نشریه زمین شناسی مهندسی

نسبت‌های ناهمسانگردی کشسان در خاک‌های غیر چسبنده و ارزیابی روابط حاکم بر آن‌ها

احسان پگاه

نسبت های ناهمسانگردی کشسان در خاک های غیر چسبنده همواره از اهمیتی حیاتی در بررسی و مطالعات بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک و زمین‏شناسی مهندسی برخوردار بوده اند. . این نسبت ها ناشی از تفاوت های موجود در مقادیر پارامترهای ناهمسانگرد کشسان در جهات و صفحات مختلف خاک می باشند. هدف اصلی در این مطالعه، شناسایی دامنه تغییرات نسبت های ناهمسانگردی حاصل از مدول های برشی ناهمسانگرد و مدول های یانگ ناهمسانگرد در گستره ای از انواع خاک های غیر چسبنده و متعاقباً ارزیابی روابط بالقوه میان این دو نوع نسبت ناهمسانگردی می باشد. بدین منظور، با فرض وجود همسانگردی عرضی در خاک‏های غیر چسبنده، ضرایب کشسانی ناهمسانگرد حاصل از 266 آزمون انجام شده بر روی 37 نمونه متفاوت از 10 نوع ماسه مختلف، که از آزمون های آزمایشگاهی سه محوری مرسوم، اندازه‏گیری سرعت‏های امواج لرزه‏ای در آزمایشگاه و شبیه‏سازی‏های عددی به دست آمده بودند، از پیشینه تحقیق جمع آوری شدند. با طبقه بندی اطلاعات گردآوری شده و سپس تجزیه و تحلیل آن ها، در نخستین گام، بزرگی نسبت های ناهمسانگردی مدول های برشی و یانگ برای خاک های مورد مطالعه محاسبه گردیدند. در ادامه، با پیاده سازی نسبت های ناهمسانگردی در مقابل یکدیگر و اجرای یک سری از تحلیل‏های رگرسیونی بر روی نتایج بدست آمده، میزان وابستگی محتمل میان این دو نوع ناهمسانگردی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. در آخر، معادلات تشریح کننده روابط میان نسبت های ناهمسانگردی مدول برشی و مدول یانگ استخراج شده و بر مبنای آن ها به لزوم استفاده از این معادلات به جای روابط مشابه قدیمی در پیشینه تحقیق اشاره گردید.

پایش فرونشست دشت کازرون با استفاده از تصاویر SENTINEL و تکنیک تداخل‌سنجی راداری (DInSAR)

هیوا علمیزاده

دینامیک و تحول پذیری چاله های داخلی هر چند پدیده ی شناخته شده ای است، اما فرکانس و شدت این تغییر و تحول در زمان، الگوهای متفاوتی را معرفی می کند. طی سال های اخیر فرونشست زمین به دلایل مختلف از جمله رشد بی رویه جمعیت، برداشت بیش از حد از منابع آب زیرزمینی به همراه عوامل دیگر سبب بروز مشکلات و معضلات فراوان به زمین های کشاورزی، ساختمان های مسکونی، جاده ها، خطوط انتقال نیرو و ... شده است. در این پژوهش با هدف بررسی و پایش فرونشست دشت کازرون با استفاده از فن تداخل سنجی راداری از داده های سنتینل در بازه ی زمانی سال 2015 و 2021 پرداخته شده است. در این راستا با مقایسه فازهای دو تصویر راداری دشت کازرون در محیط نرم افزار SNAP ، تغییرات سطح زمین بررسی شده است. نتایج پژوهش با توجه به مجموعه شواهد موجود نشان می دهد، عامل اصلی فرونشست دشت کازرون برداشت بی رویه آب از سفره های زیرزمینی می باشد. به طوری که بیشترین میزان فرونشست در جهت جنوب محدوده ی مورد مطالعه (اطراف مقبره شیخ محمد) با مقدار 90-80 میلی متر در سال و نرخ بیشینه 9 سانتی متر در سال در دشت کازرون ملاحظه می گردد. بنابراین استفاده از تصاویر راداری سنتینل برای بررسی جا به جایی های سطح زمین بسیار مناسب می باشد.

بررسی تأثیر هوازدگی بر دوام‌داری و زوال‌پذیری آثار تاریخی سنگی جنوب استان زنجان

داود فریدونی

در این پژوهش، دوام داری و زوال پذیری سنگ های دو اثر تاریخی سنگی شامل معبد صخره ای داش کسن و سنگ نوشته های تاریخی قبرستان سجاس در جنوب استان زنجان مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از هر اثر تاریخی دو نمونه بلوکی سنگ برای انجام مطالعات آزمایشگاهی انتخاب گردید. بر اساس بررسی های زمین شناسی، آثار تاریخی معبد صخره ای داش کسن بر روی توف های سازند کرج حجاری شده است. با مطالعه مقاطع نازک، نمونه های معبد داش کسن کریستال ویتریک توف و لیتیک ویتریک توف و نمونه های سنگ نوشته های تاریخی قبرستان سجاس، ماسه سنگ آهکی و ماسه سنگ بسیار دانه ریز تشخیص داده شدند که کوارتز کانی غالب تشکیل دهنده ی این سنگ ها می باشد. بر مبنای ویژگی های فیزیکی، نمونه های مورد مطالعه شده دارای چگالی و تخلخل متوسط می باشند. از نظر دوام داری و زوال پذیری هر چهار نمونه تحت 15 چرخه آزمایش دوام-وارفتگی در آب معمولی و محلول سولفات سدیم قرار گرفتند. مدل تابع تخریب و نیمه عمر هر چهار نمونه تعیین و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که هر چهار نمونه دارای شاخص دوام-وارفتگی پایین تری در محلول سولفات سدیم نسبت به آب معمولی می باشند. نمونه های سنگ نوشته های تاریخی قبرستان سجاس به دلیل وجود کوارتز در زمینه آهکی یا رسی، دارای جذب آب و تخلخل بیشتر و بی دوام تر و نیمه عمر آن ها پایین تر از نمونه های معبد صخره ای داش کسن می باشند.

ارزیابی روش ویدئوگرامتری برای محاسبه حجم عملیات خاکی در مقایسه با روش‌های مرسوم نقشه‌برداری زمینی

اصغر میلان

محاسبه حجم عملیات خاکی در معادن از موضوعات چالش برانگیز، پر هزینه و زمان بر این حوزه به شمار می رود. در پروژه های معدنی برای برنامه ریزی فروش محصولات تولید شده و محاسبه هزینه-عملکرد پیمانکاران، محاسبه احجام خاک برداری برای برآورد حجم استخراجی ضروری است. محاسبه احجام خاکی با چالش های زیادی مانند انتخاب بهترین ابزار و روش اندازه گیری، تطبیق نقشه های تولید شده در اپوک های مختلف، اعمال ضرایب تورم و تبدیل حجم به وزن همراه است. امروزه ابزارهایی چون اسکنرهای لیزری، توتال استیشن ها و دوربین های متریک برای محاسبه احجام خاکی مورد استفاده قرار می گیرند. اما استفاده از آن ها هزینه بر بوده و نیاز به اپراتور با تجربه دارد. بنابراین لازم است روش های محاسبه احجام در زمان کمتر با دقت قابل قبول بررسی شود. در این تحقیق استفاده از گوشی های هوشمند برای برآورد بهینه حجم عملیات خاکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. داده های تصویری به دست آمده از گوشی هوشمند با روش ساختار ناشی از حرکت (SFM) پردازش شد و خروجی آن برای تولید مدل رقومی ارتفاعی به منظور تخمین حجم عملیات خاکی استفاده شد. اختلاف حجم خاک محاسبه شده نسبت به روش های آزمایشگاهی و توتال استیشن برای دپو خاک و گودبرداری مورد مطالعه به ترتیب 86/3% و 84/1% است که نشان می دهد روش مورد استفاده در این تحقیق از دقت لازم برای محاسبه احجام خاکی برخوردار است، و با توجه به مزیت های زیادی که نسبت به روش های مرسوم از نظر هزینه و زمان دارد، می تواند جایگزین آن ها شود.

پیش‌بینی غلظت کلراید آب زیرزمینی با استفاده از روش ماشین مرکب هوش مصنوعی نظارت شده (SAICM) (مطالعه موردی: دشت ساری)

فاطمه کاردل

ارزیابی کیفی آب های ساحلی که تحت تأثیر شوری آب دریا قرار می گیرند را می توان با استفاده از پارامتر کلراید موجود در آب زیرزمینی انجام داد. این تحقیق یک روش ماشین مرکب هوش مصنوعی نظارت شده (SAICM) را جهت پیش بینی دقیق غلظت کلراید آب زیرزمینی دشت ساری پیشنهاد می دهد. SAICM با ترکیب غیرخطی مدل های هوش مصنوعی، غلظت کلراید را به عنوان خروجی مدل پیش بینی می کند. در این تحقیق از روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA)، جهت شناسایی پارامترهای هیدروشیمیایی مؤثر مرتبط با غلظت کلراید به عنوان مؤلفه های ورودی به مدل های هوش مصنوعی استفاده شده است. بر اساس نتایج حاصل از PCA، پارامترهای (Na, K, EC, TDS, SAR)، به عنوان مؤلفه های ورودی مدل های هوش مصنوعی انتخاب گردید. در ابتدا چهار مدل هوش مصنوعی، منطق فازی سوگنو، منطق فازی ممدانی، منطق فازی لارسن و شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی غلظت کلراید طراحی گردید. بر اساس نتایج حاصل از مدل سازی، تمامی مدل ها برازش مناسبی با داده های کلراید در دشت ساری نشان داده اند. سپس مدل ترکیبی SAICM ساخته شد که نتایج حاصل از پیش بینی 4 مدل AI جداگانه را با استفاده از ترکیب کننده غیرخطی ANN ، ترکیب نموده و غلظت کلراید را با دقت بیشتری تعیین می کند. نتایج نشان می دهد مدل ماشین مرکب پیشنهاد شده SAICM می تواند غلظت کلراید را با دقت بسیار بالاتری نسبت به روش های جداگانه، تخمین بزند.

مدل سازی سیستم پویای مخزن سدهای چند منظوره متوالی با استفاده از نرم‌افزار Vensim

سمیه زارعی دودجی

طرح های سدسازی، از جمله طرح های مهم مهندسی هستند که نقش انکارناپذیری در اقتصاد ملی ایفا می نمایند. علم پویایی سیستم یک ابزار مدیریتی است که قادر به شبیه سازی سیستم های پیچیده منابع آب می باشد. این مدل در شبیه سازی منابع آب دارای قابلیت های مختلف از قبیل افزایش سرعت در توسعه مدل، قابلیت توسعه گروهی مدل، ارتباط مؤثر با نتایج و افزایش اعتماد به مدل در اثر مشارکت کاربر می باشد. در این تحقیق مدل سیستم پویای سدهای چند منظوره متوالی کاردنه-سنا واقع در استان بوشهر شبیه سازی شده است. هدف از این مدل سازی تحقق نیازهای مختلف از سد (شرب، محیط زیست و کشاورزی صنعتی) پیش از ساخت آن و همچنین بررسی اثر ساخت سد در بالادست بر تأمین نیازهای سد پایین دست می باشد. همچنین با استفاده از این مدل می توان تغییرات رواناب پایین دست سد در صورت احداث آن و تغییر درصدهای تأمین حجمی-زمانی سد پایین دست را تعیین نمود. مطالعه نتایج پس از محاسبه درصد سالانه و ماهانه تأمین حجمی و زمانی نیازهای مختلف و منبع تأمین آن ها و همچنین در نظر گرفتن دو چاه آب شرب جهت تأمین آب شرب در ماه هایی که سد قادر به تأمین آب شرب نمی باشد و حداکثر دبی خط لوله انتقال آب شرب کنونی منطقه، انجام گرفت. جهت مدلسازی 6 سناریو مدیریتی در نظر گرفته شد که در نهایت سناریو ششم به عنوان بهینه ترین سناریو در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی مدل، مقادیر شبیه سازی شده با مقادیر مشاهده شده حجم آب سد سنا مقایسه گردید. نتایج حاکی از آن است که درصد تأمین حجمی نیازهای شرب، محیط زیست و کشاورزی صنعتی سد کاردنه به ترتیب 97/66، 96/59 و 82/76 و همچنین درصد تأمین حجمی نیازهای محیط زیست و کشاورزی از سد سنا به ترتیب 100، 83/48 درصد می باشد که در محدوده قابل قبول وزارت نیرو می باشند. بر اساس این پژوهش مشخص گردید، با مدل سازی بر اساس شاخص های ارزیابی مدل شامل درصد تأمین حجمی و درصد تأمین زمانی نیازهای مختلف، به راحتی می توان اثر سیاست های بهره برداری و مدیریتی را بر نحوه تعیین و تخصیص منابع آب مشاهده و بهینه ترین تصمیم را اتخاذ نمود.