Journal of Geotechnical Geology
Volume:10 Issue: 3, 2014

حوزه های رسوبی دارای اختصاصات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مخصوص به خود بوده و بر اساس این مشخصات از محیط های مجاور قابل تفکیک می باشند. در این پژوهش به منظور بررسی خصوصیات مهندسی حوزه رسوبی دشت کرمان بعنوان بخشی از حوزه رسوبی کرمان، اطلاعات مورد نیاز از منابع مختلف جمع آوری و مورد بررسی قرار گرفت. دشت کرمان در بخش میانی حوزه رسوبی کرمان قرار دارد و دارای ساختار گرا بنی است که تحت تاثیر عملکرد گسل های مستقیم و ثقلی شکل گرفته است. شهر کرمان با ارتفاع 1750 تا 1800 متر از سطح دریا در حاشیه شمالی این دشت، برگستره ای از نهشته های ریزدانه رسی سیلتی بنا شده است. بر اساس نتایج حاصل از روش های مختلف در ارزیابی عمق سنگ کف، ضخامت آبرفت در دشت کرمان بین صفر تا 350 و در محدوده شهر کرمان بین 30 تا 350 متر بر گزارش شده است. این نهسته ها از دیدگاه منشا تشکیل، حاصل تعامل دو فرآیند رسوبگذاری سیلابی و دریاچه ای هستند. از نظر خصوصیات ژئوتکنیکی نیز این رسوبات ریزدانه عمدتا شامل کانی های ایلیت، کلریت، اسمکتیت بوده که عمدتا در دو گروه CL و CL-ML براساس طبقه بندی متحد قرار می گیرند.

آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) از جمله آزمایش های متداول و ساده در اندازه گیری خصوصیات ژئوتکنیکی خاک به شمار می آید و کاربرد گسترده در فعالیت های عمرانی دارد. از نتایج این آزمایش می توان خصوصیات مهندسی خاک و شاخص های طراحی را برای یک سازه تعیین کرد. باتوجه به اهمیت تفسیر داده های این آزمایش و اعتبار سنجی نتایج آن لازم است دیگر آزمایش های متداول مکانیک خاک صورت گرفته و نتایج نسبت به یکدیگر مقایسه و مورد ارزیابی قرار گیرند. در این مقاله نتایج آزمایش نفوذ استاندارد و دیگر آزمایش های انجام شده بر روی نمونه خاک ها در ساختگاه مجتمع پزشکی- تجاری استقلال کرمان مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند. بررسی ها نشان می دهند باتوجه به تاثیر عوامل مختلف در محاسبه عدد نفوذ استاندارد (N) ، نتایج آزمایش SPT به تنهایی مشخص کنندهخصوصیات مهندسی خاک نمی باشد و استفاده از روابط تجربی نمی تواند شاخص های مورد نیاز برای طراحی را تعیین کند. سرعت موج اندازه گیری شده در مطالعات لرزه نگاری که در شرایط طبیعی زمین انجام پذیرفته نتایج دقیق تری را باتغییرات عمق نسبت به سرعن موج محاسبه شده از عدد نفوذ استاندارد نشان می دهند. همچنین نتایج آزمایش برش مستقیم شاخص های مقاومت برشی خاک c)φ) و واقعی تر نسبت به آنجه که از روابط محاسبه شده را منعکس می کنند.

شفت ها از جمله سازه های زیرزمینی هستند که جهت نگهداری و پایداری آنها نیاز به پوشش های اولیه مثل حلقه های فولادی، پیچ سنگ، شاتکریت وپوشش های دائمی است. در نیروگاه های برق آبی از شفت های تحت فشار به منظور انتقال آب و ایجاد ارتفاع فشاری مورد نیاز، جهت راه اندازی توربین ها استفاده می شود. در این سازه ها به جهت ایجاد خصوصیات هیدرولیکی مطلوب و ایجاد سیستم نگهداری دائمی از پوشش بتنیو در صورت لزوم از پوشش فلزی استفاده می شود. طراحی سیستم نگهداری، شامل تعیین ضخامت پوشش می باشد که با انتخاب ضخامت بهینه می توان هزینه های نگهداری، زمان حفاری واجرای پروژه را کاهش داد. در این مقاله ابتدا نسبت تنش افقی به قائم زمین اطراف شفت با توجه به روش های ثقلی، تجربی و مدل شئوری برآورد شده است. سپس با اعمال ترخیص تنش مناسب حاصل از روش تحلیلی و عددی، تحلیل پایداری با استفاده از روش های تجربی و عددی صورت گرفته است. در ادامه با مقایسه مقادیر جابجایی حاصل از روش عددی با مقدار جابجایی مجاز حاصل از روش ساکورایی ضخامت بهینه برای پوشش بتنی و فلزی شفت پنستاک انتقال آب سد سردشت به ترتیب 1/109 سانتیمتر و 12میلیمتر برآورد شده است.

مقاومت کششی سنگ نقش بسزایی در مکانیزم شکست، انتشار ترک و شکست نمونه های سنگی دارد که تعیین مقدار دقیق آن می تواند کمک بسزایی در بهینه کردن طراحی سازه های سنگی داشته باشد. معمولا در طبیعت سنگ های کاملا همسانگرد بندرت یافت می شود. سنگ های شیستوز به علت ناهمسانگردی ذاتی شان، در جهات مختلف فولیاسیون، مقاومت یکسانی ندارند. هدف از این تحقیق، تحلیل مقایسه ای مقاومت کششی برزیلی و مقاومت کششی مستقیم و همچنین استفاده از روش غیر مستقیم آزمایش برزیلی به منظور تعیین مقاومت کششی سنگ های شیستوز در جهات مختلف فولیاسیون می باشد. بدین منظور، از نمونه های فیلیتی با زوایای فولیاسیون صفر، 30، 45، 60 و 90 درجه نسبت به محور بارگذاری (β) استفاده شده است و در مجموع 18 آزمایش کشش مستقیم و 49 آزمایش برزیلی روی نمونه های تهیه شده مطابق استاندارد ISRM انجام شده است. نتایج این آزمایش های انجام شده نشان می دهد که حداکثر و حداقل مقاومت کششی مربوط به هر دو آزمایش در زوایای صفر و 90 درجه و مقادیر آن ها به ترتیب برای مقاومت کششی غیر مستقیم (برزیلی) و مستقیم برابر 56/9، 76/3 و 50/8، 01/1 مگاپاسکال می باشد. در نهایت یک رابطه ای تجربی برای تخمین مقاومت کششی سنگ های ناهمسانگرد با استفاده از آزمایش برزیلی ارائه شده است.

شناسایی و تاثیر حرکات توده ای به عنوان یکی از جلوه های فرسایش در تهدید مناطق مسکونی، مزارع، مخازن سدها، جاده ها و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. منطقه پیشکوه با وسعت 127 کیلومترمربع در غربی ترین بخش استان اصفهان و در 80 کیلومتری غرب شهرستان فریدونشهر قرار دارد. جهت انجام مطالعات ابتدا با استفاده از عکس هوایی، داده های ماهواره ای TM Landsat و پیمایش صحرایی، پراکنش زمین لغزش ها در گستره ی مورد مطالعه مشخص گردید. در مرحله بعد عوامل موثر در وقوع زمین لغزش شامل لیتولوژی، شیب، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، بارندگی سالیانه و پوشش گیاهی شناسایی گردید. سپس با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و نرم افزارهای ILWIS و ArcGIS و بر اساس پارامترهای موثر در لغزش، نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش تهیه گردید. برای انجام پهنه بندی از روش های دومتغیره آنالیز ارزش اطلاعاتی و تراکم سطح جهت پهنه بندی منطقه استفاده گردید. درنهایت مشخص گردید که پارامترهای لیتولوژی، پوشش گیاهی و بارندگی از مهم ترین عوامل موثر در وقوع زمین لغزش می باشند. مقایسه دو روش پهنه بندی آماری دومتغیره با استفاده از دو شاخص ارزش اطلاعات (Information Value) و تراکم سطح (Density Area) نشان دادند که روش آنالیز ارزش اطلاعاتی، پهنه های با خطر بالا و بسیار بالا را بهتر از روش تراکم سطح از هم متمایز می کند. همچنین در هر دو روش پهنه های با خطر کم و متوسط به خوبی از هم متمایز نمی شود. بنابراین روش پهنه بندی ارزش اطلاعاتی نسبت به روش تراکم سطح برای منطقه مورد مطالعه مناسب تر بوده و ارجحیت دارد.

به دلیل اهمیت حفاری تونل در زمین های گسله توسط دستگاه های TBM و وقوع پدیده هایی از قبیل ریزش، فشارندگی و نیز جریان شدید آب به داخل تونل، کنترل حفاری در این مناطق و نیز بررسی ابعاد ناحیه مستعد خطر ضرورت دارد. چنانچه حادثه ای از قبیل گیر کردن دستگاه به هر دلیل باعث توقف در فرایند حفاری تونل گردد، این توقف موجب صرف هزینه های گزاف و نیز از دست دادن زمان برای پروژه خواهد شد. در مسیری از تونل قطعه دوم انتقال آب کرج-تهران، بررسی های میدانی و صحرایی شواهدی را مبنی بر وجود یک گسل رورانده با پهنای خردشدگی زیاد به نام گسل پورکان-وردیج به ثبت رسانیده است. این گسل از لحاظ پارامترهای ژئومکانیکی و نحوه برهم کنش آن با ماشین سپری TBM فعال در تونل، تردید های زیادی از لحاظ وجود خطرات فشارندگی، ریزش و هجوم آب به داخل تونل را ایجاد کرده بود. در این مقاله به وضعیت ساختاری گسل مذکور و محدوده های شکستگی و خردشده در محل تلاقی آن با تونل اشاره شده و در ادامه با بیان برخی از مشکلات تونل سازی در این محدوده، به نحوه عبور از این زون گسله با استناد به پارامترهای حفاری دستگاه TBM از قبیل نیروی پیشران، تعداد دور کاترهد، گشتاور و نرخ نفوذ پرداخته می شود.

در این مطالعه به بررسی تاثیر افزودن نانوذرات سیلیس و کائولینیت بر روی ویژگی های ژئوتکنیکی خاک رسی با خاصیت خمیری کم (CL) پرداخته شده است. جهت تهیه نانوذرات از روش مکانیکی آسیاب گلوله ای استفاده شده و پودر اولیه سیلیس و کائولینیت به مدت 10 ساعت در دستگاه Planetary Ball Mill خرد شده و به مقیاس نانومتر (کوچکتر از 100 نانومتر) در آمده است که تصاویر تهیه شده توسط FESEM از نانوذرات موید این مطلب می باشد. سپس نانوذرات به دست آمده با نسبت های متفاوتی از وزن خاک با خاک رسی (CL) ترکیب شده و میزان تغییر پارامترهای ژئوتکنیکی قبل و بعد از اضافه کردن نانو ذرات، توسط آزمایشهای تراکم، کاساگرانده، برش مستقیم و مقاومت فشاری تک محوری مورد تحقیق قرار گرقت و میزان بهینه افزودن نانوذرات به دست آمد. نتایج نشان داد که حدود روانی و خمیری خاک رسی با افزایش میزان نانوذرات به ترکیب خاک افزایش می یابد ولی از آنجائیکه آهنگ افزایش حد خمیری نسبت به حد روانی بیشتر است، شاخص خمیری کاهش می یابد که نتیجه ای مطلوب در مهندسی ژئوتکنیک جهت اجرای پروژه های عمرانی است. همچنین با توجه به نتایج آزمایش تراکم، وزن واحد حجم خاک رسی تا حد خاصی از افزودن نانوذرات افزایش می یابد و بعد از آن حد دچار کاهش می شود. میزان چسبندگی خاک رسی نیز با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش برش مستقیم تا افزودن حد مشخصی از نانوذرات افزایش یافته و بعد از آن حد تغییر چندانی نمی کند. نتایج آزمایش مقاومت تک محوری نشان داد که با افزودن نانوذرات سیلیس و کائولینیت به ترکیب خاک، مقاومت تک محوری خاک تا حدود سه برابر نسبت به حالت بدون حضور نانوذرات افزایش می یابد .آزمایشهای XRD و XRF نشان دادند که ترکیب شیمیایی نانوذرات حاصل از روش آسیاب گلوله ای مشابه ترکیب شیمیایی پودر مادر است و تغییری نمی یابد.