نشریه زمین شناسی مهندسی

---

انتخاب ظرفیت باربری خاک مسئله مهمی است که در شرایط مختلف باید بررسی شود. در مقاله حاضر، روش تحلیلی برای ارزیابی ظرفیت باربری نهایی پی‌های اجرا شده در مجاورت یک‌دیگر در فواصل مختلف پی‌ها از هم ارائه شده است. ظرفیت باربری پی‌های نزدیک هم بر اساس روش دیوار حائل مجازی و معادل قرار دادن نیروهای فعال و مقاوم وارد بر دیوار به دست آمده است. نتایج نشان می‌دهد که ظرفیت باربری نهایی هر پی در نتیجه تداخل سطوح گسیختگی ایجاد شده زیر پی‌ها که به فاصله آنها بستگی دارد، تغییر می‌کند. در مطالعه حاضر، تأثیر نوع خاک، عمق پی‌های اجرا شده در مجاورت هم و خاک مسلح شده بر ظرفیت باربری پی‌های مجاور هم بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که ظرفیت باربری پی‌های اجرا شده در مجاورت هم نسبت به پی‌های منفرد با توجه به شرایط، افزایش یا کاهش می‌یابد. هم‌چنین خاک مسلح شده، ظرفیت باربری پی‌های اجرا شده در مجاورت هم را نسبت به پی‌های منفرد واقع شده روی خاک‌های غیرمسلح افزایش می‌دهد و میزان افزایش به فاصلۀ پی‌ها از هم بستگی دارد. در پایان، نتایج به‌دست آمده با نتایج تحلیلی، آزمایشگاهی و عددی که محققان دیگر ارائه کرده‌اند مقایسه شده و نتایج قابل قبولی به‌دست می‌آید.

---

گسترۀ بررسی شده (استان البرز) به لحاظ ساختاری در سامانۀ کوه‌زایی مرکب البرز در شمال ایران تشکیل شده است. هدف از این پژوهش، آمیختن علوم سنجش از دور و زمین‌شناسی به‌منظور بارزسازی خطواره‌های گسلی با استفاده از پردازش داده‌های ماهواره‌ای در گستره‌ای پهناور و هم‌چنین قیاس لایه‌ها با گسل‌های شناخته شده در نقشه‌های زمین‌شناسی است. در آغاز دو نمای تصویر ماهواره‌ای ETM+ Landsat با شماره‌های 35-164 و 35-165 موزائیک شدند و با توجه به مختصات گسترۀ بررسی شده (استان البرز) برش خوردند. سپس با اجرای شیوه‌های دورسنجی مانند ترکیب باندها، فیلترگذاری، تحلیل مؤلفه‌های اصلی، نسبت باندی در تصاویر خاکستری و رنگی و شاخص NDVI برای بارزسازی گیاهان، به پردازش تصویر ماهواره‌ای گستره پرداختیم. در نهایت با به‌کارگیری روش‌های یاد شده، نقشۀ خطواره‌های گسلی و نقشۀ تراکم خطواره‌های استان البرز تهیه و با گسل ‌های شناخته شده مقایسه شد.

---

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.
 

---

 طراحی و اجرای شیروانی­ها یکی از حساس‌ترین و مهم‌ترین مسائل در پروژه­های عمرانی و معدنی محسوب می‌شود. در علم ژئوتکنیک، به‌دلیل دسترسی نداشتن به اطلاعات کافی و مطمئن پیرامون کمیت‌های طراحی، ارائه یک مدل کاملاً قطعی غیرممکن است. از این‌رو، در سال­های اخیر، برای تحلیل پایداری شیروانی­ها بیش‌تر به‌روش احتمالاتی مراجعه شده است. در این تحلیل­ها، کمیت­های تأثیرگذار در پایداری شیروانی به‌صورت توزیع­های آماری در نظر گرفته می­شوند و در نتیجه ضریب اطمینان نیز یک توزیع آماری خواهد شد. از این‌رو، ابتدا خلاصه‌ای از تحقیقات انجام شده روی تحلیل احتمالاتی شیروانی‌ها ارائه شده و برتری تحلیل احتمالاتی نسبت به تحلیل قطعی در طراحی شیروانی‌ها بررسی می‌شود. در ادامه، برای شفاف شدن توصیف­های مذکور، شیروانی مشرف به سرریز آزاد سد کوار شیراز با روش شبیه‌سازی مونت کارلو به‌صورت احتمالاتی با استفاده از نرم‌افزار SLIDE تحلیل می­‌شود. این تحلیل­ها نشان می‌دهند ضریب اطمینان محاسبه شده به‌وسیلۀ تحلیل‌ احتمالاتی به‌صورت یک تابع توزیع ارائه می­شود که نسبت به تحلیل قطعی که نتیجه آن صرفاً یک مقدار مشخص است، تصویر روشن‌تری از شکست ارائه می‌کند. هم‌چنین نتایج تحلیل احتمالاتی نشان می‌دهد که می‌توان شیب شیروانی را بهینه کرد به‌نحوی که کاملاً پایدار بماند و حجم عملیات سنگ‌برداری نیز بهینه شود. از این‌رو به‌کمک تحلیل احتمالاتی شیب بهینه این شیروانی تعیین شد که در این حالت میزان سنگ‌برداری حدود 28000 متر مکعب کم‌تر می‌شود.
 

---

از خاک­های لسی در سه منطقۀ شرق و شمال شرق استان گلستان نمونه­برداری شد و آزمایش پین­هول روی نمونه­های با وزن واحد حجم طبیعی (g_n) و حداکثر (g_dmax) انجام شد و میزان واگرایی آن تعیین شد. پیشنیۀ تحقیق، شواهد صحرایی و نتایج آزمایش­های آزمایشگاهی حکایت از واگرا بودن خاکِ مناطقِ نمونه­برداری دارد. نتایج نشان می­دهد، تراکم خاک باعث کاهش شدت واگرایی می‌شود و نرخ جریان را کم می‌کند، به‌طوری‌که نرخ جریان در نمونه مراوه­تپه به میزان 38 درصد، در نمونۀ چشمه­لی به‌میزان 13 درصد و در نمونه بق­قجه­بالا به‌میزان 43 درصد کاهش یافته است. تراکم نمی‌تواند واگرایی خاک را از بین ببرد. افزودن نانورس باعث کاهش شدت واگرایی خاک شده و در غالب موارد خاصیت واگرایی آن را از بین می‌برد.  به‌منظور بررسی اثر نانورس روی شدت و کاهش خاصیت واگرایی خاک با نسبت­های 5/0، 1، 2، 3، 4 و 5 درصد وزنی نانورس مونت­موریونیت افزوده شد. میزان واگرایی نمونه­های دارای نانورس در دستگاه آزمون پین­هول اندازه­گیری شد. هم‌چنین روش اختلاط نانورس با خاک واگرا رفتارهای گوناگونی را در شدت واگرایی و کاهش آن نشان می­دهد. نانورس به چهار روش با خاک­های مناطق نمونه­برداری مخلوط شدند. در روش A ، با تهیۀ گل همگن از خاک و نانورس با هم‌زن برقی کاملاً مخلوط شدند. در روش B، اختلاط خاک لس با نانورس در رطوبت بهینه انجام شد. در روش C. اختلاط خاک لس با نانورس به‌صورت خمیر به‌وسیلۀ هم‌زن دستی انجام شد. در روش D. اختلاط خاک لس با نانورس به‌صورت خشکِ ارتعاشی به‌وسیلۀ لرزاننده الک دانه­بندی انجام شد. نتایج بررسی نشان داد که، نسبت وزنی یک درصد نانورس از نظر فنی و اقتصادی مناسب­ترین نسبت اختلاط است. با این نسبت وزنی، روش تهیه گل همگن با هم‌زن برقی (روش A) کم‌ترین نرخ جریان را به‌وجود می­آورد؛ به‌طوری‌که نرخ جریان از 3/1 میلی­لیتر در ثانیه در خاک خالص به 3/0 میلی­لیتر در ثانیه در خاک حاوی نانورس در هد 50 میلی­متر  کاهش می­یابد. از این‌رو، می­توان گفت این روش مناسب­تر است ولی از لحاظ اجرایی کارایی ندارد و روش B مناسب­تر است. در روش B نرخ جریان از 3/1 به 55/0 میلی­لیتر در ثانیه در همین حد می­رسد. 
 

---

آزمون نفوذ استاندارد (SPT) یکی از متداول‌ترین‌ترین آزمایش‌ها در تحقیقات ژئوتکنیک است. در این تحقیق با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ استاندارد، برآورد خصوصیات خمیری و فیزیکی خاک‌های رسی باروش­های آماری بررسی شده است. محدودۀ بررسی شده مربوط به انواع لایه­های رسی و مارنی در شهر تبریز واقع در شمال‌غرب ایران است. دو گمانه ماشینی حفاری شده و آزمایش نفوذ استاندارد به‌همراه سایر آزمون‌های آزماشگاهی برای تعیین همۀ خصوصیات خمیری و فیزیکی روی نمونه‌های تهیه شده انجام شد. با استفاده از نتایج پژوهش‌های پروژه‌های مهم موجود در منطقه، بانک اطلاعاتی مشتمل بر 107 سری از خصوصیات لایه‌های منطقه تهیه شد. ضریب هم‌بستگی اسپیرمن بین خصوصیات فیزیکی و خمیری خاک شامل درصد رطوبت طبیعی، درصد ریزدانه و درصد ذرات رسی، حد روانی، حد خمیری، دامنۀ خمیری، شاخص استحکام، فعالیت، تخلخل اولیه، وزن مخصوص خشک و تنش مؤثر قائم با عدد نفوذ استاندارد تصحیح شده تعیین شد. 8 رابطۀ تجربی موجود برای برآورد نفوذ استاندارد تصحیح شده با داده‌های این تحقیق صحت‌سنجی شد. برای این روابط عموماً نتیجه ضعیف از نظر ضرایب آماری شامل ضریب تبیین (R²)، خطای ریشه میانگین مربعات (RMSE) و شیب خط رگرسیون(CR) به‌دست می‌آید. با استفاده از رگرسیون غیرخطی و بر اساس داده‌های تحقیق حاضر، هشت رابطۀ تجربی جدید بررسی و پیشنهاد شد. ضریب تبیین، خطای ریشه میانگین مربعات و شیب خط رگرسیون برای روابط پیشنهادی نسبت به روابط موجود بهبود یافته است. ضرایب آماری برای مناسب‌ترین رابطه به‌منظور برآورد شاخص استحکام خاک با استفاده از نفوذ استاندارد تصحیح شده حدود 0.7 با خطای  129/0 به‌دست آمد. هم‌چنین دو رابطه برای هم‌بستگی تنش مؤثر قائم و عمق نمونه با نفوذ استاندارد تصحیح شده پیشنهاد شد. 

 

---

در تحلیل خطی معادل یک‌بعدی که به‌طور وسیع در برآورد اثر شرایط محلی ساختگاه به‌کار می‌رود، عموماً رفتار خاک مستقل از فرکانس بارگذاری زلزله فرض می­شود. این در حالی است که مدول برشی (G) و نسبت میرایی (D)، متأثر از فرکانس بارگذاریند. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل خطی معادل، طیف پاسخ شتاب در سه سطح خطر (PGA=0.1g, 0.35g, 1g) برای دو ستون خاک CH/SC به‌ارتفاع 30 و 60 متری تحت اثر مؤلفه­های هشت رکورد زلزله میدان نزدیک استخراج شده است. علاوه بر منحنی­های رفتاری متداول، در مدل‌سازی رفتار خاک از منحنی­های رفتاری مستخرج از روش آزمون مشخصات دینامیکی تحت اثر فرکانس­های بارگذاری 5/0، 1، 2، 5 و Hz 10 و در سطوح تنش محدودکننده 1، 2 و  5 نیز استفاده شده است. طی انجام 1728 تحلیل خطی معادل، مقادیر طیف پاسخ شتاب، ضریب بزرگ‌نمایی طیف و نسبت شتاب طیفی استخراج شده است. براساس نتایج حاصل، ملحوظ کردن اثر فرکانس بارگذاری در منحنی رفتاری مصالح بر مقدار پاسخ شتاب طیفی، نسبت شتاب طیفی و ضریب شکل طیف مؤثر است. در هر دو حالت ستون خاک 30 و 60 متری، افزایش فرکانس بارگذاری منجر به کاهش نسبت شتاب طیفی و متوسط ضریب بزرگ‌نمایی طیف، خصوصاً در دوره‌های کوتاه می­شود. مقایسۀ متوسط ضریب شکل حاصل از تحلیل­ها با، ضریب شکل (B) طیف طرح استاندارد 2800 نشان می­دهد که به‌منظور احتساب اثر فرکانس غالب زلزله­های میدان نزدیک لازم است در خاک نوع و مقدار  طیف طرح استاندارد 2800 ایران به‌ترتیب به مقدار 5/0 و 1 ثانیه افزایش یابد. 
 

---

بررسی شکست توده‌های سنگی، همواره مورد توجه مهندسان عمران، معدن و مکانیک بوده است. چنان‌چه در قطعات سنگی، ترکی وجود داشته باشد، اهمیت موضوع شکست قطعات سنگی را دوچندان می­کند. در این راستا، از چقرمگی شکست به‌عنوان یکی از خواص مکانیکیِ مواد سنگی برای تخمین استحکام سازه­های سنگی ترک­دار استفاده می­شود. مقدار چقرمگی شکست، با انجام آزمایش‌های استاندارد روی قطعات ترک­دار سنگی محاسبه می­شود. یکی از نکات مهم در محاسبۀ مقدار چقرمگی شکست، ابعاد قطعۀ آزمایش شده است. ضخامت قطعه به‌عنوان بُعد خارج صفحه­ای، نقش مهمی در مقدار چقرمگی شکست دارد که کم‌تر به آن توجه شده است. بنابراین، در این مقاله، اثرات ضخامت در مقدار چقرمگی شکست قطعات سنگی هم در حالت بارگذاری مود I و هم در حالت بارگذاری مود II به‌صورت آزمایشگاهی بررسی می‌شود. برای این منظور، از قطعۀ نیم دیسک با ترک ­لبه­ای تحت بار خمشی متقارن و نامتقارن استفاده شده است. قطعات آزمایش شده دارای شعاع ثابت و ضخامت‌های متغییر است. نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد که با افزایش ضخامتِ قطعه، مقدار چقرمگی شکست تا ضخامت خاصی روند صعودی دارد، اما بعد از آن ضخامتِ خاص، روند کاهشی پیدا می‌کند. اختلاف مقادیر چقرمگی شکست در روند کاهشی، زیاد نبوده و می­توان مقدار تقریباً ثابتی برای چقرمگی شکست در نظر گرفت. هم‌چنین، انحنای مسیر رشد ترک در حالت مود II خالص با افزایش ضخامت قطعه بیش‌تر می­شود.

---

سازند گچساران با سن میوسن، رخنمون وسیعی در برخی نواحی خرم آباد دارد. وجود سنگ ژیپس در این سازند، باعث ایجاد روان آب­های شور در منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد شده است. روان آب­ها باعث هوازدگی نمک در رخنمون­های سنگی منطقه شامل ژیپس، کنگلومرا، ماسه سنگ، سنگ آهک، دولومیت، شیل دولومیتی و مارن مربوط به سازند­های گچساران، آسماری، شهبازان، کشکان، تاربور و امیران گردیده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی و برآورد دوام سنگ­های منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد در مقابل هوازدگی نمک ناشی از روان­ آب­های شور است. برای رسیدن به اهداف پژوهش، 8 نمونه سنگ مختلف از رخنمون­های سنگی منطقه برداشت شد و آزمون­ دوام وارفتگی در محلول اشباع از نمک تا 15 چرخه انجام شد. علاوه بر این ترکیب کانی­شناسی، خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه­ها شامل تخلخل و شاخص بار نقطه­ای تعیین شدند. بر اساس ارزیابی دوام نمونه­ها، ترکیب کانی­شناسی، تخلخل و مقاومت نقش مهمی در دوام نمونه­ها در برابر هوازدگی نمک دارند. مدل آماری حاصل از آنالیز­ رگرسیون چند متغیره نشان می­دهد دوام سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک می­تواند با دقت مناسبی (R²=0.95) با استفاده از تخلخل و شاخص بار نقطه­ای برآورد شود. این مدل به دلیل استفاده از پارامترهای ساده تخلخل و شاخص بار نقطه­ای، می­تواند یک ارزیابی سریع و ارزان از دوام طولانی مدت سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک داشته باشد.
 

---

از آنجائی­که انتخاب مکان مناسب برای محل دفن زباله نیازمند بررسی راه حل­های پیشنهادی متعدد و معیارهای ارزیابی مختلف است، لذا مکان­یابی محل دفن زباله­های جامد شهری کاری مشکل و زمانبر می­باشد. بر این اساس هدف از این پژوهش، مکان‌یابی دفن زباله‌های شهرستان الشتر در استان لرستان با استفاده از روش­های اطلاعات مکانی و فرآیند سلسله مراتبی است. به­همین منظور، متغیرهای متعدد و قابل‌دسترس از جمله کاربری اراضی، شیب، زمین‌شناسی، نوع خاک، فاصله از رودخانه، فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از جاده، سطح آب زیرزمینی، تراکم زهکشی، فاصله از گسل، پستی و بلندی و ارتفاع، به‌صورت استاندارد بین صفر و یک وزن­دهی شد. سپس با بهره‌گیری از تحلیل سلسله مراتبی (AHP) با توجه به نظرات کارشناسی، وزن هر معیار تعیین شد و با تلفیق معیارها از روش‌های ترکیب خطی-وزنی، عملگر جمع فازی و عملگر گاما فازی، نقشه پهنه‌بندی از شهرستان الشتر جهت دفن زباله تهیه شد. نتایج نشان داد مکان فعلی دفن زباله در منطقه نامناسب (روش‌های ترکیب خطی-وزنی و عملگر جمع فازی) و خیلی نامناسب (روش عملگر گاما) قرار دارد. نتایج نشان داد که مکان­های مناسب­تر جهت احداث لندفیل، در محدوده‌ای قرار گرفته­اند که دسترسی به آن سخت و مستلزم هزینه‌های نسبتاً زیاد است.