نشریه زمین شناسی مهندسی

رودخانۀ شربیان در استان آذربایجان­شرقی، شهرستان سراب،­­­­­­­­ دهستان شربیان واقع است. رسوبات این رودخانه از واحدهای سنگی متعلق به الیگومیوسن و میوسن تأمین می­شود که شامل واحدهای سنگی کنگلومرا، ماسه­سنگ، آهک، مارن و شیل است. این رسوبات مواد اولیۀ آسفالت دو کارخانۀ آسفالت گرم را که در مجاورت رودخانه ساخته شده­اند، تأمین می­کند و آسفالت تهیه شده عمدتاً در استان­های مجاور استفاده می­شود که آب و هوای نسبتاً سرد دارند. آنالیز ترکیبی این رسوبات بیان‌گر میزان سیلیس زیاد (60 درصد) است و آسفالت­هایی که از این رسوبات تهیه می­شوند، در فصول سرد سال مستعد پدیدۀ عریان­شدگی می‌شوند. طی این فرایند، با نفوذ رطوبت به‌داخل مصالح سنگی و مخلوط آسفالتی، اتصال قیر- مصالح تضعیف شده و زمینه برای تخریب آسفالت فراهم می­گردد. با توجه به این‌که نقش رسوبات و تأثیر آن در کیفیت آسفالت در این منطقه بررسی نشده است، از این رو، در این پژوهش علاوه بر پرداختن به‌علت رسوب­شناسی تخریب آسفالت، راه­حل‌های مقابله با این پدیده نیز بررسی و ارائه شده است. این تحقیق بر اساس روش­های مرسوم رسوب­شناسی، استانداردهای مختلف ASTM،AASHTO و نیز آیین­نامه­های راه‌سازی و دستورالعمل­های وزارت راه و شهرسازی صورت گرفته است. در این پژوهش برای مقابله با پدیدۀ عریان­شدگی، از تأثیر توأم آهک هیدراته (فیلر آهکی) و فیلر طبیعی مصالح سنگی با نسبت‌های متفاوت (با 3-5/1 درصد آهک هیدراته) استفاده شده و پارامترهای استحکام، نرمی، مقاومت کششی غیرمستقیم به‌عنوان معیارهایی برای ارزیابی کیفیت و دوام آسفالت در مقابل پدیدۀ عریان‌شدگی ارزیابی شده است. نتایج تحقیق بیان‌گر آن است که با اضافه کردن افزودنی­های مذکور در نسبت­های مختلف، پارامترهای مذکور تغییر یافته و نسبت به حالت اولیه بهتر می­گردند. از این رو، آسفالت تولیدی دارای کیفیت و دوام بیش‌تری نسبت به‌روش‌ها و طرح‌های گذشته است. بر اساس این نتایج، درجه عریان‌شدگی در حداکثر حالت این نسبت یعنی با ترکیب 3 درصد آهک، به عدد 1 رسیده و با افزایش و بهبود سایر پارامترها، پدیدۀ عریان‌شدگی تقریباً از بین می­رود. بر این اساس، به‌کارگیری نتایج این تحقیق می­تواند از تخریب جاده­های آسفالتی بکاهد و از لحاظ اقتصادی بسیار مطلوب واقع گردد.

مقاله حاضر نتیجۀ ارزیابی و پهنه‌بندی خطرناپایدار‌های دامنه‌ای در محدودۀ بدنه و دریاچه سد پلرود را ارائه می‌کند. سد مخزنی پلرود یکی از سدهایی است که در منطقۀ گیلان و در فاصلۀ 29 کیلومتری جنوب رودسر بر رودخانۀ پلرود در حال بررسی و ساخت است. شرایط ریخت‌شناسی طبیعی از یک‌سو و وجود نهشته‌های تحکیم نیافته و سازندهای سنگی خرد شده ناشی از گسل‌های موجود در ساختگاه سد از سوی دیگر، محل احداث بدنه سد و دریاچه آن را مستعد ناپایداری‌های دامنه‌ای ساخته است. بررسی سابقه تاریخی منطقه نیز بیان‌گر پتانسیل زیاد دامنه‌های منطقه برای ناپایداری‌های دامنه‌ای است. از جمله این ناپایداری‌ها می­توان به زمین‌لغزش بزگ رخ داده در سال 1374 اشاره کرد که سبب خسارت‌های فراوانی در منطقه شده است. از این‌رو، تعیین مناطق پرخطر محدوده مخزن و ساختگاه پیش از آب‌گیری آن ضرورت زیادی دارد. در این پژوهش با استفاده از عمده عوامل مؤثر در وقوع زمین­لغزش، شامل درصد شیب، جهت  شیب، لیتولوژی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، ارتفاع، پوشش گیاهی و میزان بارندگی، نقشۀ پهنه‌بندی خطرزمین لغزش تهیه شده است. برای وزن‌دهی به این عوامل، روش تحلیل مراتبی(AHP) در سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، استفاده شده­است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که حدود 26 درصد از شیب‌های مشرف به دریاچۀ سد در منطقه با خطر زیاد قرار می­گیرند. هم‌چنین مشخص شد که از بین عوامل 9‌گانه که به‌نحوی در وقوع زمین‌لغزش منطقه نقش ایفا می‌کنند، تأثیر جهت شیب و لیتولوژی نسبت به دیگر عوامل بیش‌تر است

میخ‌کوبی خاک از روش­های رایج برای پایدارسازی گود­برداری­ها به‌صورت موقت و دائم است که در صورت استفاده از آن به‌صورت سازه دائم، بررسی لرزه­ای این سازه­ها اهمیت دارد. برای بررسی رفتار دیوار­های خاکی میخ‌کوبی شده تحت بار زلزله چند مدل‌سازی فیزیکی انجام شده و اطلاعات محدودی موجود است. برای بررسی اثرات انواع پارامتر‌ها بر پایداری و عملکرد دیوارهای خاکی میخ‌کوبی شده می‌توان از مدل­سازی عددی استفاده کرد که در پژوهش حاضر از این روش استفاده شده است. در این تحقیق، به بررسی تأثیر پارامتر­های مختلفی از جمله فاصله، چیدمان و طول میخ­ها و ارتفاع دیوار بر تغییر مکان لرزه‌ای دیوار­های خاکی میخ‌کوبی شده تحت شتاب­نگاشت‌های مختلف زلزله پرداخته شده است. برای بررسی اثر چیدمان و طول میخ­ها در عملکرد این سازه­ها، دو چیدمان یک‌نواخت و متغیر در ارتفاع استفاده شده است. برای بررسی تأثیر فاصلۀ میخ­ها و ارتفاع دیوار، فواصل 2 و 5/1 متر، و ارتفاع‌ 14، 20 و 26 متر در نظر گرفته شده  است. تحلیل‌های لرزه­ای با استفاده از نرم­افزار المان محدود دوبعدی Plaxis صورت گرفته است. برای محاسبۀ طول میخ­ها، ضریب اطمینان پایداری مدل‌های مختلف ثابت در نظر گرفته شده و از نرم­افزار تعادل حدی GeoSlope بهره برده شده است. پس از تعیین طول میخ‌ها بر اساس ضریب اطمینان پایداری ثابت، تغییر شکل مدل‌ها تحت شتاب نگاشت‌های مختلف محاسبه شده و توصیه‌هایی در زمینه کاهش تغییر مکان لرزه‌ای دیوارهای میخ‌کوبی شده ارائه شده است.

روستای کمرود روی شیبی قرار دارد که مستعد لغزش می‌باشد. تحلیل پایداری این شیب از اهمیت بسیار ویژه‌ای برخوردار است زیرا لغزش یا شکست این شیب می‌تواند باعث ایجاد خسارت‌های عمده مالی و جانی ‌شود. در این خصوص مطالعات با هدف تعیین تأثیر عوامل و پارامترهای موثر در ناپایداری این شیب صورت گرفته است. بر اساس مطالعات صورت گرفته یکی از مهمترین عوامل تأثیر گذار بر لغزش در این ناحیه نیروی اعمال شده توسط شتاب زمین لرزه می‌باشد. در این مقاله با رهیافت تعیینی مقدار بیشینه شتاب احتمالی زمین لرزه در یک دوره 50 ساله در سایت برآورد شده است. از طرفی بر اساس مطالعات زمین شناسی مهندسی مشخصات ژئومتری شیروانی و پارامترهای فیزیکی و مقاومتی توده مستعد لغزش تعیین شده است. سپس با استفاده از مدل سازی توسط نرم افزار FLAC 2D5.00 در مدل ساختاری الاستو پلاستیک، به همراه معیار گسیختگی موهر-کولمب به بررسی رفتار تنش کرنش خاک در برابر شتاب افقی زمین لرزه احتمالی به روش شبه دینامیک پرداخته شده است. در این راستا یک موقعیت مبنا در بالای شیرونی در نظر گرفته شده است و میزان تغییر مکان افقی آن تا رسیدن به بیشینه شتاب احتمالی ثبت شده است. نتایج این مطالعه نشان ‌دهنده این است که جا‌بجایی افقی و به دنبال آن رانش زمین، در شتابی کمتر از شتاب بیشینه برآورد شده می‌تواند باعث وقوع زمین لغزش شود.

طبقه‌بندی خاک یکی از بخثهای مهم در مطالعات ژئوتکنیک است، لذا ارزیابی روشهای موجود برای طبقه‌بندی خاک، در نواحی مختلف حائز اهمیت می‌باشد. برای طبقه‌بندی خاک از نتایج آزمایشهای برجا و آزمایشگاهی استفاده می‌شود. اخذ نمونه و انجام آزمایشهای شناسایی، روشی آزمایشگاهی برای طبقه‌بندی خاک است. استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط با اندازه‌گیری فشار آب منفذی ( CPTu) روشی برجا برای شناسایی و طبقه‌بندی خاک می‌باشد که به دلیل سرعت و دقت بالا امروزه کاربرد وسیعی در مطالعات ژئوتکنیک پیدا کرده است. محققان مختلف با استفاده از پارامترهایی که در آزمایش CPTu اندازه‌گیری می‌شود، نمودارهای متفاوتی برای طبقه‌بندی خاک پیشنهاد نموده‌اند. در این تحقیق، به منظور بررسی میزان کارایی این روشها، از نتایج 58 آزمایش CPTu مربوط به چهار ناحیه در جنوب ایران استفاده شده و خاک بوسیله روشهای مبتنی بر CPTu طبقه‌بندی شده، سپس با نتایج 372 آزمایش دانه‌بندی آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که نمودار پیشنهادی توسط روبرتسون (Robertson, 1990) که برمبنای Qt، Ft و Bq می‌باشد، بهترین تطابق را با نتایج آزمایش دانه‌بندی در مناطق مورد مطالعه دارد. سپس براساس داده‌های بدست آمده از تحقیق، نمودار اصلاح شده‌ای برای طبقه‌بندی خاکهای نواحی جنوبی ایران بر مبنای متغیرهای Rf و qt-u0/σ΄v، پیشنهاد شده که تطابق 90% با نتایج آزمایشهای دانه‌بندی را نشان می‌دهد.

چکش اشمیت امکان اندازه‌گیری سریع و ارزان سختی سطح سنگ را بصورت برجا و آزمایشگاهی فراهم می‌آورد. این پارامتر بطور گسترده در تخمین خواص مکانیکی سنگ‌ها از جمله مقاومت فشاری تک محوره و ضریب یانگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. سختی چکش اشمیت همچنین می‌تواند در ارزیابی کیفیت ساختاری سنگ، پیش‌بینی پارامترهای حفرپذیری و برش‌پذیری و میزان سایندگی سنگ، هوازدگی آن و تعیین مقاومت دیواره‌ی درزه مورد استفاده قرار گیرد. عوامل مختلفی مانند ابعاد نمونه‌ی مورد آزمایش، زبری سطح، هوازدگی، محتوای رطوبت، نوع چکش اشمیت و روش اندازه‌گیری و غیره بر روی نتایج سختی اشمیت اثر می‌گذارند. در مقاله‌ی حاضر بعد از مرور نتایج تحقیق‌های اخیر انجام گرفته در زمینه‌ی تاثیرات این عوامل، به بررسی آزمایشگاهی اثر عوامل رطوبت، درجه‌ی حرارت و بارگذاری تک محوری بر روی سختی اشمیت چندین نوع سنگ سالم و نیز نمونه‌ی بتن پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان داد که رطوبت عموما سبب کاهش مقدار سختی اشمیت سنگ می‌گردد. میزان این کاهش وابسته به نوع سنگ می‌باشد. همچنین دما تاثیر زیادی بر روی مقدار سختی اشمیت دارد. رابطه‌ی بین کاهش سختی با افزایش حرارت برای سنگ‌های مورد آزمایش، به شکل خطی بوده است. از طرفی اندازه‌گیری سختی نمونه‌ی تحت بارگذاری تک محوره نشان داد که اعمال بار بر روی سنگ، سبب افزایش سختی اشمیت نمونه می‌شود. این امر باید در اندازه‌گیری برجای سختی در دیواره‌ی فضاهای زیرزمینی که سنگ‌ها تحت بارگذاری قرار دارند، مورد توجه قرار گیرد.

این پژوهش به بررسی و توصیف اشکال مختلف کارست کاذب موجود در تودۀ باتولیتی الوند در استان همدان و در غرب ایران، می­پردازد. در متون علمی، پدیده­های کارستی شامل انواع ویژه­ای از اشکال انحلالی سطحی و زیرسطحی در مناطق یا پهنه­های مختلف معرفی شده­اند. در حالی کارست کاذب اشاره به پدیده­ها و لندفرم­های غیرانحلالی سطحی یا زیرسطحی دارد که در مناطق مختلف نظیر شیب‌ها، خطوط سواحل، مناطق سنگی خردشده، گدازه­ها و مناطق یخ‌بندان دائم تشکیل می­شوند. در این پژوهش، با انجام عملیاتی صحرایی گسترده، مهم‌ترین انواع اشکال کارست کاذب در باتولیت گرانیتی الوند تشخیص و طبقه­بندی شده­اند. نتایج به‌دست آمده، وجود دامنۀ وسیعی از پدیده­های کارست کاذب در داخل توده­های گرانیتی الوند را نشان می­دهند. این پدید­ها در اثر فرآیند­های هوازدگی و فرسایش تشکیل شده­اند و برخی از حفرات کارست کاذب نیز در اثر حرکت بلوک­های سنگی در شیب­های سنگی ایجاد شده­اند. برخی از مهم‌ترین اشکال و پدیده­های کارستی کاذب در این منطقه شامل تافونی، گناما، کارن­های دروغین، غارهای موجود در دامنه­ها، حفرات مرتبط با بلوک­های باقیمانده و اشکال فرسایشی موجود در امتداد درزه و شکستگی­های توده­های سنگی هستند.

وجود املاح در بعضی از خاک­های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیده­ی واگرایی در این خاک­ها می­شود. عدم شناسایی دقیق رس­های واگرا خسارات و خرابی­هایی را به دنبال خواهد دشت زیرا ذرات خاک­های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به سرعت شسته می­شوند. در منطقه­ی سیمین دشت (واقع در استان سمنان)، برخی از سازه­های هیدرولیکی به­علت قرارگیری بر روی این نوع خاک­ها دچار آسیب­های جدی شده­اند. از اینرو در این تحقیق به بررسی خاک­های اطراف کانال انتقال آب در منطقه­ی مذکور و ارزیابی میزان واگرایی این خاک­ها پرداخته و در نهایت روش­های اصلاح این خاک­ها پیشنهاد شده است. بدین منظور نمونه­هایی از خاک محل تهیه و پس از تعیین مشخصات خاک، نمونه­های مذکور تحت آزمایش­های کرامب، هیدرومتری دوگانه و تست­های شیمیایی قرار گرفتند. نتایج حاصل بیانگر واگرایی خاک این منطقه به خصوص در اطراف کانال انتقال آب سیمین دشت بوده است. در این تحقیق تأثیر افزودن سیمان، آهک و آلومینیوم نیترات بر کاهش واگرایی نمونه­های خاک با انجام آزمایش­های پین­هول مورد بررسی واقع شد. نتایج آزمایش­های انجام شده بر روی نمونه­های اصلاح شده نشان داده که افزودن %5 سیمان، یا %5 آهک (بدون برطرف شدن کامل پدیده آبشستگی)، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک بسیار واگرا، و همچنین افزودن %3 سیمان، یا %5 آهک، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک واگرای این منطقه، موجب تثبیت آن خواهد شد.

به‌منظور برآورد اثرات ساختگاهی در شهر کرج از تحلیل طیفی  روی داده‌های میکروترمور در 37 نقطه شهر در راستای پروفیل شمالی- جنوب غربی استفاده گردید که فرکانس غالب آن در محدوده‌ی4/0 تا 2 هرتز بود. نتایج نسبت طیفی  تحت اثر شرایط محلی ساختار زمین‌شناسی منطقه است بر مبنای این فرض می‌توان منحنی تئوری را با شناخت از ساختار زمین‌شناسی منطقه تولید کرد. بنابراین مدل‌سازی یک‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار Deepsoil به روش خطی در سطوح کرنش پایین با توجه به داده های زمین شناسی، درون چاهی و آرایه ای انجام شد و نتایج حاصل با مدل تجربی قیاس شدند. نتیجه مدل‌سازی یک‌بعدی نمایانگر وجود کنتراست مؤثر در عمق 200 تا 300 متر است. همچنین با در نظر گرفتن سازند کرج به‌عنوان پی‌سنگ در دو کیلومتری زمین در مدل‌سازی عددی شاهد ایجاد توابع بزرگنمایی در محدوده بسامدهای کمتر از یک هرتز هستیم که ناشی از کنتراست عمیق در اثر تفاوت جنس سنگ‌بستر است که با قله‌های مدل تجربی مطابقت دارد.

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

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.
 

سنگ مصنوعی ترکیبی از سنگ‌دانه‌های طبیعی و ماده‌ای چسباننده مانند رزین‌های پلیمری و یا سیمان است. از آن‌جاکه این سنگ‌ها به‌طور مهندسی ساخته می‌شوند بنابراین خصوصیات آن‌ها از نظر رنگ، استقامت و ابعاد هندسی متناسب با نیاز بازار مصرف تعیین می‌‌شود. مصالح استفاده شده در تهیۀ سنگ‌های مصنوعی باطله‌های معادن و دورریز کارگاه‌های سنگ‌بری است درنتیجه ارزش افزوده آن‌ها از نظر اقتصادی چشم‌گیر است. در این مقاله تأثیر نوع سنگ‌دانه‌های سیلیکاته بر تغییر خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی سنگ‌های مصنوعی نسبت به سنگ طبیعی بررسی شده است. در این راستا سه نوع سنگ آذرین شامل توف، گرانیت و آندزیت انتخاب شدند و سنگدانه‌های مورد نیاز برای تهیۀ سنگ مصنوعی از آن‌ها تهیه شد. مادۀ چسباننده استفاده شده رزین پلیمری است و از آن به‌میزان 15% وزنی در تهیۀ سنگ مصنوعی به‌کار گرفته شد. نمونه‌ها در قالب فولادی ریخته شده و به‌مدت 24 ساعت تحت فشاری معادل 12 مگاپاسکال قرار گرفتند. مغزه‌هایی از نمونه‌ها برای انجام آزمایش‌های مختلف از جمله مقاومت فشاری تک‌محوری تهیه شدند. نتایج بررسی‌ها از وجود تفاوت‌هایی در خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی و فیزیکی سنگ‌های تهیه شده از سنگ‌دانه‌های مختلف نسبت به خصوصیات سنگ اولیه نشان می‌دهند. بدین‌ترتیب که سنگ‌های مصنوعی تولید شده از سنگدانه‌های گرانیتی دارای 86% کاهش جذب‌آب و 24% افزایش مقاومت را نسبت به نمونه‌های گرانیت طبیعی نشان دادند. درمقابل دو سنگ مصنوعی دیگر تولید شده از سنگ‌دانه‌های توف و آندزیت دارای کاهش شاخص‌های مقاومتی 56% و 59% ، افزایش 137% و 527% جذب آب سنگ‌های اولیه بوده‌اند.