نشریه زمین شناسی مهندسی

---

آبرفتِ ِجنوبِ کرج بخش چشم‌گیری از محدودۀ شهری کرج را تشکیل می‌دهد و عمدتاً دارای ساختاری درشت‌دانه حاوی ذرات ریزدانه است. در این مقاله بر اساسِ نتایج حاصل از آزمون‌های متعدد صحرایی و آزمایشگاهی انجام گرفته توسط سازمان قطار شهری کرج و حومه، آبرفت جنوبِ کرج حدفاصلِ پل فردیس تا سه راه اندیشه به‌طول 10کیلومتر، بررسی شده است. در همین راستا آبرفت مذکور که عمدتاً متشکل از شن درشت دانه است به پنج لایه مستقل تقسیم شده است و پارامترهای ژئوتکنیکی هر لایه توصیف شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که هم‌بستگی چشم‌گیری بین نتایج آزمون نفوذ استاندارد و مدول الاستیسیته خاک که از آزمون‌های بارگذاری صفحه‌ای، برش مستقیم و سه محوری به‌دست آمده است وجود دارد. بر همین اساس به‌منظور ارائه روابط کاربردی برای تخمین مدول الاستیسیته در آبرفت جنوب کرج با توجه به آزمون‌های انجام شده‌، در هر آزمون رابطه‌ای برای محاسبۀ مدول الاستیسیته ارائه شده است. هم‌چنین با توجه به اطلاعات به‌دست آمده، جدول پارامترهای ژئوتکنیکی خاکِ آبرفت جنوب کرج بر حسب لایه‌های تقسیم‌بندی شده، ارائه گردیده است

---

آگاهی از وضعیت تنش در بدنه سدهای خاکی از مهم‏ترین پارامتر‌های ارزیابی ایمنی سد است. به‌منظور اندازه‌گیری تنش از سلول‌ فشار کل استفاده می‌شود که این ابزار در بدنه سد‌های خاکی نصب می‌گردد. در زمان نصب سلول فشار، سطح حساس آن در تماس مستقیم با تودۀ خاک قرار گرفته تا تنش‌ کل موجود در خاک را اندازه‌گیری کند و در ترکیب با پیزومتر‌ها، فشار آب منفذی موجود در خاک را نیز برآورد می‌کند. به‌منظور دریافت نتایج صحیح و قابل قبول از سلول فشار باید این ابزار با دقت نصب شوند. اما در اکثر موارد، مقادیر اندازه‌گیری شده با این ابزار با مقادیر تئوری و پیش‌بینی شدۀ تنش، مطابقت ندارد و نتایج سلول فشار همراه با خطا است. عوامل متعددی بر خطاهای سلول‌های فشار تأثیرگذار هستند اما در این تحقیق به نقش ارتفاع و مدت زمان خاک‌ریزی در حین عملیات اجرای سد، به‏عنوان پارامتر‌های مؤثر بر مقادیر اندازه‌گیری، پرداخته شده است. بدین منظور سد سنگ‌ریزه‌ای البرز واقع در شمال ایران به‌عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. این سد خاکی با هسته رسی، دارای ارتفاع حداکثر 78 متر است. با استفاده از داده‌های رفتارنگاری و در نظر گرفتن تأثیر پارامتر‌های ارتفاع خاک‌ریزی و مدت زمان خاک‌ریزی، مدلی به‌منظور پیش‌بینی خطای سلول‌های فشار به‏روش GEP¹ با استفاده از نرم‌افزار جنی‌ایکس پروتولز² 4، ارائه شده است.  میزان R² برای این مدل، برابر با 98/0 است که این رقم نشان‌دهندۀ تطابق خوب مدل با داده‌های رفتارنگاری است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که پارامتر نسبت تفاضل ارتفاع به تفاضل مدت زمان خاک‌ریزی در حین اجرای سد البرز در ایجاد خطا در نتایج سلول‌های فشار سد نقش به‏سزایی داشته 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. 

---

هدف از انجام این تحقیق، شناخت، بررسی و ارزیابی ریسک سد پاوه‌رود در مرحلۀ ساختمانی است. پس از جمع‌آوری و بررسی اطلاعات مربوط به شرایط محیط‌زیست منطقۀ بررسی شده و شرایط فنی ساخت سد، لیستی از عوامل احتمالی ریسک به‌صورت پرسش‌نامه تهیه و برای بررسی صحت آن‌ها، در اختیار گروهی متخصص شامل نخبگان و اساتید در رشته‌های مرتبط با محیط زیست و عمران سد قرارگرفت. تعداد پرسش‌نامه‌ها بر اساس فرمول کوکران تعیین شد. بدین‌صورت که ابتدا، به‌منظور تحلیل پرسش‌نامه‌های به‌دست آمده و ریسک‌های موجود در منطقه در قالب طیف لیکرت، از گروه کارشناسی در تحقیق خواسته شد تا امتیازدهی کنند. پس از تجزیه و تحلیل امتیازات داده شده با استفاده از یافته‌های روش ¹PHA، از روش ²TOPSIS به‌منظور اولویت‌بندی ریسک‌های شناسایی شدۀ سد پاوه‌رود استفاده شد. نتایج به‌دست آمده از این روش نشان داد که از بین 36 عامل ریسک، فرسایش در اولویت اول قرار گرفت. پس از اولویت‌بندی بین عوامل ریسک، ارزیابی ریسک با استفاده از روش ¹RAM-D صورت گرفت که تأثیر بر منطقه حفاظت شده سرخ‌آباد با امتیاز 9، فرسایش با امتیاز 6 و کار در ارتفاع با امتیاز 3 مهم‌ترین ریسک‌های سد پاوه‌رود شناخته شدند. به‌منظور کاهش اثرات ریسک‌های سد در فاز ساختمانی برنامه مدیریت محیط‌زیستی ضروری است و بدین‌منظور برای رویارویی با ریسک‌های شناسایی شده، در انتها گزینه‌های کاهش ریسک پیشنهاد شد.

---

ارتعاش آزاد خاک اغلب در حین زمین لرزه‌ها اتفاق می‌افتد. به‌دلیل این‌که ارتعاش‌های ناشی از زلزله پیوستگی (سینوسی) ندارند در مدت زمان دو موج لرزه آبرفت با فرکانس ارتعاش طبیعی خود ارتعاش می‌کند. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر حضور شمع‌ها بر دوره ارتعاش آزاد یک لایه خاکی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود است. در مرحلۀ اول با استفاده از روابط تحلیلی موجود برای محاسبه دوره ارتعاش یک لایه خاکی و یک ستون با جرم پیوسته نتایج به‌دست آمده به‌وسیلۀ نرم‌افزار بررسی شد. در گام دوم با اضافه کردن شمع‌هایی با بعد و فاصله یک‌سان به‌صورت مرحله به مرحله دوره ارتعاش لایه خاکی شمع دار محاسبه شد. هم‌چنین تأثیرات اتکایی یا شناور بودن شمع‌ها بر دورۀ ارتعاش آزاد آبرفت خاکی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش تعداد شمع‌ها میزان اختلاف نتایج حاصل از تحلیل یک بعدی آبرفت خاکی و نتایج حاصل از نرم‌افزار متفاوت بوده است و این مسئله باعث ‌می‌شود که تحلیل لرزه‌ای این نوع آبرفت‌ها (شمع‌دار) نیازمند تمهیدات ویژه‌ای باشد. هم‌چنین نتایج حاکی از آن است که شمع‌های اتکایی تأثیر بیش‌تری بر دورۀ ارتعاش آبرفت خاکی دارند و هرچه میزان شناوری شمع‌ها بیش‌تر شود این تأثیر کم‌تر می‌شود.

---

حوضه آبریز وارک، یکی از زیرحوضه‌های رودخانۀ دز است که با مساحت 9/139 کیلومتر مربع در استان لرستان واقع شده است. این تحقیق با هدف تحلیل فعالیت زمین‌ساختی حوضه و هم‌چنین بررسی ارتباط خطواره‌ها با خطر زمین‌لغزش با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شده است. در این پژوهش از 4 شاخص مورفوتکتونیکی شامل گرادیان طولی رودخانه (SL)، منحنی هیپسومتری حوضه (HC)، پیچ و خم رودخانه (S) و عدم تقارن حوضۀ زهکشی (AF) استفاده و نتایج تجزیه و تحلیل آن‌ها با شاخصی تحت عنوان زمین‌ساخت فعال (Iat) بیان شده است. محاسبۀ شاخص زمین‌ساخت فعال نسبی نشان می‌دهد که منطقه از نظر تکتونیکی در کلاس فعال قرار دارد. به‌منظور بررسی ارتباط خطواره‌ها با خطر زمین‌لغزش، ابتدا نقشۀ خطواره‌ها و عوامل مؤثر بر لغزش با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 در محیط نرم‌افزار ENVI 4.8 و بازدیدهای میدانی تهیه شده است. سپس با استفاده از روش منطق فازی نقشه خطر زمین‌لغزش در حوضۀ بررسی شده تهیه و با تلفیق آن با نقشه خطواره‌ها، ارتباط بین خطواره‌ها و نقشۀ خطر زمین‌لغزش در محیط نرم‌افزار Arc‌GIS بررسی شده است. بر اساس نتایج به‌دست آمده از نقشۀ خطر زمین‌لغزش‌های منطقه به‌ترتیب 40/12، 25/8، 37، 61/32 و 73/9 درصد از مساحت منطقه در کلاس‌های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. هم‌چنین نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که به‌علت تکتونیک فعال منطقه ارتباط نزدیکی بین خطواره‌ها و مناطق با خطر لغزش بالا وجود دارد.
 

---

با ترکیب مشخصات زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی می‌توان اطلاعات زمین شناسی- ژئوتکنیکی ارائه کرد که در طراحی و برنامه‌ریزی فعالیت‌های عمرانی در منطقه‌ای بزرگ مانند شهرها مفید باشد. در این تحقیق مراحل گام به‌گام انجام این کار برای ساختگاه شهر سنندج ارائه شد که این مراحل در سایر مناطق نیز قابل انجام است. بدین‌منظور، ابتدا انواع واحدهای زمین‌شناسی سنندج شناسایی و خصوصیات آن‌ها شامل نحوۀ تشکیل و منشأ پیدایش آن‌ها تشریح و از نظر زمین‌شناسی طبقه‌بندی شدند. برای اضافه کردن متغیرهای مهندسی به این طبقه‌بندی زمین‌شناسی، از نتایج 211 گمانه ژئوتکنیکی در سطح شهر سنندج استفاده شد. برای تکمیل و کنترل متغیرهای ژئوتکنیکی به‌دست آمده، 9 چاه در نقاط مختلف سنندج حفاری و یک سری آزمایش‌های ژئوتکنیکی انجام شد. نهایتاً علاوه بر ارائۀ نقشۀ زمین‌شناسی و طبقه‌بندی زمین‌شناسی- ژئوتکنیکی برای واحدهای سنندج، معیارهای زمین‌شناسی برای تشخیص نوع واحد مورد برخورد در محل یک پروژه در سنندج ارائه شد.

 

---

مهارهای صفحه‌ای یکی از انواع مسلح‌کننده‌های مکانیکی هستند که کاربردهای گسترده‌ای در فعالیت‌های ژئوتکنیکی ساحلی و فراساحلی مانند ساخت دیوارهای حائل مکانیکی، مقابله با بالازدگی فونداسیون‌ها، تثبیت توربین‌های باد و سکوهای شناور دریایی در برابر تلاطم آب دریا، و مهار خطوط لوله مدفون و مستغرق دارند. در این مقاله نتایج مدل‌سازی‌ آزمایشگاهی دیوارهای حائل مهار صفحه‌ای با هدف بررسی عملکرد آن‌ها ارائه شده است. موارد بررسی شده بر قابلیت باربری پاشنه بارگذاری و تغییرمکان‌های افقی دیواره شامل ارزیابی تأثیر شکل مربعی و دایره‌ای صفحات مهاری، ابعاد آن‌ها در دو اندازۀ مختلف، تحت سه چیدمان لوزی، مربعی و 5 مهاره بوده است. به‌منظور مشاهده سطح لغزش بحرانی و میزان تأثیر موارد مذکور روی گوه گسیختگی از روش سرعت‌سنجی تصویری ذات (PIV) استفاده شده است. بر این اساس، بیش‌ترین قابلیت باربری دیواره و کم‌ترین جابه‌جایی افقی آن به‌ترتیب مربوط به چیدمان 5 مهاره، لوزی و مربعی بوده است. چیدمان لوزی با وجود یک مسلح‌کننده کم‌تر اختلاف نسبتاً کمی با نتایج چیدمان 5 مهاره داشته است. شکل دایره‌ای صفحات پایداری بیش‌تری را در دیواره فراهم آورده‌اند. بر طبق نتایج تحلیل PIV، کرنش ذرات در سطح لغزش بحرانی، در چیدمان‌های 5 مهاره و لوزی کوچک‌تر از چیدمان مربعی و در صفحات دایره‌ای کوچک‌تر از صفحات مربعی به‌دست آمده است. چیدمان مسلح‌کننده‌ها و ابعاد صفحات تأثیر چشم‌گیری بر عمق گوه گسیختگی در خاکریز دیواره داشته‌اند.
 
 

---

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 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.

---

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.

---

در مطالعه حاضر سعی شده است پتانسیل روانگرایی در لایه های خاکی در محدوده شهر تبریز بر اساس آنالیز حساسیت، قابلیت اطمینان ارزیابی گردد. بدین منظور از میان 260 حلقه گمانه جمع آوری شده، تعداد 64 حلقه گمانه که دارای خطر وقوع روانگرایی بوده اند انتخاب شدند. سپس نقشه پهنه بندی خطر لرزه ای در محدوده مورد مطالعه با توجه به گسل شمال تبریز با استفاده از روش گسل محدود و با در نظر گرفتن اثرگذاری لایه های خاکی بر حداکثر شتاب سطحی(PGA) تهیه شده است. در ادامه، نقشه پهنه بندی خطر وقوع روانگرایی در محدوده مورد مطالعه با کاربرد شاخص خطر آماده گردید. در انتها، با کاربرد روش­های تحلیل حساسیت و قابلیت اطمینان مونت کارلو، میزان تغییرات ضریب اطمینان در برابر خطر وقوع روانگرایی لایه های خاکی مشخص شده و رابطه ای جهت تعیین این تغییرات ارائه شده است.
 

---