نشریه زمین شناسی مهندسی

---

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.

---

استان خراسان رضوی یکی از پرقنات ترین استانهای کشور است و شهر مشهد واقع در مرکز این استان بر روی قنوات متروکه به سمت غرب گسترش پیدا کرده است. بار ناشی از سازه های بلند مرتبه ساخته شده بر روی مسیر قنوات قدیمی، می تواند باعث بر هم زدن تعادل قنوات و فروریزش قنات و در نتیجه نشست زمین گردد. در این مقاله پس از شناسایی قنوات شهر مشهد به کمک عکسهای هوایی و بررسی عوامل تاثیر گذار بر ناپایداری قنات، تحلیل پایداری مجرای زیرزمینی قنات در غرب شهر با استفاده از نرم افزار Plaxis انجام گردیده است. مدلسازی با توجه به شرایط ژئوتکنیکی منطقه، عمق قنات، شرایط سیستم نگهدارنده مجرای قنات و میزان بار وارده از سازه های فوقانی انجام گردیده و گسترش زون پلاستیک در محیط خاک اطراف تونل زیرزمینی قنات مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش عمق مجرای زیرزمینی قنات، نرخ گسترش زون پلاستیک در محیط خاک کاهش یافته و تاثیر وجود پوشش نگهدارنده در گسترش زون پلاستیک کمتر می شود. همچنین به ازاء هر 2/1 متر افزایش عمق، تحمل قنات قبل از فروریزش معادل بار وارده از ساختمان یک طبقه افزایش می یابد.

---

از آن‌جاکه استفاده از سازه‌های خاک مسلح در مناطق لرزه‌خیز روز به روز در حال افزایش است، بررسی رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها اهمیت می‌یابد. در این تحقیق، به بررسی رفتار لرزه‌ای دیوارهای حایل خاک مسلح شده با تسمه‌های پلیمری می‌پردازیم. برای تحلیل حساسیت، تأثیر فراسنج‌های طول مسلح کننده‌ها، نحوۀ اجرای مسلح‌کننده‌ها، بیشینۀ شتاب موج ورودی و فرکانس موج ورودی که اثر چشم‌گیری بر تغییر شکل‌ها دارند بررسی می‌شود. مشکل عمدۀ تحلیل‌های دینامیکی زمان‌بر بودن آن‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای عددی است. از این‌رو، مناسب‌ترین و ساده‌ترین راه حل، تعیین ضرایبی معادل است که به‌واسطۀ آن بتوان تغییر مکان‌های دیوار را از دو روش شبه استاتیکی و دینامیکی به یک‌دیگر هم‌گرا کرد تا با استفاده از تحلیل‌های شبه استاتیکی که زمان بسیار کم‌تری نسبت به تحلیل‌های دینامیکی می‌گیرند، به طراحی نسبتاً دقیقی دست یافت.  به‌این‌منظور با در نظر گرفتن تغییر مکان افقی دیوار به‌عنوان مبنای مقایسه، ضریب شتاب افقی معادل زلزله برای مدل ارائه می‌شود

---

مقاله حاضر نتیجۀ ارزیابی و پهنه‌بندی خطرناپایدار‌های دامنه‌ای در محدودۀ بدنه و دریاچه سد پلرود را ارائه می‌کند. سد مخزنی پلرود یکی از سدهایی است که در منطقۀ گیلان و در فاصلۀ 29 کیلومتری جنوب رودسر بر رودخانۀ پلرود در حال بررسی و ساخت است. شرایط ریخت‌شناسی طبیعی از یک‌سو و وجود نهشته‌های تحکیم نیافته و سازندهای سنگی خرد شده ناشی از گسل‌های موجود در ساختگاه سد از سوی دیگر، محل احداث بدنه سد و دریاچه آن را مستعد ناپایداری‌های دامنه‌ای ساخته است. بررسی سابقه تاریخی منطقه نیز بیان‌گر پتانسیل زیاد دامنه‌های منطقه برای ناپایداری‌های دامنه‌ای است. از جمله این ناپایداری‌ها می­توان به زمین‌لغزش بزگ رخ داده در سال 1374 اشاره کرد که سبب خسارت‌های فراوانی در منطقه شده است. از این‌رو، تعیین مناطق پرخطر محدوده مخزن و ساختگاه پیش از آب‌گیری آن ضرورت زیادی دارد. در این پژوهش با استفاده از عمده عوامل مؤثر در وقوع زمین­لغزش، شامل درصد شیب، جهت  شیب، لیتولوژی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، ارتفاع، پوشش گیاهی و میزان بارندگی، نقشۀ پهنه‌بندی خطرزمین لغزش تهیه شده است. برای وزن‌دهی به این عوامل، روش تحلیل مراتبی(AHP) در سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، استفاده شده­است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که حدود 26 درصد از شیب‌های مشرف به دریاچۀ سد در منطقه با خطر زیاد قرار می­گیرند. هم‌چنین مشخص شد که از بین عوامل 9‌گانه که به‌نحوی در وقوع زمین‌لغزش منطقه نقش ایفا می‌کنند، تأثیر جهت شیب و لیتولوژی نسبت به دیگر عوامل بیش‌تر است

---

ترکیب شبکه عصبی تطبیقی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی (ANFIS) و خوشه‌بندی کاهشی (SC) برای ارزیابی مدول تغییرشکل‌پذیری تودۀ سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) با در نظر گرفتن عمق اندازه‌گیری‌ها استفاده شده است. برای این منظور، 125 داده متشکل از 9 متغیر مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m)، مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m)، عمق اندازه‌گیری، فاصله‌داری درزه، تداوم درزه، بازشدگی درزه، مقاومت فشاری سنگ بکر (UCS_i)، شاخص ژئومکانیکی (RMR) و مدول الاستیک (E_i) برای یادگیری مدل ANFIS مبتنی بر خوشه‌بندی کاهشی (ANFISBSC) استفاده شده است. سپس در مرحلۀ دوم، مدل آموزش یافته ANFISBSC در مجموعه داده‌های 40 گانه آزمایش شده است. بنابراین، با در نظر گرفتن تأثیر پیچیدگی مدل در صحت ارزیابی، توده سنگ با مدل‌های 2 تا 6 متغیره شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی مدل‌های چندمتغیره توده سنگ برای ارزیابی مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) نشان داده است که با پیچیده شدن مدل ANFISBSC از 2 متغیره به 6 متغیره، صحت روش افزایش می‌بابد. مطابق نتایج به‌دست آمده، مدل سه متغیره شبیه‌سازی به‌روش ANFISBSC اگرچه روند کلی تخمین مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) را به دست می دهد ولی همراه با 20 -30 درصد خطا می باشد؛ در حالی که در مدل 6 متغیره، مدول تغییر شکل‌پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) به‌صورت موفقیت‌آمیزی با خطای کم‌تر از 3 درصد تخمین زده می‌شود. هم‌چنین، شیب خط نمودار داده‌های اندازه‌گیری و داده‌های تخمین زده شده در مدل 6 متغیره به 1 نزدیک می‌شود و در مدل 3 متغیره، شیب این خط، 94/0 است. بنابراین نتیجه‌گیری می‌شود که مدل 6 متغیره شبیه‌سازی شده با ANFISBSC پیش‌بینی قابل‌قبولی از مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (E_m) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCS_m) را به‌دست می‌دهد

---

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.

---

در این تحقیق از روش‌های لرزه‌ای، چاهک و توموگرافی ژئوالکتریکی برای تخمین استحکام، دورۀ طبیعی، لایه‌بندی و تغییرات مقاومت الکتریکی خاک در محل پایه‌های پل استفاده شده است. این پل در رسوبات آبرفتی احداث شده است. این تحقیق نشان می‌دهد: 1. متوسط سرعت موج برشی تا عمق 30 متر در محل پایۀ غربی ( ) بیش‌تر از پایۀ شرقی ( ) است. 2. نتایج چاهک الکتریکی وجود لایۀ سیلتی و رسی را در محل پایۀ شرقی پل تأیید می‌کند. 3. نقشه توزیع مقاومت الکتریکی در امتداد محور پل که از محل پایه‌های میانی می‌گذرد نامتقارن بوده است و تغییرات جانبی در ساختار خاک و تنش وارده را نشان می‌دهد. توزیع نامتقارن تنش با در نظر گرفتن نتایج به‌دست آمده و گذر رودخانه می‌تواند نتیجه نشست تدریجی خاک زیر پایۀ میانی و شرقی پل در طول بهره‌برداری و عامل ایجاد ترک‌های ظاهر شده در عرشۀ پل باشد.

---

سنگ مصنوعی ترکیبی از سنگ‌دانه‌های طبیعی و ماده‌ای چسباننده مانند رزین‌های پلیمری و یا سیمان است. از آن‌جاکه این سنگ‌ها به‌طور مهندسی ساخته می‌شوند بنابراین خصوصیات آن‌ها از نظر رنگ، استقامت و ابعاد هندسی متناسب با نیاز بازار مصرف تعیین می‌‌شود. مصالح استفاده شده در تهیۀ سنگ‌های مصنوعی باطله‌های معادن و دورریز کارگاه‌های سنگ‌بری است درنتیجه ارزش افزوده آن‌ها از نظر اقتصادی چشم‌گیر است. در این مقاله تأثیر نوع سنگ‌دانه‌های سیلیکاته بر تغییر خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی سنگ‌های مصنوعی نسبت به سنگ طبیعی بررسی شده است. در این راستا سه نوع سنگ آذرین شامل توف، گرانیت و آندزیت انتخاب شدند و سنگدانه‌های مورد نیاز برای تهیۀ سنگ مصنوعی از آن‌ها تهیه شد. مادۀ چسباننده استفاده شده رزین پلیمری است و از آن به‌میزان 15% وزنی در تهیۀ سنگ مصنوعی به‌کار گرفته شد. نمونه‌ها در قالب فولادی ریخته شده و به‌مدت 24 ساعت تحت فشاری معادل 12 مگاپاسکال قرار گرفتند. مغزه‌هایی از نمونه‌ها برای انجام آزمایش‌های مختلف از جمله مقاومت فشاری تک‌محوری تهیه شدند. نتایج بررسی‌ها از وجود تفاوت‌هایی در خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی و فیزیکی سنگ‌های تهیه شده از سنگ‌دانه‌های مختلف نسبت به خصوصیات سنگ اولیه نشان می‌دهند. بدین‌ترتیب که سنگ‌های مصنوعی تولید شده از سنگدانه‌های گرانیتی دارای 86% کاهش جذب‌آب و 24% افزایش مقاومت را نسبت به نمونه‌های گرانیت طبیعی نشان دادند. درمقابل دو سنگ مصنوعی دیگر تولید شده از سنگ‌دانه‌های توف و آندزیت دارای کاهش شاخص‌های مقاومتی 56% و 59% ، افزایش 137% و 527% جذب آب سنگ‌های اولیه بوده‌اند. 

---

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. 
 

---

بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . به‌علاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانه‌ای در نظر گرفته شد. هم‌چنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به  مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به  تجهیزات حفاری باشد.
 

---

تحقیقات زیادی در مورد تأثیر فاصله گسل بر سازه ها انجام شده است که نشان می دهد پاسخ لرزه ای آنها می تواند بسته به فاصله آنها از گسل متفاوت باشد. پل های معلق به دلیل برخورداری از دوره ی تناوب و انعطاف پذیری بالا می توانند حساسیت بیشتری نسبت به این پدیده به ویژه در ارتعاشات قائم داشته باشند. از آنجایی که مهندسان تمایل دارند از دهانه های طویل تری استفاده کنند، فاکتور طول دهانه باید با دقت بیشتری مطالعه شود. در این مقاله به اثرات طول دهانه بر پاسخ لرزه ای پل معلق تحت تحریکات لرزه ای خوزه نزدیک و دور پرداخته شده است. پل های معلق وینسنت توماس و گلدن گیت به ترتیب به عنوان پل های دهانه کوتاه و بلند به عنوان مطالعات موردی انتخاب شده اند. پاسخ‌های لرزه‌ای دو پل تحت ده شتابنگاشت از انواع حوزه نزدیک و دور، که دو به دو شتاب اوج زمین یکسانی دارند، ارزیابی می‌شوند. نتایج نشان داد که پاسخ هر دو پل تحت تحریکات لرزه ای حوزه نزدیک و دور کاملاً متفاوت است. پل‌های معلق با دهانه کوتاه در برابر تحریکات نزدیک به گسل آسیب‌پذیرتر هستند، در حالی که پل‌های با دهانه بلند در برابر هر دو نوع تحریکات مذکور مستعد آسیب هستند و با افزایش طول دهانه، حساسیت پل در برابر فرکانس های پایین تحریکات حوزه دور افزایش می‌یابد. همچنین، در هر دو پل، حداکثر پاسخ جابجایی دهانه ها لزوما با افزایش شتاب اوج زمین افزایش پیدا نمی کند.
 

---