نشریه زمین شناسی مهندسی

---

امروزه محدودیت منابع قرضه دارای ذرات خاک استفاده شده در فعالیت‌های رایج مهندسی، باعث رواج هر چه بیش‌تر استفاده از دانه‌های شنی با اندازه‌های درشت تا مرز قلوه سنگ در خاک‌ریزها شده است. به‌کارگیری ذرات درشت‌دانه در شیب‌ها و خاک‌ریزها مستلزم در نظر گرفتن تأثیرات آن‌ها در مخلوط شدن با خاک‌های ریزتر است. محدودیت ابعاد دستگاه‌های آزمایشگاهی متعارف مانع از انجام آزمایش بر روی نمونه‌های دانه‌درشت می‌شود. به همین سبب در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس، تأثیر درصد، شکل و اندازۀ شن‌دانه بر رفتار مکانیکی مخلوط‌های ماسه‌ای مشخص شود. تعداد 39 آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس، بر مخلوط خاک ماسه‌ای و شن‌دانه‌های گردگوشه و تیزگوشه با حداکثر قطر دانه‌های 5/12 و 4/25 میلی‌متر در درصدهای شن صفر، 20، 40 و 60 ترتیب داده شد. نتایج نشان داد که مقاومت برشی خاک ماسه‌ای با افزایش درصد شن‌دانه افزایش می‌یابد. همچنین مشخص شـد کـه شن‌های تیـزگوشه و درشت‌تـر نسبت بـه شن‌های گـردگوشه و کوچک‌تر به میزان بیش‌تری مقاومت برشی و زاویۀ اصطکاک مخلوط‌های شن و ماسه را افزایش می‌دهند. در این راستا روابطی نیز برای تقریب زاویۀ اصطکاک و مقاومت برشی خاک مخلوط شن و ماسه‌ای بر حسب درصد و نوع شن‌دانه ارائه شد.

---

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. 

---

 هدف از این مقاله ارائۀ رابطه‌ای جدید برای محاسبۀ ضریب ظرفیت باربری پی‌های مستطیلی واقع بر نزدیکی شیب برای شرایط این تحقیق است. در این راستا در قالب بررسی آزمایشگاهی مدلی از شیبی ماسه‌ای درون جعبۀ فولادی ساخته شده و پی مستطیلی روی آن قرار گرفته است. پس از بارگذاری با دستگاه سه‌محوری، مقدار بار اعمال شده و تغییر مکان پی ثبت شده و منحنی تنش- نشست رسم شده است. بر این اساس ظرفیت باربری نهایی پی تعیین شده است. ماسه استفاده شده در این تحقیق ماسه بابلسر است و در تمام آزمایش‌ها دانسیتۀ نسبی 50% است. بر اساس نتایج حاصل، تأثیر فاصلۀ پی تا لبه شیب و نیز زاویۀ شیب بر ظرفیت باربری نهایی پی بررسی شده و در بارۀ روند تغییرات آن با پارامترهای مختلف بحث شده است. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که با افزایش فاصلهۀ لبه پی از شیب٬ ظرفیت باربری به‌صورت خطی افزایش می­یابد. هم‌چنین با افزایش زاویۀ شیب٬ ظرفیت باربری به‌صورت خطی کاهش پیدا کرده است. در نهایت رابطه‌ای جدید برای برآورد ضریب ظرفیت باربری پی‌های سطحی در مجاورت شیب برای ماسه با تراکم 50% و شرایط این تحقیق ارائه شده 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.  

---

مقاومت و دوام‌پذیری ماسه‌سنگ‌ها و میزان تأثیرپذیری آن‌ها از شرایط طبیعی مهم‌ترین عواملی هستند که هنگام استفاده به‌عنوان سنگ‌های ساختمانی باید به‌ آن توجه شود. در این پژوهش، اثر پدیدۀ ذوب-انجماد و فرایند تبلور نمک بر مقاومت و دوام‌پذیری ماسه سنگ‌های سازند قرمز بالایی در جنوب استان قزوین (محدودۀ آوج-آبگرم) بررسی شد. تعداد 9 نمونه ماسه‌ سنگ (مشخص شده با حروف A، B، C، CG، S، S1، Tr، Min و Sh) از بخش‌های مختلف منطقۀ مذکور جمع‌آوری شده و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن‌ها بررسی شد. به‌منظور ارزیابی اثر پدیدۀ ذوب- انجماد بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های سنگی، آزمایش ذوب- انجماد طی 60 دور انجام شده است. هم‌چنین برای بررسی اثر پدیدۀ تبلور نمک بر مقاومت ماسه سنگ‌ها، آزمایش تبلور سولفات سدیم (محلول اشباع 100% وزنی Na₂SO₄) نیز طی 20 دور انجام گرفته است. خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ماسه سنگ‌های بررسی شده از قبیل افت وزنی، شاخص بار نقطه‌ای، مقاومت کششی برزیلی و سرعت عبور موج (V_p) در دور‌های مختلف تعیین شد. به‌منظور ارزیابی اثر فرایندهای ذوب- انجماد و تبلور سولفات‌سدیم بر دوام‌پذیری، آزمایش دوام‌پذیری بعد از فرایندهای مذکور روی نمونه‌های ماسه سنگی انجام شده و تغییرات شاخص دوام شکفتگی در 15 دور بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از این بررسی‌ها مشخص شد که تبلور نمک در مقایسه با ذوب- انجماد، به‌طور چشم‌گیری می‌تواند میزان مقاومت و دوام‌پذیری ماسه سنگ‌ها را کاهش داده و آن‌ها را تخریب کند. هم‌چنین مشخص شد که می­توان رفتار ماسه سنگ‌ها را طی چرخه‌های ذوب- انجماد و تبلور نمک براساس نتایج حاصل از آزمایش‌های شاخص بار نقطه‌ای، مقاومت کششی برزیلی، تعیین سرعت عبور موج و افت وزنی پیش‌بینی کرد.

---

در این تحقیق از آزمایش‌های برش سه‌محوری زهکشی شده برای بررسی رفتار تنش-کرنش و تغییر حجم خاک‌ ماسه‌ای رس‌دار مسلح شده با الیاف پلی پروپیلن استفاده شد. تأثیر پارامترهایی مانند درصد الیاف (صفر، 5/0 و 0/1 درصد)، درصد رس (صفر، 10 و20 درصد)، تراکم نسبی (50 و90 درصد) و فشار همه جانبه (100، 200 و 300 کیلوپاسکال) بررسی شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که مقاومت برشی خاک ماسه‌ای همواره بیش‌تر از مقاومت برشی ماسه رس‌دار است. به‌عبارت دیگر افزودن رس موجب کاهش مقاومت خاک ماسه‌ای می‌شود. هم‌چنین اضافه شدن رس، رفتار تغییر حجم نمونه‌ها را از اتساعی به انقباشی تغییر می‌دهد. افزودن الیاف نیز موجب ازدیاد مقاومت در نمونه‌های ماسه‌ای و ماسه رس‌دار شده و میزان شکل‌پذیری نمونه را افزایش می‌دهد.

---

آماده‌سازی لایه‌های ماسه به‌صورت یک‌نواخت و تکرارپذیر با وزن مخصوص مورد نیاز، قطعاً پیش‌نیاز انجام آزمایش‌های قابل اعتماد بر نمونه‌های بازسازی‌شده ماسه در آزمایشگاه است. در بین روش‌های مختلف تهیه نمونه، روش بارش ماسه به‌دلیل مزیت‌های منحصربه‌فرد آن به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. در این تحقیق یک روش جدید بارش ماسه به‌نام سیستم متحرک بارش پرده‌ای برای بازسازی نمونه‌های بزرگ در پژوهش‌های آزمایشگاهی توسعه یافته است. این دستگاه یک سیستم ساده و کم‌هزینه است که عملکرد آن بر مبنای بارش ماسه در هوا بوده است و ضمن کاهش زمان تهیه نمونه، توانایی تولید نمونه‌هایی با دامنۀ وسیعی از تراکم نسبی (۲۵%-۹۶%) و یک‌نواختی زیاد را دارد. به‌منظور بررسی مطلوبیت روش بارش پیشنهادی و تعیین اثر سرعت حرکت پرده، عرض پرده، ارتفاع و نرخ بارش بر تراکم نسبی و یک‌نواختی ماسه باریده شده، مجموعه­ای از آزمایش‌ها انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد برای ماسه مصرفی در این تحقیق با افزایش سرعت حرکت پرده، مقدار تراکم نسبی نمونه افزایش می‌یابد. هم‌چنین افزایش عرض پرده، کاهش مقدار تراکم نسبی نمونه را به‌دنبال دارد.

---

در مقاله حاضر نتایج پژوهش‌ای آزمایشگاهی در خصوص مقدار نفوذپذیری دوغاب بنتونیت در داخل ماسه تمیز ارائه شده است. وجود خاک رس بنتوینت در بافت خاک به‌واسطۀ تزریق آن در ماسه، منجر به تغییر در خصوصیات مکانیکی و هیدرولیکی ماسه می­شود. در این تحقیق با استفاده از دستگاه تزریق و با تغییر فشار نفوذ، دوغاب بنتونیت با غلظت‌های مختلف در داخل ماسه با دانه‌بندی مختلف تزریق شده است و تغییرات طول نفوذ دوغاب بحث و بررسی شده است. بر پایۀ آزمایش‌های انجام شده، مقدار نفوذ در  فشارهای ثابت با دانه‌بندی رابطۀ مستقیم و خطی دارد. مقدار غلظت بنتونیت در دوغاب تزریقی نیز به‌واسطۀ افزایش غلظت و هم‌چنین تأثیر ویسکوزیته نمونه از عوامل مهم دیگری در تعیین طول نفوذ دوغاب در ماسهاست. البته می‌توان با افزایش فشار تزریق تأثیر افزایش غلظت بنتونیت را جبران کرد و دوغاب را تا عمق مورد نظر تزریق کرد. از جمله عوامل تأثیرگذار دیگر در طول نفوذ دوغاب، سطح مخصوص و ظرفیت تبادل کاتیونی ماده تزریق‌شونده است. با مقایسه تزریق دوغاب کائولینیت در ماسه مشاهده شد هرچه مقدار سطح مخصوص و ظرفیت تبادل کاتیونی ماده تزریقی کاهش یابد مقدار نفوذ دوغاب در ماسه افزایش پیدا می‌کند.
 

---

حفر تونل در زمین‌های نرم موجب تغییر در توزیع تنش‌های درجا و جابه‌جایی خاک پیرامون آن می‌شود. این جابه‌جایی‌ها ممکن است موجب بروز آسیب در سازه‌های سطحی و زیرسطحی مجاور تونل شود. بنابرین تخمین اندازه و منحنی نشست ناشی از حفر تونل و تعیین پارامترهای مؤثر بر آن اهمیت ویژه‌ای دارد. روش‌های تجربی و تحلیلی متعددی را محققان مختلف برای پیش‌بینی نشست زمین ارائه کرده‌اند. از جمله می‌توان به‌روش تجربی پک (1969)، به‌عنوان رایج‌ترین روش برای تخمین منحنی نشست زمین اشاره کرد. در مقاله حاضر با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی انجام یافته تحت شتاب گرانشی، به بررسی تأثیر درصد تراکم ماسه بر منحنی نشست می‌پردازیم. فرآیند حفر تونل، از طریق اعمال افت حجم در تراز تونل انجام می‌شود. سپس جابه‌جایی خاک با استفاده از روش پردازش تصویر اندازه‌گیری شده و در نهایت منحنی نشست به‌دست آمده با منحنی گوسی پک برازش می‌شود. با انجام آزمایش روی ماسه در دو حالت متراکم و شل و تحلیل نتایج به‌دست آمده مشخص شد با افزایش درصد تراکم، مقدار نشست کاهش یافته و منحنی نشست عریض‌تر می‌شود. هم‌چنین حجم افت زمین در اعماق مختلف با افت زمین موجود در تراز تونل برابر نیست

---

حفاری و برش سنگ، به‌عنوان یکی از عملیات مهندسی، در زمینه­های مختلف فنی و مهندسی معدن، کاربردهای وسیع و تعیین‌کننده‌ای دارد. تخمین قابلیت حفاری و برش سنگ با دستگاه­های حفاری و سیم برش الماسه، در تخمین هزینه­ها و طراحی معادن نقش مهمی دارد. در این مقاله به‌منظور پیش‌بینی آهنگ حفاری و برش، نمونه‌های سنگ ساختمانی کربناته از معادن مختلف ایران، بررسی شد. به‌منظور ارزیابی تأثیر مشخصات بافتی بر آهنگ حفاری و برش، ابتدا از هر مقطع نازک میکروسکوپی نمونه سنگ بررسی شده، عکس تهیه و سپس مساحت، محیط، بزرگ‌ترین قطر و کوچک‌ترین قطر دانه­های موجود در مقاطع تعیین شد و مشخصات دیگر بافتی، طبق روابط ریاضی به‌دست آمد. در مرحلۀ بعد ارتباط بین پارامترهای ذکر شده با آهنگ حفاری و برش در برازش تک متغیره تعیین شد. در پایان برای دست‌یابی به ضریب هم‌بستگی بیش‌تر، از برازش چند متغیره استفاده شد. از میان خصوصیات بافتی مؤثر بر آهنگ حفاری، ضریب بافت، محیط دانه، قطر معادل، نسبت وضعیت دانه و شاخص یک‌نواختی ارتباط خوبی با آهنگ حفاری و هم‌چنین از میان خصوصیات بافتی مؤثر بر آهنگ برش، ضریب بافت، محیط دانه، مساحت دانه، قطر معادل، فشردگی، فاکتور شکل، شاخص قفل­شدگی و شاخص یک‌نواختی ارتباط خوبی با آهنگ برش داشتند و رابطۀ نهایی برای پیش‌بینی آهنگ حفاری و برش بر حسب این پارامترها به‌دست آمد.

---

عامل اصلی خسارت‌های وارده بر اثر زلزله به سازه­هایی که روی خاک­های ماسه­ای اشباع واقع شده­اند، پدیدۀ روان‌گرایی است. مسلح‌سازی خاک تکنیکی مؤثر در افزایش مقاومت و پایداری سازه­ها است. در این مقاله تأثیر افزودن پودر لاستیک به خاک ماسه­ای اشباع بررسی می‌شود. برای این منظور یک سری تست­های مدل میز لرزه 1-g ماسه مخلوط با درصد­های مختلف پودر لاستیک انجام شد. استفاده از پودر لاستیک در مسلح­سازی خاک­ها کاربرد گسترده­ای دارد. ماسه فیروزکوه شمارۀ 161 و پودر لاستیک برای مخلوط قسمت مسلح و ماسه خالی برای قسمت غیرمسلح استفاده شده است. این تحقیق با چهار نسبت اختلاط (%20 و %15 ،%10 ،%5 TC=) انجام شد. نتایج نشان می­دهد که دامنه شتاب پایه از عمق به سطح خاک افزایش می­یابد. فشار آب حفره­ای یکی از پارامترهای اساسی در تحلیل رفتار لرزه­ای ماسه اشباع است. روان‌گرایی سبب کاهش مقاومت و سختی خاک در اثر افزایش فشار آب حفره­ای می­شود. افزایش درصد پودر لاستیک سبب کاهش چشم‌گیر اضافه فشار آب حفره­ای می­‌شود. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد پودر لاستیک، نسبت میرایی میانگین افزایش می­یابد و هم‌چنین با افزایش درصد پودر لاستیک بیشینه مدول برشی خاک افزایش می­یابد. مسلح­سازی با پودر لاستیک تغییر شکل­های ناشی از روان‌گرایی را کاهش می­دهد.

---

در صنعت نفت به‌منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه‌هایی که به‌علت برداشت طولانی مدت، بازدۀ آن کاهش یافته است یا سنگ‌های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می‌شود. از آن‌جاکه عملیات شکست هیدرولیکی، عملیاتی پر هزینه است، به‌دست آوردن فشار لازم برای شکست هیدرولیکی و تعیین پمپ مناسب برای این عملیات، برای مجریان پروژه، اهمیت به‌سزایی دارد. در این تحقیق به مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی در ماسه سنگ‌های لوشان پرداخته شد. هدف از این مدل‌سازی‌ها بررسی نحوۀ شکست هیدرولیکی، وضعیت تنش‌های اصلی در هنگام آغاز شکست و فشار لازم برای آغاز شکست در این سنگ‌ها است. در این تحقیق، مدل‌های عددی ساخته شده بدون ترک و شکستگی پیش فرض است و مسیر و نحوۀ رشد ترک بدون هیچ پیش‌داوری و تعیین قبلی بررسی شد. فشار شکست‌های به‌دست آمده از مدل‌سازی عددی با آن‌چه از آزمایشگاه به‌دست آمده است اختلاف کمی دارد. در اغلب موارد ترک از قسمت مرکزی نمونه آغاز شده و به‌سمت دو سر نمونه گسترش می‌یابد و راستای گسترش ترک در راستای محور گمانه و عمود بر تنش جانبی است. مجریان طرح شکست هیدرولیکی می‌توانند با روش ارائه شده در این تحقیق و مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی، فشار شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف را به‌دست آورده و پمپ مناسب برای عملیات را انتخاب کنند. با توجه به این‌که نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی‌های عددی مطابقت خوبی با نتایج مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی دارد، محدودیت ظرفیت پمپ موجود در آزمایشگاه را می‌توان با مدل‌سازی عددی جبران کرد. 
 

---

در بسیاری از مناطق در سراسر جهان پیدایش روش‌های جدید و سازگار با محیط‌زیست برای به‌سازی خاک‌ها در حال افزایش است. استفاده ‌از سیمانتاسیون زیستی به‌وسیلۀ رسوب میکروبی کربنات‌کلسیم (MICP) برای بهبود خصوصیات مکانیکی خاک‌های ضعیف، روشی ‌است که از طریق هیدرولیز اوره به‌وسیلۀ باکتری حاوی آنزیم اوره‌آز و در حضور یون‌های کلسیم محلول منجر به ‌ترسیب ‌کربنات‌کلسیم بین دانه‌های خاک و درنتیجه اتصال بین آن‌ها می‌شود. در این پژوهش با به‌سازی خاک ماسه انزلی (با ریزدانه بسیار اندک و کم‌تر از یک درصد) و مخلوط‌های جداگانه آن با یک نوع خاک ریزدانه چسبنده و یک نوع خاک ریزدانه غیرچسبنده در درصد وزنی 30 به‌روش MICP و با استفاده ‌از آزمایش برش مستقیم کوچک مقیاس (6×6) برای ارزیابی پارامترهای مقاومتی خاک، به بررسی تأثیر افزایش ریزدانه‌ها بر روند‌ به‌سازی خاک ماسه انزلی پرداختیم. متوسط تنش برشی حداکثر نمونه‌های به‌سازی‌شده حاصل از تنش‌های قائم 50، 100 و 150 کیلوپاسکال نشان می‌دهد که افزایش ریزدانه چسبنده سبب کاهش مقاومت برشی متوسط نمونه به‌سازی‌شده به‌میزان 9/11 درصد در مقایسه با ماسه انزلی شده ‌است، درحالی‌که با افزایش ریزدانه غیرچسبنده مقاومت برشی متوسط نمونه به‌سازی‌شده نسبت‌به ماسه انزلی 8/20 درصد افزایش یافته ‌است. در آنالیزهای SEM و EDX که از نمونه خاک ماسه انزلی در شرایط قبل و بعد از به‌سازی گرفته‌ شده است، وجود عناصر تشکیل‌دهندۀ رسوب کربنات‌کلسیم در نمونه به‌سازی‌شده تأیید شده و هم‌چنین توزیع مناسب آن در بین دانه‌های خاک مشاهده شده‌است

---

موادی مانند خرده لاستیک‌های زائد برای بهبود مقاومت خاک به‌طور گسترده استفاده می‌شود. در این تحقیق مقاومت باقی‌مانده یا رفتار حالت پایدار ماسۀ مخلوط شده با خرده لاستیک‌های زائد بررسی شده است. آزمایش‌های سه‌محوری فشاری زهکشی نشده استاتیکی روی نمونه‌های دست‌خورده ماسه و ماسۀ مخلوط با خرده لاستیک در حالت اشباع با درصدهای مختلف خرده لاستیک (صفرتا 4 تا درصد وزن خشک خاک) انجام شده است. تأثیر حضور خرده لاستیک زائد بر مقاومت باقی‌مانده در فشار تحکیمی‌های مختلف (100، 200 و 300 کیلو پاسکال) و تراکم نسبی مخلوط (40، 65 و 80 درصد) ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش درصد خرده لاستیک مقاومت باقی‌مانده افزایش یافته و خط حالت پایدار به‌سمت راست نمودارlog S_us-e  حرکت می‌کند. هم‌چنین بهبود مقاومت باقی‌مانده در اثر حضور خرده لاستیک به تراکم نسبی نمونه و فشار تحکیمی نیز بستگی دارد.
 
 

---

در شهرهای بندری، برداشت و انباشت رسوبات حاصل از عملیات لایروبی به­­عنوان چالشی جدی به‌دلیل ایجاد مشکلات زیست­محیطی و اقتصادی مطرح است. حجم زیاد این رسوبات ضرورت استفاده دوباره از این مصالح را روشن می­سازد. اغلب به‌دلیل مشخصات مکانیکی ضعیف، این مصالح به‌صورت مستقیم برای استفاده در پروژه‏های عمرانی مناسب نیستند و بهبود خواص مکانیکی آن­ها ضروری است. یکی از روش­های به‌سازی خاک، استفاده از ژئوسنتتیک­ها است. در این بین، ژئوسل به­واسطۀ ساختار سه­بعدی آن و خاصیت محصورکنندگی خاک درون سلول­ها، موجب بهبود چشم‌گیری در ویژگی­های مکانیکی خاک می‏شود. این موضوع در کنار سرعت و سهولت اجرا، ژئوسل را به گزینه­ای مطلوب برای تسلیح خاک­های دانه­ای تبدیل کرده است. به­واسطۀ عملیات لایروبی سواحل شمالی خلیج‌فارس برای ساخت فازهای دوم و سوم توسعۀ بندر شهید رجایی، حجم زیادی از ماسه­ کربناته در مجاورت حوضچه آرامش این بندر در حال انباشت است. برای ارائه راهکار برای استفاده مجدد از این مصالح، در این پژوهش تأثیر مسلح‌سازی ماسه با ژئوسل بر رفتار بار-نشست آن، از طریق آزمون بارگذاری صفحه بررسی می‌شود. برای این منظور، از یک مدل فیزیکی شامل صفحه بارگذاری دایره‏ای شکل واقع بر مدل خاکی، تحت بارگذاری تکراری استفاده شده ­است. مدل­های خاکی استفاده شده، از ماسه کربناتی مسلح با ژئوسل و غیرمسلح با دو نوع رویه­ از جنس شن خوب‏ دانه‏بندی شده و ماسه لایروبی شده، تشکیل شده‌اند. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که استفاده از ژئوسل به‌عنوان مسلح‏کننده و هم‌چنین شن خوب دانه‌بندی شده به‌عنوان رویه در لایۀ سطحی مدل خاکی، می­تواند موجب بهبود چشم‌گیر در رفتار بار- نشست ماسه لایروبی ­شود.

---

ستون سنگی یکی از روش‌های متداول بهینه‌سازی زمین است. در بارۀ رفتار ستون‌های سنگی تحت بارهای قائم تحقیقات متعددی انجام‌ شده است لیکن بررسی‌های محدودی در بارۀ مقاومت برشی خاک‌های مسلح شده با ستون سنگی انجام‌ شده است که اغلب پژوهش‌های انجام شده به‌صورت تحلیلی یا عددی است. در این مقاله به بحث و بررسی آزمایش‌های انجام‌ شده در خصوص مقاومت برشی ستون‌های سنگی در بستر ماسه‌ای سست مسلح شده با ستون سنگی ‌پرداختیم. آزمایش‌ها در دستگاه برش مستقیم با جعبهبرش به ابعاد 305×305 و عمق 4/152 میلی‌متر در سه تنش قائم شامل 55 و 75 و 100 کیلو پاسکال و چهار نسبت ناحیۀ اصلاح‌ شده برابر با 4/8 و 12 و 4/16 و 25 درصد و سه نوع آرایش قرارگیری ستون سنگی (آرایش منفرد مربعی، مثلثی) بررسی شده است. نتایج بیان‌گر بهبود رفتار و سختی ترکیب خاک-ستون سنگی و افزایش مقاومت برشی بستر ماسه‌ای در حضور ستون سنگی می‌باشد. نتایج حاصل بیان‌گر تأثیر آرایش قرارگیری ستون‌های سنگی در افزایش مقاومت برشی است. بیش‌ترین افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی مربوط به آرایش مربع و کم‌ترین آن مربوط به آرایش منفرد است. در ادامۀ مقاله به بررسی و مقایسه مقاومت برشی معادل و پارامترهای مقاومت برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی ‌پرداخته شده است. نتایج بیان‌گر آن است که مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش‌ها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. بدین‌منظور یک ضریب اصلاحی به‌منظور ارتباط بین نتایج حاصل از آزمایش‌ها و روابط تحلیلی ارائه شده است.
 

---

یکی از مهم‏ترین داده­های کاربردی در مکانیک خاک غیراشباع، منحنی مشخصه آب- خاک (SWCC) است. این منحنی به شکل تابع سیگموید است و رابطۀ بین درصد رطوبت حجمی (Ө) و یا درصد رطوبت وزنی (w) را با مکش کالبدی خاک مشخص می‏کند و در حالت کاهش درصد رطوبت با افزایش مکش، شاخه خشک‌شدگی و در حالت افزایش درصد رطوبت با کاهش مکش، شاخه ترشدگی خاک را نشان می‏دهد. در این پژوهشتأثیر دو نوع تثبیت‌کنندۀ پلیمر SBR و میکروارگانیسم باسیلوس پاسته اوری روی منحنی مشخصه آب- خاک ماسۀ بادی منطقه جبل کندی، کانون ریزگرد غرب دریاچۀ ارومیه ارزیابی شده است. درصدهای مواد تثبیت کننده 5-10 و 15 بودند. نتایج این پژوهش بیان می‏کند که با افزایش درصد مواد تثبیت کننده، شیب منحنی مشخصه از شکل تک‌مدل به‌‌صورت دو مدل تبدیل می‏شود. به‌علاوه مقدار ورود هوا و مقدار آب باقی‌مانده با افزایش درصد مواد تثبیت کننده افزایش می‏یابد و در نتیجه منجر به افزایش ظرفیت نگه‌داشت آب می‏شود. شکل دو مدل منحنی مشخصه آب- خاک، حضور دو سطح اندازۀ حفره‌ها، به‌نام ماکرو و میکرو حفره‌های را بیان می‏کند. برای 10 و 15 درصد از مواد تثبیت‏کننده، ماکرو حفره‌های گستره وسیعی از منحنی مشخصه از 5/0 تا 100 کیلوپاسکال را نشان می­دهد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که منحنی مشخصه ماسه تثبیت شده با پلیمر و میکروارگانیسم به‌شدت به بافت و توزیع اندازه حفره‌های ماسه تثبیت‌شده وابسته است و در نتیجهتأثیر مهمی روی ویژگی‏های هیدرولیکی آن دارد. هم‌چنین میزان نگه‌داشت آب در خاک و افزایش مکش در تثبیت نمونه با پلیمر چشم‌گیرتر از تثبیت با میکروارگانیسم است. 
 

---

خاک­های ماسه­ای به‌صورت تمیز و خالص نیست و اغلب مقادیر مختلفی ریزدانه از جمله سیلت و رس دارد، وجود مقادیر مختلفی از ریزدانه­ها در خاک ماسه­ای باعث ایجاد تغییراتی در پارامترهای مقاومتی و اتساع این نوع خاک­ها می‌شود. بولتون [1] آزمایش‌های مختلفی را روی خاک ماسه­ای انجام داد و بین پارامترهای مقاومتی خاک، ارتباطی ایجاد کرد. در این مقاله با استفاده از دستگاه برش مستقیم کوچک مقیاس، رفتار مقاومتی و اتساع خاک ماسه­ای دارای رس و سیلت بررسی شده است و فرم جدیدی از رابطۀ بولتون ارائه شده است. در مجموع تعداد 96 تست برش مستقیم کوچک مقیاس (30×100×100) انجام شد. ماسه بابلسر، سیلت رودخانه کرج و هم‌چنین رس کائولن در این پژوهش استفاده شد. نمونه­ها به‌صورت جداگانه با درصد رس و سیلت صفر، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد ساخته شده و در تراکم­های ۷۰، ۸۰، ۹۰ و ۱۰۰ درصد کوبیده شدند و تحت ۳ سربار 90، 120 و 150 کیلوپاسکال آزمایش شدند. (خرد شدن ذرات اتفاق نمی‌افتد). در این آزمایش‌ها تغییرات مقاومت برشی، زاویۀ اصطکاک حداکثر، زاویۀ اصطکاک حجم ثابت، چسبندگی و هم‌چنین تغییرات زاویۀ اتساع بر اثر افزایش درصد رس و سیلت در نمونه­ها بررسی شد. هم‌چنین تأثیر نوع ریزدانه سیلتی و رسی بر رفتار خاک ماسه­ای نیز بررسی شد. نتایج نشان‌دهندۀ کاهش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر و هم‌چنین افزایش چسبندگی نمونه­ها بر اثر افزایش درصد رس و افزایش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر بر اثر افزایش درصد سیلت در نمونه­ها بودند.

---

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.
 
 

---

در 30 سال گذشته استفاده از شمع‌ها، مهارهای مارپیچ و به طور کلی پی‌های مارپیچ رو به رشد بوده است. مواردی همچون پذیرش این تکنولوژی در آیین‌نامه‌های بین‌المللی و داخلی هر کشور، تحقیق، پژوهش و در نهایت چاپ کتاب‌ها و مقالات فراوان در این حوزه و وجود شرکت‌های سازنده، کمیته‌ها و مجریان این تکنولوژی در گسترش و پیشرفت آن نقش بسیاری داشته است. با این وجود در بسیاری از کشورها، مخصوصا کشورهای در حال توسعه، چنین روش‌هایی با سرعت بسیار آهسته‌ای پیشرفت کرده‌اند. در این مقاله تلاش شده است مسیر پیشرفت جهانی ‌پی‌های مارپیچ با بررسی 292 مقاله از سال 1990 تا 2020 مورد ارزیابی قرارگیرد و مقایسه‌ای بین تحقیقات انجام شده انجام شود. این کار به روشن شدن موضوع کمک کرده و دامنه‌ پیشرفت تکنولوژی را مشخص می‌کند؛ از طرف دیگر جمع‌‌آوری مقالات ارزشمند در این حوزه کار را برای تحقیقات بیشتر برای سایر محققان ساده‌تر خواهد کرد. در ادامه با مشخص شدن ویژگی‌های این تکنولوژی به دلایل عدم پیشرفت این روش در کشورهای در حال توسعه پرداخته شده است. برای این منظور پرسشنامه‌ای تهیه و برای محققان، سازندگان، طراحان و مجریان پروژه‌های ژئوتکنیکی ارسال شده است. هدف از تهیه این پرسشنامه مشخص کردن مواردی همچون، نوع پروژه‌های موجود، نوع خاک محل پروژه، میزان آشنایی با تکنولوژی پی‌های مارپیچ، دلایل عدم استفاده از این روش و راه حل‌های موجود برای گسترش این روش بوده است. در نهایت پیشنهادهایی برای گسترش این روش و موضوعات نیازمند به تحقیق بیشتر ارائه شده است.