نشریه زمین شناسی مهندسی

---

در این پژوهش پدیده فرار آب از تکیه‌گاه چپ سد مارون بررسی شده است. سد مذکور که با ارتفاع 170 متر بر روی رودخانه مارون در شمال بهبهان احداث شده و با تنظیم آب رودخانه ضمن تولید برق و کنترل سیلاب، آب مورد نیاز کشاورزی را نیز تامین می‌کند. محل سد در کوه‌های زاگرس و در تنگ تکاب دارد. در این ناحیه سری پیوسته‌ای از سنگ آهک‌های کارستی، مارن، شیل و ژیپس به‌صورت چین خورده و گسل خورده از سن کرتاسه تا پلیئوسن موجودند. عمدهٔ حفاری‌های زیرزمینی از جمله تونل‌های انحراف 1و 2 در تکیه‌گاه چپ سد صورت گرقته است. قبل از آب‌گیری دریاچه، پوشش بتنی در قسمت وسط تونل انحراف 2 ایجاد شد ولی بخش بالا دست تونل بدون پوشش باقی ماند. با آب‌گیری دریاچه سد، کانال‌های کارستی موجود درسازند آسماری در تکیه‌گاه چپ که تونل انحراف 2 را قطع می‌کنند فعال شده و فرار آب اتفاق افتاد. کل تراوش از تکیه‌گاه چپ سد به 10 مترمکعب در ثانیه رسید. بر اساس بررسی‌های زمین‌شناسی مهندسی تفصیلی اقدامات علاج‌بخش انجام و فرار آب کنترل شد. در این پژوهش به منظور ارزیابی وضعیت تراوش و شرایط کارستی شدن آزمایش‌های انحلال‌پذیری، XRD و XRF انجام شد. نتایج حاصله نشان می‌دهد که نقش هیدروژئولوژیکی درزه‌های اصلی عمود بر ساختمان زمین‌شناسی محل، نوع مواد پرکننده درزه‌ها و ترک های بین لایه‌ای در توسعه کارست و افزایش تراوش چشم‌گیر است. بنا بر این در مدت بهره‌برداری از سد به‌علت واگرایی مواد پرکننده درزه‌ها وگسترش دهانه ناپیوستگی‌ها افزایش میزان تراوش از تکیه‌گاه چپ محتمل است

---

خاکهای شور ازجمله خاکهای مسئله دار میباشند که مشکلات فراوانی را در پروژه های عمرانی به وجود می آورند. نشست و تورم از جمله موضوع های بحرانی در خاکهای رسی شور می باشند. در این تحقیق رفتار تغییر حجمی- تحکیمی این نوع خاکها، همچنین تأثیر تثبیت و تسلیح بر آن مورد بررسی قرار گرفته است. محل مورد مطالعه در این تحقیق بزرگراه امیرکبیر واقع بین شهرهای قم و کاشان می باشد. پس از اخذ نمونه و آزمایش های مقدماتی نظیر دانه بندی، حدود اتربرگ و تراکم، ابتدا خاک محل تحت آزمایش های پتانسیل تورم و تحکیم قرار گرفت و پارامترهای تغییر حجمی خاک در حالت دست خورده و دست نخورده به دست آمد و مشخص گردید که نمونه دست خورده ی خاک مذکور دارای پتانسیل تورمی قابل ملاحظه ای میباشد، سپس نمونه های تثبیت شده خاک با درصدها و زمان های عمل آوری مختلف آهک و پلیمر رزین ـ اپوکسی، همچنین نمونه های تسلیح شده با درصدهای متفاوت الیاف پلیمری تحت آزمایش های پتانسیل تورم و تحکیم قرار گرفته و نتایج به دست آمده در دو حالت نمونه تثبیت نشده و نمونه تثبیت شده مورد مقایسه قرار گرفتند. با توجه به نتایج آزمایش های تحکیم و پتانسیل تورم، مشاهده می گردد که دستخوردگی به شدت بر روی رفتار تغییر حجمی خاک تاثیر می گذارد. نتایج بدست آمده از آزمایش پتانسیل تورم حاکی از کاهش پتانسیل تورم در نمونه های تثبیت شده نسبت به نمونه های تثبیت نشده می باشد.

---

اساسی­ترین روش برای کاربری زمین در مناطق کوهستانی ارزیابی خطر سقوط سنگ است که به‌علت گسترش ساخت­وساز در آن مناطق و خطر سقوط سنگ، مسائل جانی و مالی فراوانی ایجاد می­کند. هدف این مقاله ارزیابی خطر سقوط سنگ در شمال روستای یدک است. روستای یدک از توابع شهرستان قوچان در استان خراسان رضوی در شمال­شرق­­­­ ایران قرار دارد. وجود آهک­های تیرگان با درز و شکاف فراوان در شمال‌شرق این روستا سبب ناپایداری شیب و احتمال سقوط سنگ شده و برای مناطق مسکونی روستایی نزدیک شیب خطر آفرین است. نوع سنگ، ژئومورفولوژی، شبکه زه‌کش و فعالیت­های لرزه­ای از عوامل مؤثر در لغزش هستد. برای بررسی سیستم درز و شکاف­ها در منطقه، 180 ناپیوستگی برداشت و از نرم‌افزار Dips استفاده شده است. از آن‌جا که سقوط سنگ از جمله ناپایداری­های اصلی در شیب قسمت شمالی روستای یدک است، از برنامه Rocfall برای تعیین محدودۀ خطر و بررسی نحوۀ سقوط سنگ استفاده شده است. سرانجام نقشه پهنۀ خطر سقوط سنگ در این روستا با استفاده از نرم افزار GIS تهیه شده است.

---

پارامترهای الاستیک سنگ به دو روش دینامیکی و استاتیکی قابل اندازه­گیری هستند. در روش دینامیکی، با اندازه­گیری سرعت عبور امواج تراکمی (Vp) و برشی (Vs) در شرایط برجا و یا آزمایشگاه، ویژگی­های الاستیک دینامیکی سنگ به‌دست می­آیند. در روش استاتیکی نیز با انجام آزمایش­های تخریبی مانند مقاومت فشاری تک محوری و یا سـه محوری بر روی مغزه سنگ، پارامترهای مقاومتی و الاستیک استاتیکی اندازه­گیری می­شوند. روش­های استاتیکی نتایج واقع­بینانه­تری نسبت به روش­های دینامیکـی مـی­دهند، اما هزینه انجام آن بیش‌تر بوده و اندازه­گیری آن به نقـاط دارای مغزه سنگی محدود می­شود. متأسفانه پارامترهای دینامیکی و استاتیکی با یک‌دیگر برابر نیستند و معمولاً پارامترهای دینامیکی از پارامترهای استاتیکی متناظر خود بزرگ‌تر هستند. به‌منظور اندازه­گیری پیوسته ویژگی­های مکانیک سنگ در طول چاه، ایجاد روابط تجربی بین پارامترهای دینامیکی و استاتیکی ضروری به‌نظر می­رسد. در این پژوهش با انجام آزمایش­های مقاومت فشاری تک‌محوری و التراسونیک بر روی مغزه­های نفتی مربوط به سازندهای کربناته سروک و آسماری یکی از چاه­های نفتی جنوب غرب ایران، روابطی تجربی برای تخمین مقاومت فشاری تک‌محوره (c&sigma) و مدول یانگ استاتیکی (Es) بر اساس سرعت موج تراکمی (Vp) و مدول یانگ دینامیکی (Ed) پیشنهاد شده است که یکی از پیش­نیازهای اساسی برای تحلیل پیوسته پایداری در طول مسیر حفاری چاه­های نفت و گاز را تأمین می­کند.

---

تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ بکر در پروژه­های عمرانی از قبیل فضاهای زیرزمینی، سدها، پی­ها و پایداری شیب­ها که با سنگ سرو کار دارند از اهمیت چشم‌گیری برخوردار است. ارائۀ دقیق پارامترهای ژئومکانیکی نظیر مقاومت فشاری و مدول تغییر شکل سنگ، از نقطه نظر طراحی­ها نقش به‌سزایی دارد. ارزیابی این پارامترها اغلب هزینه‌بر، وقت‌گیر و بعضاً به‌لحاظ اجرایی مشکل است و ارائۀ معیاری برای تخمین مناسب آن‌ها می‌تواند در راستای تعداد، نوع آزمایش‌ها و صحت‌سنجی نتایج راه‌گشا باشد. از آن‌جا‌که سازند آسماری به‌طور گسترده­ای در بخش چشم‌گیری از غرب و جنوب غرب کشور رخ‌نمون دارد و پروژه‌های بزرگ مهندسی در ارتباط با این سازند است، بدین لحاظ به موضوع مذکور توجه شده است. مقالۀ حاضر با تجزیه و تحلیل داده­های آزمایشگاهی دو پروژۀ مهم مربوط به ساخت‌گاه سدهای خرسان 1 و 2 که عمدتاً در سازند آهکی آسماری بالایی است، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، دینامیکی و دوام­داری سنگ بکر و عوامل زمین‌شناسی کنترل کنندۀ تغییرات آن­ها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل می‌کند و محدودۀ تغییرات آن­ها با روابط تجربی با تقریب مناسبی ارائه شده است.

---

تعیین مقاومت تک‌محوره محصور نشده (UCS) به‌عنوان یکی از پارامترهای مکانیکی برای ارزیابی مقاومت سنگ در بسیاری از پروژه­های مهندسی لازم است. در برخی از پروژه­های مهندسی نظیر حفر چاه برای استخراج مواد هیدروکربوری به­دلیل عمق زیاد حفاری، محدودیت­هایی برای اخذ نمونۀ مناسب برای تعیین مقاومت فشاری تک‌محوری وجود دارد. از طرفی تعیین این پارامتر به‌منظور آنالیز پایداری جدار چاه و برنامه­های توسعۀ چاه لازم و ضروری است. بدین‌منظور ایدۀ استفاده از خرده‌های حفاری برای تعیین این پارامتر مطرح شده است. در این مقاله به‌منظور توسعۀ روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک‌محوری سنگ و مقاومت خرده ذرات، تعداد 7 نمونه سنگ آهک میکرایتی از رخ‌نمون­های سازند آسماری تهیه شده و پس از انجام آزمایش فشاری تک‌محوری و تعیین مقادیر UCS آن‌ها، نمونه­های مذکور خرد شد و 420 نمونه به‌عنوان خرده­های حفاری آماده­سازی شده است. با استفاده از دستگاه بارگذاری بر خرده ذرات مجزا، مقاومت فشاری تک‌ذره (SCS) خرده­های حفاری تعیین شده است. با توجه به تأثیر شکل خرده­ها بر مقاومت آن‌ها، همۀ خرده­های بررسی شده به شکل کروی در آمده است و به‌منظور بررسی اثر اندازۀ خرده بر مقاومت آن‌ها پژوهش بر روی خرده­ها، با قطرهای 2، 3 و 4 میلی‌متر انجام شده است. با تعریف متغیرهای مقاومت و اندازه، نمودارهایی برای تعیین مقاومت خرده ذرات پشنهاد شده که در آن‌ها اثر اندازۀ دانه در آزمایش بارگذاری بر ذرات مجزا حذف شده است. ضریب هم‌بستگی بین UCS و SCS در حالت­های مختلف بیش‌تر از 91/0 است که نشان‌دهندۀ هم‌بستگی قابل قبول این دو پارامتر با هم است.

---

شناخت خصوصیات زمین¬شناسی مهندسی سازندهای کربناته ایران به¬منظور تهیه یک بانک اطلاعاتی ضروری است. در این پژوهش ضمن انجام بررسی¬های صحرایی، مطالعات آزمایشگاهی به¬منظور تعیین خصوصیات سنگ شناسی، ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی بر روی پنج تیپ از سنگ آهک¬های سازندهای ایلام-سروک صورت گرفته است. با توجه به داده¬های به¬دست آمده ارتباط بین خصوصیات سنگ شناسی با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بررسی شده است. جهت بررسی ارتباط ویژگی¬های فیزیکی و مکانیکی از نرم¬افزار IBM SPSS Statistics (version 19.0) استفاده شد. روابط به¬دست آمده ضرایب همبستگی مناسبی دارند. با توجه به مطالعات مقاطع نازک سنگ عمده نمونه¬ها بر اساس رده¬بندی فولک، بایو¬میکرایت¬ هستند. خمیره آهکی تیره حاوی ماده آلی و احتمالاً کانی¬های رسی است. محیط تشکیل اکثر سنگ¬های آهکی مورد مطالعه عمیق بوده است. سنگ آهک¬های ایلام – سروک سخت¬شدگی زیاد و تخلخل پایین دارند و دارای دانسیته متوسط تا زیاد می¬باشند. سنگ¬های مذکور از دیدگاه دوام¬پذیری در رده خیلی مقاوم قرار می¬گیرند. مقاومت تراکمی تک¬محوری آنها متوسط تا زیاد می¬باشد. از لحاظ تراوایی سنگ¬هایی نفوذ¬ناپذیر هستند. با توجه به رده¬بندی مهندسی سنگ بکر سنگ آهک¬های ایلام – سروک در رده CM و CL قرار می¬گیرند. مطابق با آزمایش انحلال¬پذیری سنگ آهک، متوسط ثابت سرعت انحلال سنگ آهک¬ها برابر با 6- 10 × 39/1 متر بر ثانیه محاسبه شده است.

---

خاک های رمبنده معمولاً دارای ساختار باز بوده و پیوند بین ذرات ضعیف می باشد. این خاک ها به صورت سست رفتار کرده و در صورت اشباع شدن بدون تغییر در بار وارده و یا قرار گرفتن تحت نیروی ارتعاشی نشست زیادی کرده و ظرفیت باربری آن به شدت کاهش می یابد.
در تحقیق حاضر مقابله با خاک های رمبنده ی محدوده شمال شرق شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات انجام شده در آزمایشگاه و آزمایشات در محل نشان می دهد که خاک به افزایش رطوبت شدیداً حساس بوده و در صورت اشباع شدن، نشست اضافی قابل توجهی را در مدت زمان کوتاه ایجاد خواهد نمود. بنابراین می توان این خاک را دارای پتانسیل رمبندگی دانست. با توجه به احداث سازه¬های ریلی و احداث ساختمان در محل پروژه در اثر ارتعاش ناشی از عبور قطار ویا مرطوب شدن خاک، نشست زیاد خاک می تواند برای سازه های ریلی و ساختمان های موجود مشکل ایجاد کند و بنابراین باید خاک محل اصلاح و بهسازی شود.
به منظورمقابله با خاک های رمبنده محل پروژه و بهسازی آن روش های گوناگون از جمله جلوگیری از مرطوب شدن خاک، تراکم خاک، جایگزینی مصالح، استفاده از پی های عمیق، تثبیت با مصالح درشت دانه، تثبیت با آهک، تثبیت با سیمان و تثبیت با سیمان و مصالح دانه ای ارزیابی شده و بهترین روش با توجه به مشخصات سایت، ویژگی های سازه های احداثی و ملاحظات اجرایی و اقتصادی انتخاب شده است. با توجه به قرار گیری سازه های احداثی در محدوده شهری ، خاک ریز دانه ی محل، ملاحظات اقتصادی، مدت زمان اجرا و امکانات موجود بهسازی خاک با آهک به عنوان بهترین روش پیشنهاد شده است.افزودن آهک به خاک علاوه بر بهبود خواص مقاومتی خاک در کوتاه مدت و بلند مدت، سبب کاهش تورم و کاهش نفوذپذیری می شود. این خواص عملکردی آهک، آنرا در کوتاه مدت و بلند مدت از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر می کند.

---

استفاده از آهک راه‌ حلی برای تثبیت خاک رس است. بهبود ویژگی‌های خاک با استفاده از آهک عملیاتی سریع و ساده است که می‌تواند در پروژه‌های بزرگ یا کوچک، گنجانیده ‌شود. هدف از بهبود خاک با آهک، رسیدن به واکنشی فوری است که تقویت خاک با توجه به کاهش رطوبت و تغییرات شیمیایی در خاک رس را به‌طورچشم‌گیری به‌همراه دارد. روش آماده‌سازی نمونه‌ها برای بررسی پارامتریک تأثیر آهک بر مقاومت برشی، مهم است. در این تحقیق علاوه بر بررسی نحوۀ آماده‌سازی نمونه‌ها به بررسی تأثیر درصد آهک، درصد رطوبت عمل‌آوری و زمان عمل‌آوری بر مقاومت برشی خاک رس با استفاده از آزمایش برش مستقیم پرداخته شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که نحوۀ آماده‌سازی نمونه‌ها در نتایج حاصل مؤثر است و معین شد که درصد بهینه‌ای از آهک و رطوبت وجود دارد که در آن مقاومت برشی بیشنیه می‌گردد

---

هدف از این پژوهش، توسعۀ مدلی هوشمند، برای تخمین سرعت موج برشی در سنگ آهک است. سرعت موج برشی، از مهم‌ترین پارامترهای دینامیکی سنگ است. با توجه به پیچیدگی ساختار سنگ، تعیین مستقیم این پارامتر مستلزم زمان، هزینه و دقت است. از طرفی برای تعیین غیرمستقیم آن، روابط دقیقی در دسترس نیست و بیش‌تر روابط،­ تجربی هستند. در این تحقیق سعی می‌شود با استفاده از مجموعه داده‌های چندین سد‌ در ایران، به‏کمک روش­ اَنفیس (سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی) و جِپ (GEP) مدل و رابطه­ای برای پیش­بینی سرعت موج برشی در سنگ آهک تهیه شود. در مجموع، از 170 دسته داده برای مدل­سازی استفاده شد. 136 دسته داده برای ساخت مدل هوشمند و 34 داده دیگر برای ارزیابی عمل‌کرد آن به‌کار گرفته شد. پارامترهایی مانند سرعت موج فشاری، چگالی و تخلخل به­عنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته شدند. در پیش­بینی­های صورت‏گرفته به‌این منظور، میزان ²R و RMSE برای مدل اَنفیس به­ترتیب 958/0 و 620/113 است. این مقادیر برای رابطۀ جِپ 928/0 و 006/110 است. با توجه به‌دقت این نتایج، می‏توان آن­ها را برای پیش­بینی سرعت موج برشی در مقاصد آینده پیشنهاد کرد.

---

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.

---

هدف از این تحقیق ارائۀ بررسی آزمایشگاهی و عددی روی تأثیر سیکل‌های تر و خشک و نشانۀ خمیری بر نسبت باربری کالیفرنیای خاک‌های رسی تثبیت شده با آهک است. تحلیل عددی براساس روش اجزا محدود به‌منظور مقایسه بین نتایج بررسی عددی و آزمایشگاهی انجام می‌شود. سه خاک رس با نشانه‌های خمیری مختلف با مقادیر مختلف آهک مخلوط و در مقدار رطوبت بهینه متراکم شدند. آزمایش CBR روی خاک‌های اصلی و خاک‌های مخلوط پس از گذشت زمان عمل‌آوری مشخص و تعداد سیکل‌های مختلف تر و خشک، انجام شد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند که افزودن آهک به خاک تا 4% باعث افزایش چشم‌گیری در مقادیر CBR می‌شود. بر این اساس، مقادیر CBR در هر سیکل تر و خشک در حین مرحلۀ تر کاهش و در حین مرحلۀ خشک افزایش می‌یابد و پس از 3 سیکل مقادیر CBR خاک رسی تثبیت شده با آهک افزایش می‌یابد. مقایسۀ نتایج تحلیل‌های آزمایشگاهی و عددی تطابق خوبی داشته است. 

---

کوهستان‌ها عموماً منشأ تشکیل بسیاری از عوارض طبیعی سطح زمین از جمله دشت‌های دامنه‌ای مجاور خود هستند. تفکیک و تعیین مرز دقیق واحدهای سنگ‌شناسی و جداسازی رخنمون واحدهای سنگ‌شناسی مناطق کوهستانی از مواد موجود در دشت‌ها که حاصل نهشته‌های تخریبی سنگ‌های کوهستانی است، دشوار می­باشد. در تحقیق حاضر در نظر است تا با تلفیق زمین‌ریخت‌شناسی و دورسنجی ابتدا واحدهای زمین‌ریخت‌شناسی کوهستانی و دشتی تفکیک شده و سپس واریزه‌های آهکی (سنگ‌های کوهستانی) از سازندهای غیرآهکی (نهشته‌های دشتی) با دقت مناسب تفکیک شوند. با انجام تحقیق حاضر به‌کمک داده‌های ماهواره‌ای لندست و تکنیک‌های مختلف پردازش تصویر نظیر نسبت‌گیری باندها، تجزیه مؤلفه‌های اصلی و تجزیۀ عاملی، مناسب‌ترین شاخص‌های تفکیک‌کننده واحدهای سنگی انتخاب و نقشۀ شناسایی واحدهای سنگی با ضریب مقایسۀ نقشه (کاپا) 51/0 به‌دست آمد. نهایتاً با هم‌پوشانی نقشۀ حاصل با نقشه واحدهای زمین‌ریخت‌شناسی و تفکیک مرز واریزه‌های آهکی در دشت‌ها از سازندهای غیرآهکی درکوه‌ها دقت نقشه سنگ‌شناسی به 73% افزایش یافت

---

 از مشکلات مربوط به خاک‌های رسی در بستر روسازی راه‌ها تورم آن‌ها در اثر جذب رطوبت است، که باعث ناهمواری سطح روسازی و یا شکست آن می‌شود.  یکی از روش‌های برخورد با مشکل تورم خاک‌های رسی در راه‌سازی، تثبیت آن‌ها با مواد افزودنی است. این مقاله به بررسی تأثیر سه نوع مادۀ افزودنی بر تورم دو نوع خاک رس می‌پردازد. افزودنی‌های استفاده شده شامل دو نوع تثبیت‌کنندۀ متعارف آهک و سیمان، و یک نوع تثبیت‌کنندۀ غیرمتعارف نانوپلیمر  CBR PLUS است. این مواد با درصدهای مختلف به دو نوع خاک رس، که یکی دامنۀ خمیری کم و دیگری دامنۀ خمیری زیاد دارد، افزوده شد و حدود اتربرگ، و تورم خاک در زمان‌های مختلف از 2 تا 96 ساعت اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که مادۀ CBR PLUS  تأثیر بیش‌تری در کاهش تورم خاک‌های با دامنۀ خمیری زیاد دارد و تورم را تا 15 برابر کاهش می‌دهد، اما آهک و سیمان آن را 10 برابر کاهش می‌دهند. در خاک رس با دامنۀ خمیری کم تأثیر سیمان در کاهش تورم بیش از آهک و CBR PLUS است. افزودن 7% سیمان تورم را 14برابر کاهش داده و همین مقدار آهک آن را تا 6 برابر کاهش می‌دهد. هم‌چنین، در خاک‌های رسی با دامنه خمیری کم و زیاد، به‌ترتیب، سیمان و CBR PLUS دامنۀ خمیری را بیش از دو ماده دیگر کاهش می‌دهند

---

رودخانۀ شربیان در استان آذربایجان­شرقی، شهرستان سراب،­­­­­­­­ دهستان شربیان واقع است. رسوبات این رودخانه از واحدهای سنگی متعلق به الیگومیوسن و میوسن تأمین می­شود که شامل واحدهای سنگی کنگلومرا، ماسه­سنگ، آهک، مارن و شیل است. این رسوبات مواد اولیۀ آسفالت دو کارخانۀ آسفالت گرم را که در مجاورت رودخانه ساخته شده­اند، تأمین می­کند و آسفالت تهیه شده عمدتاً در استان­های مجاور استفاده می­شود که آب و هوای نسبتاً سرد دارند. آنالیز ترکیبی این رسوبات بیان‌گر میزان سیلیس زیاد (60 درصد) است و آسفالت­هایی که از این رسوبات تهیه می­شوند، در فصول سرد سال مستعد پدیدۀ عریان­شدگی می‌شوند. طی این فرایند، با نفوذ رطوبت به‌داخل مصالح سنگی و مخلوط آسفالتی، اتصال قیر- مصالح تضعیف شده و زمینه برای تخریب آسفالت فراهم می­گردد. با توجه به این‌که نقش رسوبات و تأثیر آن در کیفیت آسفالت در این منطقه بررسی نشده است، از این رو، در این پژوهش علاوه بر پرداختن به‌علت رسوب­شناسی تخریب آسفالت، راه­حل‌های مقابله با این پدیده نیز بررسی و ارائه شده است. این تحقیق بر اساس روش­های مرسوم رسوب­شناسی، استانداردهای مختلف ASTM،AASHTO و نیز آیین­نامه­های راه‌سازی و دستورالعمل­های وزارت راه و شهرسازی صورت گرفته است. در این پژوهش برای مقابله با پدیدۀ عریان­شدگی، از تأثیر توأم آهک هیدراته (فیلر آهکی) و فیلر طبیعی مصالح سنگی با نسبت‌های متفاوت (با 3-5/1 درصد آهک هیدراته) استفاده شده و پارامترهای استحکام، نرمی، مقاومت کششی غیرمستقیم به‌عنوان معیارهایی برای ارزیابی کیفیت و دوام آسفالت در مقابل پدیدۀ عریان‌شدگی ارزیابی شده است. نتایج تحقیق بیان‌گر آن است که با اضافه کردن افزودنی­های مذکور در نسبت­های مختلف، پارامترهای مذکور تغییر یافته و نسبت به حالت اولیه بهتر می­گردند. از این رو، آسفالت تولیدی دارای کیفیت و دوام بیش‌تری نسبت به‌روش‌ها و طرح‌های گذشته است. بر اساس این نتایج، درجه عریان‌شدگی در حداکثر حالت این نسبت یعنی با ترکیب 3 درصد آهک، به عدد 1 رسیده و با افزایش و بهبود سایر پارامترها، پدیدۀ عریان‌شدگی تقریباً از بین می­رود. بر این اساس، به‌کارگیری نتایج این تحقیق می­تواند از تخریب جاده­های آسفالتی بکاهد و از لحاظ اقتصادی بسیار مطلوب واقع گردد.

---

در بسیاری از پروژه‌های مهندسی، تعیین دقیق ویژگی‌های مقاومتی و رفتاری سنگ‌ها اهمیت زیادی دارد. مقاومت فشاری تک‌محوری از جمله ویژگی‌های مهم در توصیف رفتار مقاومتی سنگ‌ها است که به‌عنوان یک پارامتر مهم در طراحی سازه‌ها به‌ویژه سازه‌های زیرزمینی استفاده می‌شود. تعیین این پارامتر با استفاده از روش‌های مستقیم از جمله آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری پرهزینه و وقت‌گیر است و در برخی از موارد تهیه و آماده‌سازی نمونه استاندارد به‌دلیل وجود سطوح ضعیف در بسیاری از سنگ‌ها مشکل است. در چنین مواردی انجام برخی آزمون‌های ساده و غیرمخرب و استفاده از روابط تجربی می‌تواند منجر به افزایش سرعت ارزیابی و کاهش هزینه‌ها شود. وجود این روابط حتی به‌صورت منطقه‌ای و یا محلی (مثلاً در محدوده‌ یک سازند زمین‌شناسی و یا یک لیتولوژی واحد) می‌تواند کمک مؤثری در تخمین این پارامتر به‌منظور استفاده در پروژه‌های ژئوتکنیکی باشد. در این تحقیق از سنگ‌های آهک موجود در محدودۀ شمال ساوه نمونه‌هایی تهیه شده و آزمایش‌های مقاومت تراکم تک‌محوری، بارنقطه‌ای، چکش اشمیت و سرعت موج برشی روی آن‌ها انجام شده است. سپس با ارزیابی‌های آماری انجام شده روی نتایج به‌دست آمده، روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک‌محوری و نتایج سه آزمایش دیگر به‌دست آمده است. مقایسه بین مقادیر مقاومت فشاری تک‌محوری پیش‌بینی شده و مقادیر مشاهده شده نشان‌دهندۀ اعتبار روابط تجربی به‌دست آمده است. این روابط برای تخمین مقاومت فشاری سنگ‌های آهک در محدودۀ بررسی شده و سنگ‌های با شرایط مشابه زمین‌شناسی نتایج قابل قبولی را به‌دست دهد.

---

از روش­های به‌سازی خاک­ می­توان به تثبیت با مواد افزودنی و تسلیح با المان­هایی با مقاومت کششی زیاد اشاره کرد. از مهم­ترین موادی که برای تثبیت خاک­های ریزدانه به‌کار می‌رود، آهک است. اضافه کردن آهک به خاک رس سبب انجام واکنش­هایی می­‌شود که منجر به بهبود خواص اولیه خاک می­شوند. امـروزه اسـتفاده از ژئوگرید­ها برای بهبود ویژگی­های مهندسی انواع مختلف خاک­ها به‌خوبی پذیرفته شده است. اکثر پژوهش‌ها در گذشته محدود به خاک­های درشت­دانه بوده است و تحقیقـات و بررسی‌های انـدکی در خصـوص امکـان‌پـذیری استفاده از این مسلح‌کننده در خاک­های چسبنده انجام شده است. با توجه به اثرات مثبت تثبیت خاک­های ریزدانه با آهک و هم‌چنین تسلیح این خاک­ها به‌وسیلۀ ژئوگرید، بررسی اثرات توأم این روش­ها احتمالاً بتواند کاربرد­های مهندسی خاک­های ریزدانه را گسترده­تر نماید. از آن‌جاکه تغییرات فصلی، درصد رطوبت خاک­ها را تغییر می­دهد و این تغییرات در مقاومت برشی فصل مشترک خاک-ژئوگرید تأثیرگذار است، از این رو، آزمایش برش مستقیم بر نمونه­های تثبیت شده با درصد­های مختلف آهک و مسلح شده با 2 نوع ژئوگرید در دو حالت درصد رطوبت بهینه و درصد رطوبتی بیش‌تر از آن انجام شد تا تأثیر رطوبت بر پارامترهای مقاومتی فصل مشترک (چسبندگی و زاویۀ اصطکاک) تعیین شود. نتایج آزمایش­ها نشان داد که افزایش رطوبت منجر به کاهش تنش­های مؤثر، مقاومت برشی نمونه­های تثبیت و تسلیح شده و بازده مسلح‌سازی می­‌شود. قفل و بست بین دانه­های خاک و المان تسلیح در نمونه­های مسلح شده با ژئوگرید با چشمه­های کوچک‌تر بهتر است و اندرکنش قوی­تری را ایجاد می‌کند.
 

---

استفاده از افزودنی‌ها در تثبیت خاک همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله تأثیر نانورس به‌عنوان یک افزودنی جدید، در کنار آهک که یکی از افزودنی‌های قدیمی در تثبیت خاک به‌شمار می‌رود، بر رفتار خاک بررسی شده است.  درصدهای مختلف نانورس و آهک بر خاک رسی افزوده می‌شود و تأثیر آن بر درصد رطوبت بهینه، بیشینه دانسیته خشک، مقاومت تک‌محوری، حدود اتربرگ و خاصیت خود ترمیمی خاک‌ها بررسی می‌شود.  پژوهش‌های انجام شده حاکی از آن است که اضافه کردن آهک باعث کاهش دانسیتۀ خشک خاک می‌شود این در حالی است که افزودن نانورس سبب افزایش این پارامتر در خاک‌های رسی می‌شود.  افزودن آهک تأثیر زیادی بر افزایش چسبندگی دارد و بر افزایش زاویۀ اصطکاک تأثیر چشم‌گیری ندارد این درحالی است که نانو مواد علاوه بر اینکه چسبندگی را افزایش می‌دهد، سبب افزایش زاویۀ اصطکاک خاک نیز می‌شود. نکته مهم و قابل تمرکز در این کار تأثیر چشم‌گیر نانو مواد بر خاصیت خود ترمیمی خاک رس است. با افزودن 2 درصد نانورس به خاک با گذشت 24 ساعت از ایجاد صفحه گسیختگی در خاک، مصالح قادر هستند حدود 80 درصد مقاومت اولیۀ خود (زمانی که هیچ افزودنی ندارد) را به‌دست آورند.
 

---

خاک منطقه آزاد اروند خرمشهر ریزدانه چسبنده است و نمی­توان در خاکریزی‌ها از آن استفاده کرد. از طرفی مصالح مناسب برای این منظور (خاک درشت دانه) در فواصل دورتری قرار دارد که استفاده از آن مستلزم صرف هزینۀ هنگفتی است. در این راستا سعی بر بهسازی خاک منطقه با آهک و سرباره کوره فولادسازی است. در این تحقیق، بهسازی خاک ریزدانه این منطقه با افزودن آهک و سرباره بررسی شده است. بدین‌منظور بعد از نمونه‌برداری از خاک و انجام آزمایش­های شناسایی و تراکم، مقادیر متفاوتی از سرباره (10 و 20 و 30 درصد وزنی خاک) و آهک (2 و 4 و 6 درصد وزنی خاک خشک) به خاک افزوده شده و بعد از عمل آوری به مدت 28 روز، با انجام آزمایش­های تعیین حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک‌‌محوری و CBR اشباع و غیراشباع، تأثیر این مواد در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی خاک بررسی شده است. طبقه بندی خاک محل بر اساس طبقه­بندی یونیفاید، CL است و شاخص خمیری آن حدود 25 درصد و مقدار یون سولفات آن بیش از 5/0 درصد است. نتایج آزمایش­ها نشان می‌دهد که با افزودن سرباره و آهک در مقادیر مختلف به خاک منطقه، خواص فیزیکی و مکانیکی خاک به‌طور چشم‌گیری بهبود می­یابد، به‌طوری‌که شاخص خمیری خاک کاهش یافته و مقاومت فشاری و مقدار CBR افزایش می­یابد. هم‌چنین در آزمایش تراکم وزن مخصوص خاک افزایش و درصد رطوبت بهینه کاهش می‌یابد. نتایج نشان می­دهد که تأثیر آهک بر خاک رس نسبت به سرباره زیادتر است و سرباره در مقادیر کم‌تر از 35 درصد تأثیر چشم‌گیری در مقاومت فشاری خاک ندارد. اگرچه در نتایج آزمایش­های CBR غیراشباع در مقادیر سرباره بیش از 20 درصد، افرایش چشم‌گیری در باربری دیده می‌شود. براساس پژوهش‌های قبلی، به‌دلیل وجود یون سولفات نسبتاً زیاد در خاک، استفاده از آهک به تنهایی مناسب نبوده و سرباره می‌تواند علاوه بر بهبود فیزیکی شرایط خاک، به‌صورت شیمیایی از تشکیل کانی­های حجیم در اثر واکنش آهک با سولفات خاک (مثل کانی اترینگیت) جلوگیری کند.

---

خاک­های رسی به دلیل کاهش شدید مقاومت و قابلیت افزایش حجم در اثر جذب رطوبت، به عنوان یکی از خاک­های مسئله­دار در کارهای مهندسی و عمرانی مطرح می­باشند. امروزه از نانو مواد همچون نانو رس در جهت بهسازی و تثبیت خاک های رسی استفاده می­شود. از سوی دیگر، حجم روز افزون نخاله­های حاصل از تخریب ساختمان­ها از جمله ذرات و قطعات سنگ مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی در شهرهای بزرگ به وجود آورده­اند. هدف از این پژوهش، مطالعه امکان پذیری تاثیر ترکیب ماده افزودنی نانو رس و پودر سنگ آهک در خاک رس کوی نصر شهر تبریز جهت بهبود خــواص ﮊئــوتکنیکی از دیدگاه توانایی باربری و تغییر شکل می­باشد. در این تحقیق، نانو رس و پودر سنگ آهک در دو حالت جداگانه و ترکیبی با درصدهای 5 و 10 با خاک رس مخلوط شده­اند. عمل آوری بر روی نمونه­های تثبیت شده در مدت زمان 7،14 و28 روزه صورت گرفته است. به منظور ارزیابی میزان تاثیر گذاری مواد مذکور بر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک رس آزمون­های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم، تک محوری، برش مستقیم (تحت اثر تنش­های قائم 1، 2 و 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) انجام گرفته است. نتایج نشان می­دهد تاثیر همزمان 5% نانو رس به همراه 10 % پودر سنگ آهک در مدت زمان عمل آوری 7 روزه در شرایط دمای محیط به خاک رس سبب کاهش شاخص خمیری به مقدار 72 % ، بهبود ساختار دانه بندی و کاهش فضای خالی و افزایش مقاومت برشی به میزان 33 % شده است.