نشریه زمین شناسی مهندسی

---

در این مقاله از یک پی منفرد صلب با ابعاد و پارامترهای هندسی مشخص بر روی خاک ماسهٔ رس‌دار استفاده شده است. مدل مذکور با نرم‌افزار تحلیلی FLAC به روش تفاضل محدود در حالت استاتیکی و تحت مؤلفهٔ قائم شتاب زمین حاصل از سه شتاب‌نگاشت زلزله، تحلیل شده است. هم‌چنین تحلیل‌های دینامیکی با درصدهای مختلف سیمان مجددا تکرار شده است. منحنی‌های نشست- بار در حالت استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده و میزان ظرفیت باربری در این حالت‌ها بررسی شده است. پس از این تحلیل‌ها با تغییر پارامترهای الاستیک و پلاستیک خاک، ‌بر اثر تزریق درصدهای مختلف سیمان (2، 4 و6 درصد)، مجدداً تحلیل‌ها برای ترسیم نمودار نشست- بار انجام شده و ظرفیت‌های باربری در حالت‌های مختلف با یک‌دیگر مقایسه شده‌اند. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که با اضافه کردن 2، 4 و 6 درصد سیمان با شرایط خاص که در این پژوهش به آن اشاره می‌شود، ظرفیت باربری دینامیکی به ترتیب 7/2، 2/4 و 0/7 درصد، نسبت به خاک معمولی، افزایش می‌یابد

---

خاک‌های‌ دانه‌ای سیمانی شده در بسیاری از نقاط جهان یافت می‌شوند. از ویژگی‌های مهم این خاک‌ها قابلیت پایداری آن‌ها در شیب‌های تند طبیعی است. شیب‌های تند و قائم به کرات در نقاط متعددی از شهر تهران نیز مشاهده می‌شوند. با توجه به ماهیت دانه‌ای مصالح مزبور که از ظاهر آن‌ها نیز مشخص است پایداری طولانی مدت این شیب‌ها عمدتاً ناشی از مؤلفه‌های چسبندگی ناشی از سیمانی شدن است. در سال‌های اخیر پژوهش‌های زیادی بر خاک سیمانی شده آبرفت تهران انجام گرفته‌اند که اهمیت و ضرورت تحقیق بر رفتار این مصالح را روشن می‌سازد. در تحقیق حاضر مدلی برای تبیین رفتار مکانیکی خاک سیمانی شده با آهک، گچ و سیمان پرتلند ارائه می‌گردد. این مدل بر اساس تفکیک رفتار خاک سیمانته به دو بخش غیرسیمانی و باندهای سیمانته است. با مدل‌سازی رفتار این دو بخش به‌صورت مجزا و ترکیب آن‌ها بر اساس قوانین بقای انرژی و سازگاری تغییرشکل‌ها، رفتار خاک سیمانته مدل‌سازی می‌گردد. برای ارزیابی عمل‌کرد مدل، نتایج مدل‌سازی با آزمایش‌های سه محوری در شرایط زه‌کشی شده و زه‌کشی نشده مقایسه شده است. بر اساس بررسی انجام شده، رفتار تنش-کرنش و تغییر حجم خاک به‌همراه فشار آب حفره‌ای ایجاد شده در شرایط زه‌کشی نشده به‌خوبی با مدل پیشبینی شده است. این شرایط برای انواع مختلف سیمانتاسیون در نظر گرفته شده در تحقیق حاضر قابل مشاهده است. 

---

آگاهی از وضعیت تنش در بدنه سدهای خاکی از مهم‏ترین پارامتر‌های ارزیابی ایمنی سد است. به‌منظور اندازه‌گیری تنش از سلول‌ فشار کل استفاده می‌شود که این ابزار در بدنه سد‌های خاکی نصب می‌گردد. در زمان نصب سلول فشار، سطح حساس آن در تماس مستقیم با تودۀ خاک قرار گرفته تا تنش‌ کل موجود در خاک را اندازه‌گیری کند و در ترکیب با پیزومتر‌ها، فشار آب منفذی موجود در خاک را نیز برآورد می‌کند. به‌منظور دریافت نتایج صحیح و قابل قبول از سلول فشار باید این ابزار با دقت نصب شوند. اما در اکثر موارد، مقادیر اندازه‌گیری شده با این ابزار با مقادیر تئوری و پیش‌بینی شدۀ تنش، مطابقت ندارد و نتایج سلول فشار همراه با خطا است. عوامل متعددی بر خطاهای سلول‌های فشار تأثیرگذار هستند اما در این تحقیق به نقش ارتفاع و مدت زمان خاک‌ریزی در حین عملیات اجرای سد، به‏عنوان پارامتر‌های مؤثر بر مقادیر اندازه‌گیری، پرداخته شده است. بدین منظور سد سنگ‌ریزه‌ای البرز واقع در شمال ایران به‌عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. این سد خاکی با هسته رسی، دارای ارتفاع حداکثر 78 متر است. با استفاده از داده‌های رفتارنگاری و در نظر گرفتن تأثیر پارامتر‌های ارتفاع خاک‌ریزی و مدت زمان خاک‌ریزی، مدلی به‌منظور پیش‌بینی خطای سلول‌های فشار به‏روش GEP¹ با استفاده از نرم‌افزار جنی‌ایکس پروتولز² 4، ارائه شده است.  میزان R² برای این مدل، برابر با 98/0 است که این رقم نشان‌دهندۀ تطابق خوب مدل با داده‌های رفتارنگاری است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که پارامتر نسبت تفاضل ارتفاع به تفاضل مدت زمان خاک‌ریزی در حین اجرای سد البرز در ایجاد خطا در نتایج سلول‌های فشار سد نقش به‏سزایی داشته است

---

اخیراً کاربرد مکانیک سنگ در صنعت نفت سرعت چشم‌گیری پیدا کرده است. از جمله چنین کاربردهایی می‌توان به تحلیل پایداری در چاه‌های افقی و نیز تولید ماسه ضمن استخراج نفت از مخازن ماسه سنگی اشاره کرد. البته تخمین جهت و مقدار تنش‌های برجا پارامتر مهمی برای این‌گونه کاربردها است. این موضوع به‌قدری مهم است که تلاش جهانی برای اشتراک این‌گونه داده‌های گران‌قیمت صورت گرفته و نقشۀ جهانی تنش‌های برجا بر اساس گزارش‌های افراد مختلف از سراسر دنیا در حال تدوین است. در این تحقیق تلاش شده است که تنش‌های برجا در یک مخزن نفتی بر اساس داده‌های روتین مربوط به شکافت سنگ برای اسیدکاری تخمین زده شود که بر اساس معادلات مکانیک سنگ برای حفره‌های دایره‌ای می‌توان رابطۀ بین فشار لازم برای بازگشایی مجدد شکاف و مقدار تنش‌های برجا را به‌صورت تخمینی مشخص کرد. با استفاده از معادلات شناخته شده دارسی برای جریان در محیط‌های متخلخل، رابطۀ تخمینی بین حداقل و حداکثر تنش‌های برجا و پارامترهای مخزن نفت مثل نفوذپذیری، فشار مخزن، مدول الاستیسیته سنگ، ویسکوزیته اسید، فشار تزریق و غیره ارائه شده است. بنا بر این با داشتن سرعت جریان اسید تزریق شده برای تحریک چاه و سایر پارامترهای مخزن، می‌توان تنش‌های برجا را تخمین زد. این تکنیک امکان کسب اطلاعات مهم در مورد رفتار مکانیکی مخزن را فراهم می‌کند. سپس این روش در مخزنی به‌عنوان مطالعۀ موردی به‌کار گرفته شد. اهمیت این روش در مقیاس محلی و نیز در مقیاس جهانی برای کمک به توسعه و تطابق داده‌های مربوط به تنش‌های برجا در مناطق نفت‌خیز است.  

---

مقدار تنش برجا یکی از مهمترین پارامترها در طراحی سازه های زیرزمینی می باشد. روشهای متداول اندازه گیری تنش برجا مانند روش شکست هیدرولیکی دارای دو ضعف عمده ی زمان و هزینه بر بودن می باشند، از این رو اندازه گیری تنش برجا به روش های غیر مستقیم در حال گسترش می باشد. از جمله روشهای غیر مستقیم اندازهگیری تنش برجا روشهای انتشار آوایی بوده که بر مبنای تئوری اثر کایزر استوار است. سنگ‌ وقتی تحت تنش قرار میگیرد، از خود سیگنالهای صوتی منتشر می کند. این پدیده انتشار آکوستیک نامیده میشود و اثر کایزر به عنوان فقدان انتشار آکوستیک در سطوح تنش پایینتر از تنش ماکزیمم اعمال شده قبلی تعریف می شود. به عبارت دیگر تا زمانی که سنگ به سطح تنش پیشین خود نرسد، انتشار آکوستیکی قابل توجهی از خود نشان نمی دهد. عوامل متعددی در اثر کایزر موثر است که از جمله آنها می توان به زمان تاخیر، دما، فابریک سنگ، تخلخل، سطوح درزه و ناپیوستگی و به طور کلی ساختارهای زمین شناسی نام برد. در این مقاله بررسی اثر زمان تاخیر در اثر کایزر مورد توجه قرار گرفته است. به زمانی که بین عملیات گرفتن مغزه و آزمایش انتشار آوایی سپری می شود، زمان تاخیر اطلاق می شود. نمونه سنگ های آهک برای مطالعه انتخاب و پس از پیش بارگذاری، آزمایش انتشار آوایی با زمان تاخیر های مختلف بروی این نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که نسبت تنش بازیابی شده به تنش پیشین تا یک محدوده زمانی، کمتر از یک و بعد از آن روند افزایشی داشته تا اینکه بعد از گذشت سه ماه از یک بیشتر می شود.

---

در این مقاله، ظرفیت باربری پی های نواری، روی بستری از خاک های دانه ای مسلح شده با فیبر، بررسی شده است. برای تحلیل از روش مشخصه‌های تنش استفاده گردیده است. معیار گسیختگی در نظر گرفته شده، توزیع جهت گیری مسلح کننده‌ها را به صورت ایزوتروپ در نظر می‌گیرد و از پارگی مسلح‌کننده‌ها صرف‌نظر می‌کند. اثرات لرزه‌ای به صورت ضرایب شبه‌استاتیکی افقی و عمودی در معادلات تعادل تنش لحاظ شده است. معادلات تعادل تنش با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده‌اند. برای حل مسئله، برنامه‌ای نوشته شده است که قادر است با داشتن پارامترهای ورودی خاک و مسلح‌کننده، شبکه مشخصه‌ها را تعیین کرده و ظرفیت باربری را محاسبه نماید. ظرفیت باربری به صورت ضرایب ظرفیت باربری ناشی از وزن خاک و سربار بیان شده است. برای استفاده‌های کاربردی، نمودارهایی برای تعیین این ضرایب تهیه شده است. یک حل به فرم بسته نیز برای ظرفیت باربری ناشی از سربار ارائه شده است. با انجام تحلیل‌های پارامتری، تأثیر پارامترهای خاک و مسلح‌کننده روی ظرفیت باربری و شکل ناحیه گسیختگی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که ظرفیت باربری با افزایش هر یک از پارامترهای غلظت متوسط فیبرها، نسبت ظاهری فیبرها، زاویه اصطکاک بین خاک و فیبر و زاویه اصطکاک خاک ظرفیت باربری افزایش می‌یابد. همچنین ناحیه گسیختگی با افزایش ضرایب لرزه‌ای و کاهش سربار، کم‌عمق‌تر می‌شود.

---

پایداری سدهای خاکی در شرایط تراوش پایدار به‌ویژه در حین زلزله بسیار مهم است. تحلیل‌‌های عددی به‌وسیلۀ نرم‌‌افزار نیازمند مدل‌‌سازی صحیح و واقع‌‌بینانۀ مراحل ساخت است. از آن‌‌جا‌که سدهای خاکی در لایه‌‌های مختلف ساخته می‌‌شوند، به‌منظور حصول طراحی معقول، این شرایط باید در مدل‌‌سازی نرم‌‌افزاری نیز لحاظ شود. در این پژوهش، یک سد خاکی با استفاده از نرم‌‌افزار PLAXIS مدل شده و اثرات تعداد و شکل لایه‌‌ها در شرایط خشک و هم‌چنین تراوش بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل‌‌های استاتیکی و شبه‌‌استاتیکی نشان می‌‌دهد که مدل‌‌سازی سد خاکی در لایه‌‌بندی‌‌های مختلف اثرات مهمی بر تنش‌‌های برشی و تغییر مکان‌‌های افقی بدنۀ سد دارد. برای نمونه تغییر مکان‌‌های افقی و تنش‌‌های برشی در مدل‌‌های لایه‌‌بندی شده دست کم به‌ترتیب به میزان 50 و 17 درصد نسبت به مدل تک لایه افزایش می‌‌یابند. با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌‌توان گفت مدل‌‌سازی سد خاکی به‌صورت لایه‌‌بندی شده و ترجیحاً در در لایه‌‌های شیب‌دار معقول‌‌تر است.

---

تعیین جهت و مقدار تنش‌های برجا پیش‌نیاز اساسی در حفر چاه‌های نفت و انجام عملیات توسعه میادین نظیر شکافت هیدرولیکی محسوب می‌شود. تحلیل شکستگی‌های برشی یکی از روش‌های تعیین جهت و مقدار تنش‌های برجا است. شکستگی‌های برشی به‌دلیل اعمال فشار گل حفاری کم‌تر از مقدار بهینه، به موازات جهت تنش برجای افقی حداقل (S_h) در دیواره چاه گسترش می‌یابند. در این پژوهش، جهت و مقدار این تنش‌ها در یکی از چاه‌های نفت منطقه اهواز به‌روش تحلیل شکستگی‌های برشی اندازه‌گیری شده است. بر این اساس، جهت تنش برجای افقی حداکثر (S_H) در امتداد E35N و جهت S_h نیز در راستای W55N قرار دارد. بزرگای تنش برجای قائم (S_V) کم‌تر از مقدار S_H و بیش‌تر از مقادیر S_h است که بیان‌گر وجود رژیم تکتونیک امتدادلغز در منطقه است. تعیین جهت و مقدار این تنش‌ها امکان تخمین فشار بهینه گل حفاری و انتخاب مسیر مناسب حفاری در حفر چاه‌های انحرافی را فراهم می‌کند

---

تزریق CO₂ در سازندهای زمین­شناسی، مانند مخازن تخلیه شده نفت و گاز، علاوه بر مزیت­های زیست­محیطی یکی از روش­های مؤثر ازدیاد برداشت نفت به‌عنوان ازدیاد برداشت ثالثیه است. وجود مخازن دارای افت فشار و نیازمند به تزریق گاز در جنوب غرب ایران از یک طرف و داشتن اثرات فنی و زیست­محیطی از طرف دیگر سبب ایجاد پتانسیل مناسبی جهت تزریق گاز CO₂ برای ازدیاد برداشت در این منطقه شده است. برای انجام یک پروژه تزریق CO₂، در اولین گام، یک ارزیابی از وضعیت فشار منفذی مخزن، مقادیر و جهت‌گیری تنش‌های برجا و وضعیت شکستگی­ها و گسل­ها مورد نیاز است. در این پژوهش، ابتدا فشار منفذی بر اساس روش ایتون تغییر یافته^[1]برای 47 چاه برآورد و با داده­های آزمون مجدد سازند^[2] و فشار گل اعتبارسنجی شد. مقادیر تنش‌های برجا برای 47 چاه در طول میدان گچساران، با استفاده از روابط پوروالاستیک، تخمین زده و با استفاده از داده­های آزمون­های نشت و نشت تمدید یافته^[3] اعتبارسنجی شد. سپس جهت­گیری تنش‌های برجای افقی و شکستگی­ها بر استفاده نگاره­های تصویری بررسی شد. رژیم تنش در میدان بررسی شده نرمال تعیین شد. در نهایت با استفاده تئوری گسل در حالت تنش بحرانی وضعیت شکستگی­ها و گسل­ها از نظر فعالیت هیدرولیکی و مکانیکی ارزیابی شد. در این بررسی گسل­های شمارۀ 15، 6، 10 و 2 به‌ترتیب مستعدترین گسل­ها برای فعالیت مجدد در طی تزریق CO₂ بودند. 
 

---

تحلیل زمان، مکان و بزرگی پیش‌لرزه‌ها و پس­لرزه‌ها از جمله مواردی است که در دهه‌های اخیر مورد توجه متخصصان رشته‌های مرتبط از جمله زمین‌لرزه‌شناسان، مهندسان سازه، مدیران بحران و دیگر علوم مرتبط قرار گرفته است. زیرا این تحلیل‌ها در کنار شناسایی شرایط لرزه‌زمین‌ساختی منطقه و رفتار گسل مسبب زمین­لرزه، کمک زیادی به روندیابی پیش‌لرزه‌ها و پس‌لرزه‌ها با هدف کاهش تلفات و حتی کاستن تنش‌های روانی جامعه آسیب دیده و بازمانده در منطقه زلزله‌زده و مدیریت کارآمد بحران در آن شرایط می‌کند. در این مقاله به بررسی و ارزیابی داده‌های مربوط به یک زمین‌لرزه واقعی و تجربه مشابه به‌دست آمده از دیگر زمین‌لرزه‌ها و ارائۀ الگویی کاربردی در زمینۀ پیش‌بینی پارامترهای زمین‌لرزه اصلی و هم‌چنین مکان‌یابی و تعیین بزرگی و زمان پس‌لرزه‌ها با هدف کاهش اثرات ناشی از آنها در مناطق زلزله‌زده می‌پردازیم. بر این اساس، در پژوهش حاضر، نتایج بررسی‌های مربوط به تحلیل مبنایی پارامترهای پیش‌لرزه‌ها و پس‌لرزه‌های زمین‌لرزه آذرماه 1391 زهان در استان خراسان جنوبی بررسی شد. اهمیت بررسی و پژوهش‌های کاربردی در این بخش از ایران به دلیل این است که این بخش از ایران با این‌که در دهه‌های گذشته شاهد زمین‌لرزه‌های مخرب و بزرگی بوده است، در بیش از دو دهۀ اخیر، با یک نبود لرزه‌ای مشخص مواجه شده است. چنین شرایطی، بررسی متمرکزتر در بارۀ تغییرات لرزه‌خیزی در این محدوده، به‌دلیل قریب‌الوقوع بودن یک زمین لرزه بزرگ را ضرورت می‌بخشد. نتایج به‌دست آمده از این پژوهش روی تحلیل روند تغییرات پیش‌لرزه‌ها نشان داد که با بررسی تغییرات مکانی،‌ بزرگی و عمق پیش‌لرزه‌ها می‌توان تا حدود زیادی به روند یابی پارامترهای زمین‌لرزه‌ اصلی رسید. ضمن این‌که فراوانی پس­لرزه­ها و فواصل زمانی(سکون لرزه­ای) مشخص بین آنها می‌تواند به‌عنوان نشان‌گرهایی برای شناسایی زمان پس­لرزه­های بزرگ‌تر استفاده شود و تحلیل‌های انجام شده در این پژوهش نشان داد روش‌هایی از جمله مدل‌های ارائه شده در بارۀ سری زمانی در کنار تحلیل سکون لرزه‌ای به تدقیق زمان پیش‌بینی پس‌لرزه‌های بزرگ می‌انجامد.
 

---

تونل­های کم‌عمق نقش حیاتی در برنامه­ریزی شهری و خطوط حمل و نقل ریلی و جاده‌ای دارند. وجود این حفرات زیرسطحی می­تواند باعث تمرکز تنش شده و ناپایداری این فضاها را در برابر بارهای استاتیکی به‌ویژه دینامیکی در پی داشته باشد. از این‌رو، هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر وجود حفره بیضوی و جهت­یابی آن بر رفتار ماسه سنگ تحت بارهای استاتیکی فشاری و دینامیکی کششی است. به‌منظور ارزیابی تأثیر حفره در برابر شرایط تنش استاتیکی دو گروه از مغزه­های ماسه سنگی بدون حفره و حفره­دار با جهت­یابی 0و 30و 60 و 90 درجه فراهم شده و تحت آزمون بارگذاری فشاری تک‌محوری قرار گرفتند. حین آزمون علاوه بر ثبت تنش، با به‌کار بردن کرنش سنج، سنسور ثبت انتشار امواج صوتی و دوربین، آسیب و تغییر شکل‌پذیری نمونه­ها ثبت شد. برای انجام آزمون بارگذاری دینامیکی از دستگاه میلۀ فشار هاپکینسون استفاده شد. به­علاوه روند گسترش آسیب با استفاده از دوربین با سرعت زیاد با نرخ یک عکس در 10 میکروثانیه، ثبت شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که وجود حفره باعث کاهش مقاومت سنگ در بیش‌ترین حالت (0=θ) تا 55 درصد و در کم‌ترین حالت (90=θ) تا 77 درصد مقاومت فشاری تک‌محوری می­شود. آزمون بارگذاری دینامیکی کششی نشان می­دهد که حفره بیضوی نزدیک­تر به مرز انعکاس موج فشاری به کششی به‌علت قرارگیری در منطقه سوپر پوزیشن سالم مانده در حالی­که حفره موجود در خارج از این منطقه با هر جهت یابی دچار گسیختگی ورقه­ای شده است. بررسی سطح شکست با استفاده از تجزیۀ میکرسکوپ الکترونی و بررسی مقطع نازک نشان داد که شکستگی غالب از نوع مرز بلوری بوده است و سیمان اکسید آهن نقش کلیدی در توسعه این نوع شکستگی دارد.
 
 

---

نسبت تمرکز تنش(n) یکی از پارامترهای مهم در امر بهسازی زمین به‌روش ستون سنگی است. مقدار نسبت تمرکز تنش (n) که به‌صورت نسبت تنش وارد بر ستون سنگی به تنش وارد بر توده خاک اطراف تعریف می‌شود. در این مقاله نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاهی به‌منظور بررسی تغییرات نسبت تمرکز تنش در هنگام اعمال بارهای قائم و برشی هم‌زمان استفاده شده است. برای مدل‌سازی فیزیکی از دستگاه برش مستقیم بزرگ با ابعاد 305×305 میلی‌متر و ارتفاع 152.4 استفاده شده است. برای محاسبه میزان تنش وارد بر ستون‌های سنگی و خاک اطراف از لودسل‌های مینیاتوری استفاده شده است. آزمایش‌ها در سه آرایش قرارگیری ستون سنگی شامل آرایش منفرد و مثلث و مربعی، در سه نسبت ناحیۀ اصلاح شده 4/8 و 12 و 4/16 درصد و 3 سربار قائم 55 و 75 و 100 کیلوپاسکال انجام شد. در ساخت بستر و ستون سنگی به‌ترتیب از ماسه سست و سنگ شکسته استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد نسبت تمرکز تنش با افزایش قطر ستون سنگی و تنش قائم کاهش می‌یابد و هم‌چنین نسبت تمرکز تنش در آرایش مربع دارای بیش‌ترین و در آرایش منفرد دارای کم‌ترین مقدار است. در تمامی آرایش‌های قرارگیری ستون سنگی مقدار نسبت تمرکز تنش تا میزان جابه‌جایی افقی برابر 2 تا 3 میلی افزایش و بعد از آن با افزایش جابه‌جایی افقی مقدار نسبت تمرکز تنش کاهش می‌یابد و تقریباً به مقدار ثابتی می‌رسد. مقایسۀ پارامترهای برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی در حالت‌ها نسبت تمرکز تنش برابر با 1 و نسبت تمرکز تنش واقعی بدست آمده از نتایج آزمایش‌ها بیان‌گر آن است که مقادیر پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش‌ها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. هم‌چنین در نظر گرفتن نسبت تمرکز تنش برابر با 1 در محاسبات پارامترهای مقاومت برشی محافظه‌کارانه است و محاسبه پارامترهای مقاومت برشی معادل واقعی باید بر اساس نسبت واقعی تمرکز تنش محاسبه 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.
 

---

شکست هیدرولیکی، یکی از مهم‌ترین روش‌های تحریک مصنوعی در سازندهایی با نفوذپذیری کم است. پارامترهای مختلفی مانند رژیم تنش­ها، مقاومت کششی سنگ، مدول الاستیسیته، شدت جریان تزریق، نوع سیال شکست، ویسکوزیته سیال، فشار منفذی، مشبک‌کاری و تنش تفاضلی بر عملیات شکست هیدرولیکی تأثیر می گذارند. در بررسی‌های آزمایشگاهی، رژیم تنش‌ها و هندسه نمونه، از جمله عوامل مهم مؤثر بر شکست هیدرولیکی هستند. در این مقاله، پارامترهای مختلف عملیات شکست هیدرولیکی در 39 نمونه مکعبی سیمانی و 60 نمونه استوانه‌ای سیمانی تحت تنش‌های قائم و جانبی مختلف بررسی شده است. نتایج بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داد، در هر دو نوع هندسه بررسی شده، تحت تنش تک‌محوره، با افزایش تنش قائم، ابتدا میانگین فشار شکست، افزایش و سپس کاهش می‌یابد. هم‌چنین، در نمونه استوانه‌ای تحت تنش سه‌محوره، با افزایش تنش قائم، ابتدا میانگین فشار شکست افزایش یافته و سپس کاهش می‌یابد و در تنش‌های جانبی بالاتر، روند نزولی میانگین فشار شکست سریع تر رخ می‌دهد.
 

 

---

از عمده‌ترین دلایل اهمیت شناخت دقیق رفتار کائولین‌های متراکم شده آن است که عمده لایه‌های رویی پهنه‌های زمین‌شناختی تشکیل‌دهندۀ این نوع خاک به‌صورت غیراشباع در طبیعت یافت می‌شوند و با شناسایی این نوع خاک در یک منطقه می‌توان تمهیدات  لازم را برای مقابله با خرابی‌های احتمالی اندیشید. در خاک‌های غیراشباع از دو متغیر حالت تنش (تنش میانگین و مکش ماتریسی) استفاده می‌شود و مدل‌های موجود مکانیک خاک، قابلیت شبیه‌سازی رفتار پیچیده خاک‌های غیراشباع در حالت‌های مختلف بارگذاری نیرویی و محیطی (یعنی تغییرات مکش) را دارند. ولی در مقایسه با واقعیت موجود رفتار خاک، این مدل‌ها قادر به پیش‌بینی دقیق رفتار خاک‌های غیراشباع نیستند. در این پژوهش، سعی شده است با بررسی تفضیلی مدل رفتاری پایه بارسلونا به‌عنوان یک مدل ساختاری خاک غیراشباع، نقاط ضعف این نوع مدل شناسایی شده وبا انجام شبیه‌سازی کامپیوتری، فرمول‌بندی کامل مدل پایه خاک غیراشباع بارسلونا براساس مکانیک خاک حالت بحرانی و با استفاده از روش تفاضل محدود، پیاده‌سازی شوند و در ادامه رفتار این نوع خاک به‌صورت محیط متخلخل سه فازه شبیه‌سازی و با شرایط واقعی صحت‌سنجی شود. به‌منظور دست‌یابی به انطباق بهتر این مدل با واقعیت، تحلیل محاسباتی انجام شده است و با‌ در ‌نظر گرفتن نسبت بیش تحکیمی در معادلات تسلیم مدل پایه بارسلونا، مدل تکمیل شده پیشنهادی در یک پروژه عملی بهسازی با اختلاط عمیق خاک به‌منظور کنترل نشست به‌کار گرفته شده‌ است. در این تحقیق مشاهده شد در کائولین‌های متراکم، مسیرهای تنش در مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل عددی انجام شده در این پژوهش هم‌خوانی خوبی با یک‌دیگر دارند، از این‌رو مدل پیشنهادی می‌توانند در پیش‌بینی دقیق‌تر رفتار خاک‌های غیراشباع در مهندسی ژئوتکنیک و به ویژه خاکریزهای مهندسی به‌کار گرفته شود. هم‌چنین نتایج حاصل از استفاده از این مدل در کنترل نشست با بهسازی خاک به روش  اختلاط عمیق نتایج دقیق‌تری در مقایسه با واقعیت نشان می‌دهد