نشریه زمین شناسی مهندسی

---

در این تحقیق با استفاده از روش اجزای محدود، رفتار لرزه­ای دیوارهای خاک مسلح و ارزیابی پاسخ دینامیکی آن‌ها، با تکیه بر مشاهدۀ انواع مودهای تغییر شکل و تشخیص ساز و کار­های مختلف گسیختگی و شناسایی متغیرهای مؤثر در شکل‌گیری هر یک از مودها و ساز و کار­ها بررسی شده است. جزئیات مدل‌سازی عددی، مدل‌های رفتاری و مشخصات مصالح تشریح و پاسخ دینامیکی مدل با مدل فیزیکی آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. بر  روی دیواری به ارتفاع 5 متر توسط پارامترهای مؤثر مانند سختی، نسبت طول به ارتفاع، فاصلۀ قائم مسلح‌کننده و ارتفاع دیوار از نظر پارامتریک بررسی شده است که دو نوع مود تغییرشکل مشاهده شد. این بررسی­ها نشان داده است که استفاده از مسلح‌کننده­های انعطاف‌پذیر مود تغییر شکل را به‌سمت تغییر شکل شکمی¹ و مسلح کننده­های سخت­تر را به‌سمت تغییر شکل واژگونی² سوق می­دهد. سختی مسلح کننده­ها به‌عنوان مؤثرترین متغیر و نسبت طول به ارتفاع مسلح‌کننده به‌عنوان کم اثرترین متغیر، در تغییر نوع تغییر شکل نمای دیوارها بوده است.

---

ایران در زمره کشورهایی است که گسترۀ وسیعی از خاک‌های رمبنده دارد و در صورت شناسایی نشدن این نوع خاک‌ها، اگر سازه، راه و یا خطوط ریلی روی آن‌ها احداث شود، در اثر اشباع شدن خاک، مشکلات چشم‌گیری ایجاد می‌کند در دشت سمنان نیز به‌دلیل وجود شکست‌‌های خاک در محل عبور راه‌های مواصلاتی مهم، مواردی از رمبنده بودن خاک مشاهده شده است. در مسیر راه آهن تهران- سمنان به‌علت بهره‌برداری از خط و عدم امکان مسدودی خط یکی از راه حل‌هایی که می‌تواند به‌طور مؤثر برای اصلاح مشکلات ناشی از وجود خاک‌های رمبنده استفاده شود تزریق برجا است. در این پژوهش برای اصلاح خاک منطقۀ بررسی شده با استفاده از تزریق، ماده تزریقی آهک به‌دلیل وجود رس در خاک، استفاده شده است. نتایج آزمایش‌های میدانی و آزمایشگاهی بیان‌گر آن است که با توجه به سیمانتاسیون رسی موجود بین ذرات خاک محل، تزریق آهک منجر به کاهش چشم‌گیر پتانسیل رمبندگی خاک در شرایط اشباع و افزایش ظرفیت باربری خاک در مقایسه با سایر مواد تزریقی شده است.از این رو، به‌عنوان راه‌کاری مناسب در موارد مشابه پیشنهاد می‌گردد.

---

اولویت‌بندی روش بررسی زیرسطحی نقش مهمی در مدیریت اقتصادی و ایمنی پروژه‌های زیرزمینی دارد. در این پژوهش شیوه جدیدی برمبنای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و شباهت به گزینۀ ایده­آل (TOPSIS) برای اولویت­بندی روش‌های بررسی مسیر تونل سبزکوه از میان طیف گسترده‌ای از روش‌های ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی پیشنهاد شده است. برای این کار ابتدا مهم‌ترین عامل مؤثر بر انتخاب بهترین روش بررسی زیرسطحی این پروژه بررسی شده و سپس با به‌کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) عوامل بررسی شده به‌صورت زوجی مقایسه و وزن هر یک از عوامل محاسبه شده است. علاوه بر این، از روش شباهت به گزینۀ ایده‌آل برای انتحاب نزدیک‌ترین روش به حالت ایده­آل بررسی زیرسطحی مسیر تونل سبزکوه بهره گرفته شده است. در نهایت از بین 6 گزینۀ بررسی زیرسطحی پیشنهاد شده برای تونل، در هر دو روش AHP و TOPSIS پژوهش‌های لرزه­ای به‌عنوان بهترین گزینه، و بقیه گزینه­ها با توجه به وزن مورد نظر در اولویت­های بعدی قرار گرفتند.

---

تکنیک‌های مختلفی به‌منظور به‌سازی خاک‌های نرم ارائه شده است. یکی از مناسب‌ترین روش‌ها استفاده از ستون‌های سنگی است. ظرفیت باربری ستون‌های سنگی وابسته به احاطه کردن خاک نرم در یک سلول محیطی است. از این‌رو یکی از روش‌های مورد نیاز برای افزایش تنش دورگیر در ستون‌های سنگی استفاده از روکش­‌های ژئوگرید است. در این مقاله، تأثیر روکش‌های ژئوگریدی در بازسازی ستون سنگی و تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل درصد جای‌گزینی، طول و سختی عناصر تسلیح در کاهش تغییرشکل زمین و افزایش ظرفیت باربری بررسی شد. هم‌چنین نتایج برای ستون‌های سنگی با و بدون عناصر تسلیح ارائه شده است. به‌منظور تحلیل عددی خاک نرم به‌سازی شده با ستون سنگی از نرم‌افزارPLAXIS 2D استفاده شد. نتایج نشان داد که ظرفیت ستون سنگی با عناصر تسلیح افزایش یافته است. هم‌چنین با افزایش طول و سختی عناصر تسلیح، ظرفیت باربری افزایش می‌یابد. در نهایت یک ضریب نسبت نشست براساس نسبت نشست زمین به‌سازی شده به زمین به‌سازی نشده ارائه شده است. زمین به‌سازی شده با استفاده از ستون سنگی با و بدون عناصر تسلیح باعث کاهش نسبت نشست می‌شود. در نهایت مقدار نسبت نشست حاصل از این بررسی با رابطۀ ارائه شدۀ پورشاسب و مایرهوف در سال 1997 مقایسه شد.

---

آگاهی از مدول تغییرشکل سنگ برای طراحی سازه‌های ژئوتکنیکی و مدل‌سازی مخازن نفتی اهمیت زیادی دارد. در حالت کلی برای تعیین مدول تغییرشکل‌پذیری سنگ دو روش مخرب یا استاتیکی و غیرمخرب یا دینامیکی وجود دارد، لیکن باتوجه به زمان‌بر بودن و هزینۀ زیاد روش‌های مخرب نسبت به افزایش عمق، استفاده از روش‌های غیرمخرب متداول‌تر است. از آن‌جاکه سازند آسماری به‌طور گسترده‌ای در بخش چشم‌گیری از غرب و جنوب‌غرب کشور رخنمون داشته و پروژه‌های مهندسی زیادی در این سازند اجرا و در دست بررسی است، بررسی خصوصیات ژئومکانیکی آن اهمیت خاصی دارد. ارائۀ عمده روابط تجربی در زمینۀ ارتباط مدول‌های استاتیکی و دینامیکی با توجه به پژوهش‌های انجام شده در مناطق دیگر جهان و پراکندگی و مستقل بودن پژوهش‌های انجام شده بر سازند آسماری به‌دلیل وسعت زیاد آن از یک طرف و اهمیت سازند مذکور از نظر پروژه‌های نفتی و عمرانی از طرف دیگر، لزوم ارائه معیاری فراگیر حاصل از تمامی بررسی‌های انجام شده روی سازند آسماری که بتواند بیان‌کننده ارتباط بین مدول‌های استاتیکی و دینامیکی در آن باشد را نمایان‌تر کرده است. در این راستا در مقالۀ حاضر با استفاده از مدول‌های به‌دست آمده از روش ژئوفیزیکی درون گمانه‌ای و مدول‌های استاتیکی به‌دست آمده از نتایج آزمایشگاهی سنگ سالم در تونل قلاجه واقع در سازند آسماری در استان ایلام، ارتباط بین مدول‌های دینامیکی و استاتیکی ساختگاه تعیین و سپس با بررسی تحقیقات و معیارهای ارائۀ شده قبلی در این سازند، رابطه‌ای فراگیر برای بیان ارتباط بین مدول‌های استاتیکی و دینامیکی ارائه شد. 

---

از اصلی­ترین مشکلات در ارتباط با باطله­های معدنی، بحث تشکیل پساب­های معدنی به‌صورت اسیدی تا قلیایی و انتقال فلزات سمی در مناطق پایین دست است. بنابراین ارزیابی پتانسیل آلودگی این نوع باطله­ها امری پر واضح است. پژوهش حاضر با هدف پایش غلظت فلزات سنگین و ارزیابی پتانسیل تولید یا خنثی­سازی آلودگی در باطله­های سرب و روی تیپ سولفیدی با میزبان کربناتی در معدن انگوران است. در این راستا، تعداد 47 نمونه از بخش­های مختلف سطح دمپ باطله برداشت و غلظت عناصر S، Ca و Mg و هم‌چنین فلزات سنگین مانند As، Cd، Cr، Cu، Ni، Pb و Zn به‌وسیلۀ روش ICP-MS تجزیه شد. از شاخص آلودگی به­منظور پهنه‌ندی ریسک آلودگی کل فلزات سنگین استفاده شد و سپس از روش استاتیکی اسید- باز اصلاح شده برای ارزیابی پتانسیل آلودگی استفاده و نتایج با روش کریجینگ مدل­سازی شد. با توجه به مقادیر کم سولفور کل (کم‌تر از 1%)، تمام نمونه­ها پتانسیل خنثی­سازی خالص بالایی با دامنه بین 990-49 کیلوگرم کربنات کلسیم بر تن از خود نشان دادند. به­منظور تعیین منشأ خنثی­سازی و تفسیر بهتر نتایج استاتیکی از روی‌کرد کانی­شناسی (مجموع غلظت Mg+Ca) استفاده شد. نتایج روی‌کرد کانی­شناسی با یک هم‌بستگی بالا (99/0R=)با روی‌کرد آزمایشگاهی، کانی کلسیت را به‌عنوان منبع اصلی خنثی ­ساز  معرفی کرد ه‌منظور اعتبارسنجی نتایج، تجزیه XRD روی 4 نمونه انجام و حضور کانی کلسیت به‌عنوان فراوانترین و بارزترین منبع خنثی­سازی تأیید شد.

---

وجود املاح سدیم در بعضی از خاک‌های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیدۀ واگرایی در این خاک‌ها می‌شود. عدم شناسایی دقیق رس‌های واگرا خسارات و خرابی‌هایی را به‌دنبال دارد زیرا ذرات خاک‌های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به‌سرعت شسته می‌شوند. در این پژوهش به بررسی میزان واگرایی خاک‌های رخنمون یافته در جنوب شرق یزد پرداختیم و در نهایت اصلاح پتانسیل واگرایی خاک با استفاده از نانو سلولز بررسی ‌شد. پس از انجام یک‌سری آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، مشخصات خاک‌های بررسی شده تعیین شد و درجۀ واگرایی خاک‌ها با انجام آزمایش‌های شیمیایی، پین‌هول،کرامب و هیدرومتری مضاعف مشخص شد. هم‌چنین با استفاده از سیستم طبقه‌بندی، واگرایی خاک­ها بررسی ‌شد. نهایتاً تثبیت واگرایی خاک با تهیه نمونه‌های ترکیب شده با 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو سلولز انجام شد. نتایج نشان داد که خاک‌های بررسی شده در گمانه A دارای واگرایی متوسط و در گمانه B واگرایی شدید تا کمی واگرا است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت هر چه به‌سمت مرکز دشت نزدیک‌تر شویم واگرایی بیش‌تر می­شود. هم‌چنین نتایج آزمایش‌های تثبیت واگرایی خاک نشان داد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر به‌ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. افزایش مقاومت تک‌محوری و عدد CBR نمونه‌ها نشان می‌دهد افزایش نانو سلولز تأثیر مثبت بر نمونه‌های اصلاح شده دارد و موجب اصلاح واگرایی خاک این منطقه می‌شود.