نشریه زمین شناسی مهندسی

---

تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ بکر در پروژه­های عمرانی از قبیل فضاهای زیرزمینی، سدها، پی­ها و پایداری شیب­ها که با سنگ سرو کار دارند از اهمیت چشم‌گیری برخوردار است. ارائۀ دقیق پارامترهای ژئومکانیکی نظیر مقاومت فشاری و مدول تغییر شکل سنگ، از نقطه نظر طراحی­ها نقش به‌سزایی دارد. ارزیابی این پارامترها اغلب هزینه‌بر، وقت‌گیر و بعضاً به‌لحاظ اجرایی مشکل است و ارائۀ معیاری برای تخمین مناسب آن‌ها می‌تواند در راستای تعداد، نوع آزمایش‌ها و صحت‌سنجی نتایج راه‌گشا باشد. از آن‌جا‌که سازند آسماری به‌طور گسترده­ای در بخش چشم‌گیری از غرب و جنوب غرب کشور رخ‌نمون دارد و پروژه‌های بزرگ مهندسی در ارتباط با این سازند است، بدین لحاظ به موضوع مذکور توجه شده است. مقالۀ حاضر با تجزیه و تحلیل داده­های آزمایشگاهی دو پروژۀ مهم مربوط به ساخت‌گاه سدهای خرسان 1 و 2 که عمدتاً در سازند آهکی آسماری بالایی است، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، دینامیکی و دوام­داری سنگ بکر و عوامل زمین‌شناسی کنترل کنندۀ تغییرات آن­ها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل می‌کند و محدودۀ تغییرات آن­ها با روابط تجربی با تقریب مناسبی ارائه شده است.

---

یکی از آزمایش هایی که برای بررسی خصوصیات سایندگی دانه های خاک استفاده می شود، آزمایش LCPC می باشد. دستگاه آزمایش LCPC برای اندازه گیری سایش ذرات در حد پبل های ریز (3/6-4 میلی متر) طراحی شده است. در این پژوهش برای بررسی تاثیر پارامتر های زمین شناسی در مقدار سایش کانیها، تعدادی از مهمترین کانیهای ساینده از نقاط مختلف ایران جمع آوری شده است. در ابتدا مقادیر سایش و شکنندگی این کانیها مطابق با سه استاندارد AFNOR P18-553، AFNOR P18-579 وP18-560 AFNOR که به ترتیب مربوط به مراحل آماده سازی نمونه برای انجام آزمایش، روش انجام آزمایش و آنالیز اندازه دانه ها به کمک الک های آزمایشگاهی میباشد، اندازه گیری شده است. در ادامه تاثیر پارامترهای زمین شناسی موثر بر میزان سایش نمونه ها که شامل پنج پارامتر شکل، اندازه، زاویه داری، درجه اشباع محیط و پتروگرافی دانه ها میباشد، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان اثر گذاری این پارامتر ها بر سایندگی نمونه ها بر اساس استاندارد ISO 5725 NF که مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرار پذیری و قابلیت تولید مجدد یک روش استاندارد با آزمایشهای درون آزمایشگاهی (بر پایه شاخص طبقه بندی X 06-041 ) میباشد، بررسی گردیده است. در انتها پس از کسب اطمینان از تاثیر معنی دار این پارامتر ها بر سایش کانیها، به کمک نرم افزار SPSS میزان سایندگی برای انواع کانیهای با سختی کمتر از هفت در مقیاس موس پیش بینی شده است.

---

مشاهدات عینی در زلزله های گذشته، تجربیات و مدلسازی های انجام شده توسط محققان نشان می دهد که جنبش نیرومند زمین تحت تاثیر پارامترهای مختلفی مانند مشخصات منبع لرزه، مشخصات مسیر عبور امواج زلزله و در نهایت رفتار خاک ساختگاه مورد مطالعه قرار دارد. با توجه به این موضوع در این مقاله به برسی رفتارغیر خطی خاک در سطح شهر ارومیه پرداخته شده است. ابتدا روش مورد استفاده برای آنالیز رفتار غیرخطی خاک شامل مدل رفتاری و شبیه سازی معادله حرکت خاک های لایه ای در حوزه ی زمان مورد برسی قرار گرفته است. سپس خصوصیات ژئوتکنیکی لایه های زیرسطحی شهر ارومیه تفسیر شده است. نتایج تحلیل خطر لرزه ای برای سنگ بستر شهر برای سه سطح خطر بدست آمده. سپس با استفاده از شتابنگاشت های مصنوعی تولید شده بر اساس نتایج تحلیل خطر لرزه ای، آنالیز یک بعدی ستون خاک انجام شد. در مرحله بعدی به مقایسه بیشینه شتابها در سطح زمین با مقادیر دامنه شتاب درسنگ بسترلرزه ای پرداخته شده است. بدنبال آن مقادیر دامنه طیف شتاب بدست آمده درسطح زمین با مقادیر دامنه طیف شتاب سنگ بسترلرزه ای در پریودهای مختلف مقایسه و ضریب بزرگنمایی در پریودهای مختلف را بدست آوردیم. سپس این نتایج را به صورت منحنی های هم میزان بمنظور نشان دادن مقدارحداکثر بزرگنمایی درپریودهای مختلف تهیه شد. با تهیه نقشه های هم مقدار بزرگنمایی درپریودهای مختلف و نتایج مطالعات ژئوتکنیک توانستیم بستر آبرفتی شهرستان ارومیه را به پنج بخش تقسیم نموده و طیف بزرگنمایی خاک برای هر بخش را ارائه نماییم.

---

هدف از این پژوهش، توسعۀ مدلی هوشمند، برای تخمین سرعت موج برشی در سنگ آهک است. سرعت موج برشی، از مهم‌ترین پارامترهای دینامیکی سنگ است. با توجه به پیچیدگی ساختار سنگ، تعیین مستقیم این پارامتر مستلزم زمان، هزینه و دقت است. از طرفی برای تعیین غیرمستقیم آن، روابط دقیقی در دسترس نیست و بیش‌تر روابط،­ تجربی هستند. در این تحقیق سعی می‌شود با استفاده از مجموعه داده‌های چندین سد‌ در ایران، به‏کمک روش­ اَنفیس (سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی) و جِپ (GEP) مدل و رابطه­ای برای پیش­بینی سرعت موج برشی در سنگ آهک تهیه شود. در مجموع، از 170 دسته داده برای مدل­سازی استفاده شد. 136 دسته داده برای ساخت مدل هوشمند و 34 داده دیگر برای ارزیابی عمل‌کرد آن به‌کار گرفته شد. پارامترهایی مانند سرعت موج فشاری، چگالی و تخلخل به­عنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته شدند. در پیش­بینی­های صورت‏گرفته به‌این منظور، میزان ²R و RMSE برای مدل اَنفیس به­ترتیب 958/0 و 620/113 است. این مقادیر برای رابطۀ جِپ 928/0 و 006/110 است. با توجه به‌دقت این نتایج، می‏توان آن­ها را برای پیش­بینی سرعت موج برشی در مقاصد آینده پیشنهاد کرد.

---

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.