیمیایی برای شناسایی نوع کانی­ها و جنس مواد سیمانته انجام شده است. نتایج آزمایش­ها نشان داد که سیمانتاسیون این آبرفت­ها متوسط تا زیاد است و جنس مواد سیمانی در این خاک­ها عموما کربناتی و به‌ویژه کلسیتی است. جمع­بندی نتایج نشان داد که با افزایش درجۀ سیمانتاسیون، مدول تغییر شکل حدود 25 درصد، چسبندگی حدود 55 درصد و سرعت موج برشی حدود 30 درصد افزایش می­یابد. افزایش­ها این پارامترها با عمق رابطۀ مستقیم دارد. این در حالی است که درجۀ سیمانتاسیون تأثیری قابل توجهی روی زاویۀ اصطکاک داخلی خاک ندارد.

---

تحقیقات زیادی در مورد تأثیر فاصله گسل بر سازه ها انجام شده است که نشان می دهد پاسخ لرزه ای آنها می تواند بسته به فاصله آنها از گسل متفاوت باشد. پل های معلق به دلیل برخورداری از دوره ی تناوب و انعطاف پذیری بالا می توانند حساسیت بیشتری نسبت به این پدیده به ویژه در ارتعاشات قائم داشته باشند. از آنجایی که مهندسان تمایل دارند از دهانه های طویل تری استفاده کنند، فاکتور طول دهانه باید با دقت بیشتری مطالعه شود. در این مقاله به اثرات طول دهانه بر پاسخ لرزه ای پل معلق تحت تحریکات لرزه ای خوزه نزدیک و دور پرداخته شده است. پل های معلق وینسنت توماس و گلدن گیت به ترتیب به عنوان پل های دهانه کوتاه و بلند به عنوان مطالعات موردی انتخاب شده اند. پاسخ‌های لرزه‌ای دو پل تحت ده شتابنگاشت از انواع حوزه نزدیک و دور، که دو به دو شتاب اوج زمین یکسانی دارند، ارزیابی می‌شوند. نتایج نشان داد که پاسخ هر دو پل تحت تحریکات لرزه ای حوزه نزدیک و دور کاملاً متفاوت است. پل‌های معلق با دهانه کوتاه در برابر تحریکات نزدیک به گسل آسیب‌پذیرتر هستند، در حالی که پل‌های با دهانه بلند در برابر هر دو نوع تحریکات مذکور مستعد آسیب هستند و با افزایش طول دهانه، حساسیت پل در برابر فرکانس های پایین تحریکات حوزه دور افزایش می‌یابد. همچنین، در هر دو پل، حداکثر پاسخ جابجایی دهانه ها لزوما با افزایش شتاب اوج زمین افزایش پیدا نمی کند.
 

---