نشریه زمین شناسی مهندسی

محدوده شهر کرمان و شهرکهای اطراف آن از نظر ریخت شناسی، شامل دشت مسطح آبرفتی ریزدانه با مصالح عمدتا سیلت و رس می باشند که شیب بسیار ملایم دارند و زیر بنای اصلی شهر را تشکیل می‌دهند. خاکهای طبیعی معمولا با گذشت زمان و تاثیر عوامل محیطی دارای ساختار می‌شوند، در آبرفتهای ریزدانه کرمان نیز عوامل زمین شناسی باعث ایجاد ساختار بعد از رسوب گذاری شده است. در این مقاله ابتدا مختصرا حوزه رسوبی کرمان، کانی شناسی و خصوصیات ژئوتکنیکی غالب نهشته های این حوزه مورد بررسی قرار گرفته است. سپس به منطور بررسی تاثیر محیط رسوبی و تاریخچه زمین شناسی بر ویژگی های مهندسی این نهشته‌ها تعدادی آزمایش سه محوری بر روی خاکهای بازسازی شده با رطوبتی بیشتر از حدروانی و با فشارهای همه جانبه مختلف در حالت تحکیم یافته زهکشی شده و تحکیم یافته زهکشی نشده انجام شده است. به منظور بررسی میزان انطباق رفتار خاکها در حالات طبیعی و بازسازی شده منحنی های تنش – کرنش خاکها مقایسه گردید و حساسیت ساختاری خاک با استفاده از معیار حساسیت مقاومتی بررسی شد. از بررسی نتایج آزمایش‌های سه محوری می توان در تفسیر محیط رسوبی و تاریخچه زمین شناسی استفاده کرد. مقایسه منحی های تنش-کرنش نمونه های طبیعی و بازسازی شده نشان می دهد که در خیلی موارد رفتار خاکهای دست نخورده و بازسازی شده مشابه بوده و سیمان شدگی، و ساختار خاک توسعه زیادی نداشته است. همچنی نتایج آنالیز نمونه‌ها نشان داد که کانی‌های موجود در نهشته های این شهر عمدتا شامل ایلیت، کلریت، اسمکتیت و کلسیت می باشند. مقایسه تصاویر میکروسکپ الکترونی از نمونه های بازسازی شده و دست نخورده، آرایش تصادفی نبود ساختار مشخص و فشردگی خاک های محدوده شهر را تایید کرده‌اند. نتایج بررسی ها نشان داد که این خاک ها با تاثیر پذیری از محیط رسوبی و تاریخچه زمین شناسی، نسبتا مشابه و یکنواخت می باشند و در آنها ساختار و سیمان شدگی توسعه زیادی نداشته و خاکها عموما فشرده و پیش تحکیم می باشند.

 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.
 

در این پژوهش، اثر مایع­های مستغرق‌کننده آب مقطر و محلول‌های حاوی غلظت‌های 10 و 20 درصد گلیسرول بر خواص تورمی یک خاک متورم‌شونده تحت سربار ثابت، با اجرای چرخه‌های تر و خشک بررسی می‌شود. نمونه‌های خاک متراکم­شده به‌روش تراکم استاتیکی تهیه شد. چرخه‌های تر و خشک با استغراق نمونه‌ها با آب مقطر و محلول‌های 10 و 20 درصد گلیسرول در دستگاه تحکیم اصلاح­شده تحت سربار 10 کیلوپاسکال صورت پذیرفت. نتایج به‌دست­آمده نشان می‌دهد استفاده از محلول‌های گلیسرول باعث کاهش تعداد چرخه‌ها و رسیدن به حالت تعادل در زمان کوتاه‌تر در مقایسه با آب مقطر می‌شود به‌طوری‌که این روند به غلظت گلیسرول بستگی دارد. نتایج تغییرات نسبت تخلخل در مقابل درصد رطوبت، بیا‌ن‌گر به تعادل رسیدن پدیده پسماند با افزایش تعداد چرخه‌ها است. مسیرهای تورمی-انقباضی عموماً به‌صورت S است و بیش‌ترین تغییرشکل خاک بین خطوط اشباع 40 و 80 درصد رخ می‌دهد.
 

 

در این پژوهش اثر دو نوع آلاینده گلیسرول و استون بر خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک رسی با خمیرایی پایین (CL) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات حدود آتربرگ، تراکم، تورم آزاد، تحکیم، مقاومت تک­محوری و سی­بی­آر بر روی نمونه­هایی از خاک در حالت طبیعی و آلوده شده با درصدهای گوناگون (10، 15 و20 درصد) از دو ماده آلاینده هیدروکربنی فوق صورت پذیرفت. علاوه­براین عکس­بردای میکروسوپ الکترونی روبشی (SEM) روی نمونه­های خاک طبیعی و آلوده­شده با دو ماده یاد شده، انجام گردید. نتایج نشان دادند که با افزودن گلیسرول، حدود آتربرگ و درصد تورم کاهش، ولیکن پارامترهای تراکمی شامل وزن واحد حجم خشک بیشینه و رطوبت بهینه به ترتیب افزایش و کاهش می­یابند. لیکن افزودن استون به خاک­ برخلاف تغییرات ایجاد شده ناشی از افزودن گلیسرول را نشان داد به­گونه­ای که حدود آتربرگ و درصد تورم افزایش و نیز وزن واحد حجم خشک بیشینه کاهش و رطوبت بهینه افزایش یافتند که این تغییرات ایجاد شده نیز تابعی از درصد وزنی ماده آلاینده بودند. علاوه­براین نتایج نشان دادند که مقاومت و سی­بی­آر (ظرفیت باربری) خاک آلوده شده با هر دو ماده نسبت به حالت طبیعی در خاک، روند کاهشی داشته که این کاهش در خاک­های حاوی گلیسرول بیشتر بوده است. نتایج آزمایشات تحکیم نیز نشان دادند که مقادیر نشانه فشردگی (C_c) و نشانه تورم (C_s) مستقل از درصد آلاینده می­باشند. همچنین نتایج  SEM نشان داد که تغییرات ناشی از دو آلاینده یاد شده در ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی خاک، ناشی از تغییرات ایجاد شده در ساختمان خاک است و تاثیر آنها بر ویژگی­های خاک مورد استفاده یکسان نمی­باشد.