نشریه زمین شناسی مهندسی

---

ارزیابی پاسخ زمین از مهم­ترین مسائلی است که  در ژئوتکنیک لرزه­ای مطرح می­شود. در طول مسیر زلزله بسته به خاک محل، جنبش زمین در مکان­هایی با خاک نرم عموماً از جنبش زمین در مکان­هایی با خاک سخت و متراکم و یا رخ‌نمون­های سنگی بزرگ­تر است. این پژوهش برای شناسایی شرایط مؤثر خاک ساخت‌گاه اردکان بر لرزش­های ناشی از امواج زلزله صورت پذیرفت. بنا بر این بعد از انجام حفاری­های ژئوتکنیکی و انجام آزمون­های ژئوتکنیکی و ژئوفیزکی امواج نزولی، لایه­های خاک و ضخامت آن‌ها در نقاط مختلف شهر شناسایی شد. هم‌چنین سرعت موج برشی و چگالی لایه­های خاک در نقاط مختلف ساخت‌گاه شهر اردکان تا عمق 42 متری تعیین شد. با استفاده از این داده­­ها پس از شناسایی عمق سنگ بستر لرزه­ای، مدل ژئوتکنیک لرزه­­ای نواحی مختلف شهر تعیین شد. در نهایت با استفاده از پارامترهای ضخامت، چگالی، سرعت موج برشی و منحنی­های نسبت مدول­های برشی و میرایی به واتنش برشی، بااستفاده از نرم‌افزار EERA و بر اساس روش محاسباتی خطی معادل، پارامترهای جنبش نیرومند زمین محاسبه شد. این محاسبات برای دورۀ بازگشت­های 75، 475 و 2475 سال تکرارشد و مشخص شد که قسمت­های شمالی اردکان دارای بیش‌ترین بزرگ‌نمایی است.

---

در دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیکی با عرض کم، یک دیوار پایدار پشتی در فاصلۀ کمی از رویۀ دیوار وجود دارد به‌گونه­ای‌که فضای کافی برای امتداد دادن مسلح کننده با طول کافی وجود ندارد. در این‌حالت احتمال واژگونی دیوار حائل بالاخص تحت بارهای لرزه­ای افزایش می­یابد. برای افزایش پایداری دیوار، مسلح کننده­ها را می­توان به دیوار پایدار پشتی متصل کرد. روش دیگر، استفاده از رویۀ بتنی در جاریز برای تمام ارتفاع دیوار است تا فشار خاک با عملکرد مشترک مقاومت بیرون‌کشیدگی مسلح‌کننده­ها و مقاومت خمشی رویۀ دیوار تحمل شود. از سؤال‌های اساسی در مورد این نوع دیواره‌ها، میزان سهمی از فشار خاک است که به‌وسیلۀ رویۀ بتنی تحمل می­شود. در این تحقیق، فشار فعال لرزه‌ای ناشی از خاکریز مسلح با عرض کم بر رویۀ صلب با استفاده از روی‌کرد تعادل حدی و روش قطعات افقی برآورد شده است. برای این منظور فرض شده است که سطح لغزش بحرانی به‌صورت خطی از پای دیوار تا سطح پایدار پشتی امتداد یافته و سپس روی سطح پشتی تا سطح خاکریز ادامه می­یابد. تأثیر پارامترهای مختلف مانند نسبت عرض به ارتفاع دیوار بررسی شده است. نتایج به‌دست آمده بیان‌گر آن است که فشار وارد بر رویۀ در قسمت­های فوقانی دیوار طبق رابطۀ مونونوبه-اوکابه افزایش می­یابد ولی در قسمت­های تحتانی، روند گراف عوض شده و مقدار فشار وارده بر دیوار کاهش می­یابد تا به مقدار صفر در پای دیوار برسد. نتایج آنالیزها نشان می­دهد که فشار وارده بر رویۀ دیوار با کاهش عرض خاکریز، افزایش می­یابد.

---

ساختن پی‌ها روی خاک نرم به‌دلیل کم بودن ظرفیت باربری و افزایش مقادیر نشست در این خاک‌ها همواره از  مشکلات پیش روی مهندسان ژئوتکنیک بوده است. یکی از راهکارهای موجود برای برطرف کردن این مشکل، اضافه کردن المانی تقویتی به خاک است و یکی از المان‌هایی که می‌توان به خاک اضافه کرد ستون سنگی است. در این روش، 15 الی 35 درصد از حجم خاک نامرغوب با خاک مناسب جای‌گزین ‌می‌شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر وجود ستون سنگی تکی و گروهی و هم‌چنین تأثیر موقعیت مکانی و طول ستون سنگی بر ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیروانی از جنس خاک رس نرم می‌پردازیم. هم‌چنین ستون‌های سنگی با استفاده از دورگیر قائم، مسلح شده و تأثیر مسلح کردن ستون سنگی در حالت‌های مختلف نیز بر رفتار پی نواری مجاور شیب بررسی شد. نتایج نشان داد که تقویت کردن شیب رسی با ستون سنگی، در همه حالت‌ها موجب افزایش ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیب می‌شود. هم‌چنین مسلح کردن ستون سنگی با دورگیر، سبب بهبود عملکرد ستون سنگی و افزایش ظرفیت باربری پی نسبت به حالت مشابه ستون سنگی غیرمسلح می‌شود. طول بهینه ستون سنگی غیرمسلح قرار گرفته در زیر پی 4 برابر قطر ستون است. بیش‌ترین تأثیر ستون سنگی روی ظرفیت باربری پی نواری زمانی اتفاق افتاد که ستون سنگی در زیر پی قرار گرفت و با افزایش فاصله بین مرکز ستون و مرکز پی، ظرفیت باربری پی کاهش یافت. هم‌چنین با بررسی راندمان گروه ستون‌های سنگی مشخص شد در هر دو حالت مسلح و غیرمسلح، عملکرد گروه دوتایی ستون‌های سنگی در مقایسه با گروه سه‌تایی بهتر است.

---

مشهد دومین کلان شهر ایران ‌‌‌‌است. به‌دلیل برداشت بیش از حد از منابع آ‌ب‌های زیرزمینی، عوارض فرونشست به‌صورت شکاف زمین و ترک در دیوار سازه‌های مسکونی در حریم شمالی شهر مشهد مشاهده شده است. هدف از این پژوهش پایش دقیق نرخ فرونشست سالانه به‌کمک تمامی داده‌های موجود و علت‌یابی این پدیده با توجه به‌ویژگی‌های زمین‌شناختی و هیدروژئولوژیکی منطقه است. ابتدا به‌کمک روش ترازیابی دقیق که قدیمی‌ترین داده‌ها را از فرونشست زمین در اختیار قرار می‌دهد، سابقه فرونشست بررسی شده است. سپس پردازش تداخل‌سنجی راداری برای کل دشت مشهد به‌کمک 23 تصویر ماهواره ENVISAT انجام گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که دو کاسه فرونشستی یکی از شمال‌غرب و دیگری از جنوب‌شرق وارد حریم شهر مشهد شده است و در دشت مشهد در سال 2010 محدوده‌ای به‌وسعت km² 7/13 با میزان بیش از cm/year20 در حال فرونشست بوده است. بررسی مقاطع زمین‌شناسی که به‌صورت طولی و عرضی دشت را قطع کرده‌اند، نشان می‌دهد، بیش‌ترین میزان فرونشست در مناطق با افت شدید سطح آب زیرزمینی، بافت خاک تناوب ریزدانه و درشت‌دانه و ضخامت زیاد آبرفت ایجاد شده است. هسته مرکزی شهر مشهد نیز از نظر زمین‌شناسی بسیار مستعد فرونشست است و پیش‌بینی می‌شود در صورت کاهش ورودی پساب به آبخوان شهری در آینده فرونشست چشم‌گیری در این مناطق ایجاد شود.
 

---

پی‌های رینگی به‌دلیل کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، اهمیت و حساسیت زیادی دارند، بنابراین یافتن راه‌هایی برای بهبود رفتار این‌گونه از پی‌ها می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. یکی از این راه‌ها که بسیار ارزان قیمت است و هم‌چنین کمک شایانی به حفظ محیط‌زیست می‌کند، استفاده از خرده لاستیک حاصل از مواد دورریزی مانند لاستیک‌های مستعمل در امر تسلیح خاک است. در پژوهش حاضر به بررسی رفتار پی‌های رینگی با قطر خارجی ثابت 300 میلی‌متر و قطر داخلی متغییر (90، 120 و 150 میلی‌متر با نسبت قطر داخلی به خارجی 3/0، 4/0 و 5/0) که مستقر بر بسترهای ماسه‌ای غیرمسلح و هم‌چنین مسلح شده با خرده لاستیک دانه‌ای است، می‌پردازیم. نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی نشان می­دهد در هر دو بستر غیرمسلح و هم‌چنین مسلح شده با خرده لاستیک دانه‌ای، پی رینگی با نسبت قطر داخلی به خارجی 4/0 بیش‌ترین ظرفیت باربری و کم‌ترین نشست را دارد. هم‌چنین افزودن ضخامت لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک تا ضخامتی بهینه که برابر با نصف قطر خارجی پی رینگی است، می‌تواند ظرفیت باربری را تا 5/41% نسبت به حالت غیرمسلح افزایش دهد و افزایش بیش‌تر این ضخامت باعث کاهش مجدد ظرفیت باربری پی رینگی می‌شود. در ضمن افزودن یک لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک می‌تواند تنش­های قائم انتشار یافته در بستر زیرین پی را تا 6/24% نسبت به حالت غیرمسلح کاهش دهد.