نشریه زمین شناسی مهندسی

تحلیل تغییرات ارتفاعی سطح زمین ناشی از زمین‌لرزه بر اساس تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری در منطقه خوی

اصغر میلان

زمین لرزه ها به عنوان یکی از عوامل مهم در ایجاد تغییرات ارتفاعی سطح زمین، می توانند منجر به فرونشست یا بالاآمدگی گسترده در نواحی مختلف شوند. این تغییرات عمدتاً به دلیل جابه جایی صفحات تکتونیکی، حرکت گسل ها، و تغییرات فشار در اعماق زمین رخ می دهند. بسته به نوع گسل و شرایط زلزله، ممکن است بالاآمدگی یا فرونشست ایجاد شود. پایش و بررسی این تغییرات برای مدیریت بحران و امدادرسانی، بهبود برنامه ریزی شهری و کاهش آسیب های محیطی اهمیت بالایی دارد. برای مطالعه تغییرات سطح زمین، از روش های مختلفی از جمله تراز سنجی دقیق، سامانه های تعیین موقعیت جهانی، لیزر اسکن و سنجش از دور استفاده می شود که هر یک از آن ها دارای دقت ویژگی خاص هستند. امروزه داده های ماهواره ای و روش های سنجش از دور، ابزاری کارآمد برای محاسبه جابه جایی های عمودی سطح زمین به شمار می روند. در این پژوهش، به بررسی پتانسیل داده ها و تصاویر ماهواره ای سنتینل 1 برای مطالعه تغییرات سطح زمین در اثر زلزله 5/6 ریشتری خوی با استفاده از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری پرداخته شده است. با پردازش تصاویر راداری قبل و بعد از زلزله، جا به جایی های عمودی از تغییرات فاز استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که در برخی مناطق نزدیک به کانون زلزله بالاآمدگی و در نقاط دورتر فرونشست رخ داده است. حداکثر بالاآمدگی 0/08 متر و بیشترین فرونشست 0/156- متر ثبت شده است. این نتایج الگوی غیر یکنواخت تغییرات ارتفاعی سطح زمین در اثر این زمین لرزه را نمایان می سازد.

ارزیابی عملکرد سیمان در تثبیت خاک‌های نمکی حوضه دریاچه ارومیه

مهرداد امامی تبریزی

ماسه های بادی در مناطق خشک و نیمه خشک، به دلیل سستی، ظرفیت باربری پایین و تراکم پذیری دشوار از جمله خاک های مسئله دار محسوب می شوند. شرایط اقلیمی خشک ایران و پدیده هایی مانند خشکی دریاچه ارومیه، پراکندگی ماسه های شور را تشدید کرده است. یکی از راهکارهای رایج مقابله با این خاک ها، تثبیت شیمیایی با استفاده از مواد افزودنی نظیر سیمان است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر بهسازی ماسه های بادی شور برداشت شده از حوضه دریاچه ارومیه با سیمان پرتلند نوع ۱ پرداخته شده است. نمونه های خاک بهسازی شده با مقادیر متفاوتی از شوری و درصدهای مختلف سیمان تهیه و پس از ۷ روز عمل آوری، تحت آزمایش مقاومت فشاری تک محوری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش درصد سیمان موجب افزایش معنی دار مقاومت فشاری می شود. همچنین، حضور نمک در خاک مورد مطالعه نه تنها مانع فرآیند تثبیت نبوده، بلکه موجب بهبود مقاومت نمونه ها در کوتاه مدت شده است. این یافته ها بر اهمیت در نظر گرفتن نوع و میزان نمک در طراحی بهسازی خاک های دانه ای شور در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک تأکید دارند.

تحلیل و بررسی عددی نیروی محوری، نیروی برشی و جابجایی افقی در سازه‌های زیرزمینی(مطالعه موردی: تونل پاتاوه-دهدشت)

مسعود خواهانی پور

هدف از انجام این تحقیق تحلیل و بررسی عددی نیروی محوری، نیروی برشی و جابجایی افقی در تونل (تونل شماره B محور پاتاوه- دهدشت) هست. این تونل یک پروژه ملی با مشخصات فنی حجم عملیات خاکی 2/2 میلیون مترمکعب، اجرای دیوار حائل به متراژ 2100 متر، اساس و زیراساس به مقدار 110 هزار تن و 95 هزار تن اسفالت در تابستان 1402 افتتاح و مورد بهره برداری قرار گرفت. در پژوهش حاضر بررسی تأثیر ضخامت پوشش تونل بر نیروی برشی، نیروی محوری و جابجایی افقی و قائم به روش عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود PLAXIS به صورت دوبعدی و با استفاده از تئوری کرنش صفحه ای با المان های 15 گرهی مدل سازی انجام و برای محیط خاکی از مدل رفتار موهر-کلمب که یکی از اساسی ترین مراحل در تحلیل عددی است و در اکثر مدل سازی های عددی حفر تونل از این مدل استفاده می شود برای خاک مورد مطالعه این پژوهش به مدل سازی محیط مورد بررسی پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت پوشش، جابجایی های قائم و افقی در همه نقاط کاهش یافته و در مقابل مقادیر نیروهای محوری و برشی افزایش پیدا می کند. بیشترین میزان تغییر شکل مربوط به کف تونل و کمترین مقدار مربوط به دیواره راست تونل است. افزایش ضخامت موجب کاهش نشست کف تونل و کاهش محسوس جابجایی افقی تا بیش از ۹۰ درصد در برخی نقاط شده است. یافته ها نشان می دهند که انتخاب ضخامت مناسب پوشش نقش کلیدی در کنترل تغییر شکل ها، افزایش ظرفیت تحمل نیروها و ارتقای ایمنی لرزه ای تونل دارد.

تخمین میزان قابلیت انتقال و هدایت هیدرولیکی آبخوان دشت هشتگرد به روش آزمون افت پله‌ای توسط نرم افزار Aquifer win 32

یونس موسوی

برنامه ریزی جهت مدیریت و بهینه سازی مصرف منابع آب زیرزمینی، به عنوان تأمین کننده بخش عمده ای از آب شرب کشور، از زیرساخت های حیاتی در مدیریت منابع آب محسوب می شود. مؤلفه کلیدی در این برنامه ریزی، محاسبه دقیق بیلان آب است که مستلزم تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی آبخوان شامل قابلیت انتقال (T) و هدایت هیدرولیکی (K) می باشد. در این تحقیق، این پارامترها با استفاده از داده های آزمون پمپاژ افت پله ای در سیستم تک چاهی در نقاط مختلف آبخوان دشت هشتگرد (با مساحت ۴۱۱ کیلومترمربع و تیپ آزاد) توسط نرم افزار Aquifer win32 تحلیل و محاسبه شدند. نتایج نشان می دهد که توزیع قابلیت انتقال در سطح دشت متغیر بوده؛ به طوری که کمترین میزان آن در بخش های جنوبی (شهرک کوروش) و جنوب غربی (نجم آباد) و بیشترین مقدار آن در مخروط افکنه کردان و اراضی اطراف آن مشاهده شده است. بر اساس یافته های پژوهش، حداکثر قابلیت انتقال ۳۶۸۲ مترمربع در روز و میانگین آن ۴۴۰ مترمربع در روز برآورد گردید. همچنین میزان هدایت هیدرولیکی با تلفیق نتایج مطالعات ژئوالکتریک (جهت تعیین ضخامت اشباع) و مقادیر قابلیت انتقال محاسبه شد. نتایج نهایی نشان داد که نرخ هدایت هیدرولیکی بین حداقل 0/2 متر در روز در نواحی جنوبی و حداکثر 7/9 متر در روز در مرکز آبخوان و پایین دست رودخانه کردان متغیر است.

ارزیابی پایداری آب زیرزمینی در آبخوان کرمانشاه با استفاده از شاخص‌ها و تحلیل سلسله مراتبی

مرتضی مظفری

در مناطق نیمه خشک، منابع آب محدود است و استفاده از شاخص های پایداری آب های زیرزمینی برای مدیریت این منابع اهمیت دارد. با توجه به رشد جمعیت و توسعه کشاورزی در دشت کرمانشاه، با محاسبه شاخص پایداری منابع آب زیرزمینی و با اتخاذ تصمیمات مدیریت صحیح می توان از آسیب های جبران ناپذیر به این منابع جلوگیری کرد. به همین منظور در این پژوهش، شاخص پایداری این آبخوان با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی تعداد 9 شاخص در بخش های کمی، کیفی، محیط زیستی و اجتماعی استفاده شده است. ابتدا هر شاخص محاسبه شده و در ادامه پایداری آن با استفاده از انتقال داده ها به محیط نرم افزار جی-ای-اس و درون یابی ارزیابی گردیده است. در مرحله بعد با محاسبه وزن و رتبه هر شاخص و دسته، نقشه هم ارز شده شاخص تهیه گردید و در ادامه با استفاده از هم پوشانی وزنی، نقشه پایداری نهایی به دست آمده است. در نهایت برای سنجش دقت روش های مورد استفاده در تحقیق، از نمودار ویژگی عملکرد گیرنده استفاده گردیده است. بر اساس نقشه پایداری تهیه شده، می توان گفت که شاخص های تغییرات ذخیره آب زیرزمینی و مشکلات کیفی از جمله مهم ترین شاخص های اثرگذار بر پایداری منابع آب زیرزمینی دشت می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد، در نواحی مرکزی وضعیت پایداری ضعیف تر و در بخش های مرزی (سر شاخه های رودخانه) و جنوب شرقی آبخوان پایداری مطلوب تری دارد. برای صحت سنجی نتایج نهایی تحلیل سلسله مراتبی با کمک منحنی تشخیص عملکرد سامانه نشان می داد که روش مورد استفاده از درجه اعتبار بالایی برخوردار است. در ادامه برای بهبود پایداری منابع آب زیرزمینی منطقه پیشنهاد می شود با مشارکت مردم و با استفاده از راهکارهای علمی و اصولی، سیاست های جدید مدیریت آب اتخاذ شود.

تحلیل فرکتالی پارامترهای لرزه‌خیزی و ارزیابی تنش‌های پوسته‌ای در شرق ایران

سعید زارعی

پویایی زمین ساختی شرق ایران، که در اثر همگرایی صفحه های عربستان و اوراسیا و حضور گسل های فعال متعدد شکل گرفته، سبب تمرکز بالای تنش و بروز زلزله های بزرگ تاریخی مانند طبس (۱۹۷۸) و بم (۲۰۰۳) شده است. هدف این پژوهش، تحلیل فرکتالی پارامترهای لرزه خیزی و بررسی ناهمگنی تنش پوسته در گستره ی شرق ایران است. بدین منظور، داده های لرزه ای تاریخی و دستگاهی با بزرگای بیش از ۴ (۱۹۰۰-۲۰۲۴) از ISC وNEIC گردآوری، پالایش و در ZMAP و ArcGIS تحلیل شدند. پارامترهای b-value (نشانگر تنش و احتمال زلزله های بزرگ)، D-value (نشان دهنده ی پیچیدگی هندسی شکستگی ها و زلزله ها) و نسبت D/b-value هم زمان محاسبه و پهنه بندی گردیدند. نتایج نشان داد که مقدار b-value در محدوده ی ۰.۸ تا ۱.۱ و D-value در حدود ۱.۶ تا ۲.۳ متغیر است. نواحی با مقدار پایین b-value و D بالا، به ویژه در امتداد گسل های نهبندان و دشت بیاض، بیانگر تمرکز تنش بالا و افزایش احتمال رخداد زلزله های بزرگ تر است. گشتاور لرزه ای کل زمین لرزه های ثبت شده در کاتالوگ برابر با 10²³*3.5 نیوتن متر برآورد گردید که منجر به نرخ سالانه میانگین گشتاور لرزه ای به میزان 10¹⁶*2.7نیوتن متر بر سال می شود (این نرخ با میانگین گیری بر اساس سال های موجود در کاتالوگ محاسبه شده است). نسبت D/b که شاخصی از انرژی نهفته و ناهمگنی تنش به شمار می رود، در این نواحی بیش از ۲ گزارش شده و هم خوانی نزدیکی با پهنه های دارای نرخ گشتاور لرزه ای بالا دارد. این امر نشان می دهد که افزایش هندسه ی شکستگی ها هم زمان با افت مقدارb، بیانگر نزدیک شدن منطقه به آستانه ی گسیختگی پوسته است. یافته های این پژوهش با تأکید بر نقش نسبت D/b در تحلیل خطر لرزه ای، تصویری کمی از وضعیت تنش، ساختار گسل ها و پتانسیل زلزله های بزرگ در شرق ایران ارائه می دهد.