سروش مهدویان، نوید رشیدی، علی رییسی، جمال عبداللهی،
جلد 19، شماره 1 - ( 3-1404 )
چکیده
خاکهای رسی معمولا دارای مقاومت کم و درصد تورم زیاد میباشند. آنها از گروه خاکهای مشکل آفرین در پروژههای عمرانی تلقی میشوند. در این کار تحقیقاتی اثر محلول منیزیم کلرید(MgCl2) بر بهسازی یک خاک رسی با انجام آزمایشات آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات برنامهریزی شده به منظور انجام این تحقیق شامل حدود اتربرگ، تراکم، تورم، مقاومت و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) میباشد. خاک رس موجود با درصدهای وزنی 3%، 5%، 7% و 10% از محلول MgCL2 مخلوط شده و برای انجام آزمایش تورم و مقاومت، نمونهها با استفاده از روش تراکم استاتیکی تهیه گردید. این نمونهها دارای رطوبت بهینه و حداکثر وزن واحد حجم مطابق با منحنی تراکم مربوطه بودند. نتایج آزمایشهای مقاومتی نشان داد که مقادیر مقاومت نهایی نمونههای تهیه شده با محلول 3% وزنی MgCl2 مقادیر مقاومت نهایی برای نمونههای با زمان عمل آوری 7 و14و 28 روزه برابر 1401و 2018 و 1848 کیلو پاسکال میباشد. نتایج همچنین نشان دادند که برای مقادیر بیشتر ار 3% کاهش مقاومت در نمونهها رخ میدهد. از طرف دیگر برای 10% از محلول MgCl2 تا زمان عمل آوری 14 روز مقاومت کاهش مییابد ولیکن برای 28 روز روند آن افزایشی است. همچنین دیگر نتایج نشان دادند که افزودن این محلول با درصدهای 3%، 5%، 7% و 10% به خاک مقادیر درصد تورم معادل 95/4، 98/3، 8/2 و 9/3 نسبت به خاک طبیعی کاهش مییابد. بنابراین افرودن محلول MgCl2 به خاک موجب کاهش پتانسیل تورم و فشار تورمی میگردد و مقدار این کاهش متناسب با افزایش درصد MgCl2 میباشد. بطوریکه یرای مقادیر تغییرات فیزیکی و مکانیکی خاک که منجر به بهسازی آن میشود، ناشی از واکنشهای شیمیایی روی داده بین خاک و MgCl2 است، به طوریکه نتایج SEM، حاکی از آن میباشد.
خانم رویا معصومی پور، دکتر سعید مهدوی،
جلد 19، شماره 1 - ( 3-1404 )
چکیده
معدن روباز چادرملو، با چالشهای پیچیدهای در خصوص پایداری بلندمدت شیروانیهای خود مواجه است که به طور مستقیم تحت تأثیر زمان، تغییرات محیطی و تنشهای ناشی از عملیات استخراج قرار دارند. با توجه به شواهد موجود مبنی بر پتانسیل ناپایداری در آینده، تغییرات جابهجایی دیوارههای شمالی تا شرق پیت در یک بازه زمانی 18 ماهه مورد تحلیل قرار گرفته است. در این راستا، جابهجاییهای بلندمدت دیواره معدن با استفاده از رادار اندازهگیری و با کمک تحلیلهای برگشتی و شبیهسازی عددی سهبعدی، رفتار خزشی معادل شیروانیها با استفاده از مدل خزشی ماکسول مورد ارزیابی قرار گرفته است. بعد از ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی، تاثیر سه سناریوی گذر زمان، تعریض پلهها و افزایش عمق بر پایداری شیروانی در سه مقدار تنش افقی به قائم 0/5، 1 و 1/5 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل نشان داد که نسبت تنش افقی به قائم 1/5 تطابق بهتری با شواهد میدانی دارد. در سناریوی اول با افزایش 50 درصدی زمان، نرخ جابه جاییها بیش از 100 درصد افزایش را نشان میدهد که بیانگر افزایش پتانسیل ناپایداری با گذر زمان است. در سناریوی دوم، با باربرداری از دو پله اول به دلیل کاهش 18 درصدی بالاآمدگی، پتاسیل ناپایداری کاهش و باربرداری تا پلهی هشتم، به دلیل کاهش وزن در قسمت پاشنه لغزش و افزایش مقدار متوسط بالاآمدگی، پتاسیل ناپایداری را افزایش میدهد. افزایش عمق پیت در سناریو سوم، منجر به تشکیل یک زون لغزشی دیگر در محدوده پلهی دهم تا هفدهم شده است.
محمدرضا حدادطهرانی، مهدی تلخابلو، محمدرضا آصف، مهدی استادحسن،
جلد 19، شماره 2 - ( 7-1404 )
چکیده
در مخازن کربناته پیچیده مانند سازند آسماری، ناهمگنی بالای لیتولوژیکی و ساختاری، تعیین دقیق پارامترهای ژئومکانیکی و تنشهای مؤثر را به چالش میکشد. این پژوهش با هدف توسعه یک مدل سهبعدی جامع از پارامترهای ژئومکانیکی و تنشهای مؤثر در میدان نفتی کوپال انجام شد. برای این منظور، ضمن استفاده از دادههای چاهنگاری، مغزه و لرزهای، مدلسازی سهبعدی با بهکارگیری روش شبیهسازی متوالی گوسی (SGS) و بر اساس تحلیل واریوگرام انجام گرفت. رژیم تنش حاکم با استفاده از تحلیل دادههای چاهنگاری تصویری (FMI) و ریزش دیواره چاه (Wellbore Breakout) تأیید شد. همچنین، یک تحلیل حساسیت تک متغیره بر روی پارامترهای کلیدی شامل مدول یانگ استاتیک، نسبت پواسون، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و فشار منفذی انجام شد. نتایج نشان میدهد که بیشترین تنش قائم مؤثر 87 مگاپاسکال و بیشترین تنش افقی مؤثر حداکثر 127 مگاپاسکال است. تحلیل دادههای چاهنگاری، رژیم تنش نرمال (σv>σHmax>σhmin) را در میدان تأیید میکند. همچنین، تمرکز تنش در اطراف گسلهای فرعی شناسایی شد. مدل با تطابق 88 درصدی با نتایج مدلهای یکبعدی اعتبارسنجی شد. یافتههای این تحقیق میتوانند در طراحی چاه، تزریق گاز و ارزیابی پایداری مخزن میدان کوپال مورد استفاده قرار گیرند.
سروش مهدویان، علی رئیسی استبرق، شیما آزاده رنجبر،
جلد 19، شماره 3 - ( 9-1404 )
چکیده
در این تحقیق اثر آلاینده دیمتیلفتالات بر خواص فیزیکی و مکانیکی خاک رسی و امکان بهسازی آن با استفاده از دو ماده افزودنی آهک هیدراته و منیزیم اکسید با انجام آزمایشات آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. خاک رسی به صورت مصنوعی با ماده دیمتیلفتالات در آزمایشگاه آلوده گردید. مواد افزودنی آهک و منیزیماکسید با درصدهای وزنی 5%، 10% و 15% به خاک طبیعی و خاک آلوده اضافه و مخلوط گردید. آزمایشهای انجام شده به منظور بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی خاک رسی آلوده شده به دیمتیلفتالات در این تحقیق شامل حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک محوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) روی نمونههای مختلف میباشد. نمونههای مقاومتی به روش تراکم استاتیکی تهیه شدند و آزمایشات مقاومتی در زمانهای عملآوری 7، 14 و 28 روزه صوررت گرفت. نتایج نشان داد که افزودن دیمتیلفتالات به منجر کاهش مقادیر حدود اتبرگ، پارامترهای تراکمی (وزن واحد حجم خشک ماکزیمم و رطوبت بهینه) و مقاومت فشاری خاک در مقایسه با خاک طبیعی میشود. نتایج مقاومت فشاری نشان داد افزودن 10% از آهک و یا منیزیماکسید سبب کاهش مقاومت نمونهها میشود به عنوان مثال در زمان عملآوری 14 روز برای 10% از آهک و منیزیماکسید سبب کاهش مقاومت نمونههای خاک آلوده به ترتیب به میزان 43/4% و 63/8% نسبت به 5% از این مواد افزودنی میگردد. علاوه بر این، مقایسه نتایج نمونههای بهسازی شده با یکدیگر نشان داد که برای درصدهای بالای افزودنی منیزیماکسید و یا آهک سبب بهسازی خاک آلوده میگردد و همچنین مقادیر E50 برای آزمایشهای مقاومتی در حالات مختلف محاسبه گردید. نتایج SEM هم نشاندهنده آن است که واکنشهای شیمیایی بین ماده افزودنی و خاک صورت گرفته است.
رضا محسنی افخم، دکتر مجتبی بهاالدینی، دکتر عباس مجدی،
جلد 19، شماره 3 - ( 9-1404 )
چکیده
مقاومت کششی یکی از خواص مکانیکی مواد شکننده است که نقش تعیینکنندهای در پایداری بسیاری از سازههای عمرانی و معدنی ایفا میکند. آزمایش برزیلی بهعنوان رایجترین روش غیرمستقیم تعیین مقاومت کششی مورداستفاده قرار میگیرد. در این آزمایش فرض بر این است که ترک کششی در مرکز نمونه ایجادشده و در راستای محور بارگذاری گسترش مییابد. اما نحوه شکست در این آزمایش، از مباحث چالشبرانگیز در این آزمون بوده است و استفاده از صفحات دارای انحناء برای متمرکز شدن تنش کششی در مرکز نمونه توصیه شده است. در این پژوهش سعی بر آن است، تأثیر انحنای فکهای بارگذاری بر مقاومت کششی و الگوهای شکست موردبررسی قرار گیرد. برای این منظور از پنج نوع فک با نسبت انحناء 0، 0/50، 0/57، 0/67 و 0/80 برای تحلیل اثر انحنای فکها استفاده شد و تمامی آزمایشها با دوربین تصویربرداری پرسرعت ثبت گردید تا فرآیند شروع و گسترش ترکها بهطور دقیق تحلیل شود. نظر به ماهیت ناهمگن مواد سنگی و جهت جلوگیری از تأثیر آن بر نتایج، از نمونه مصنوعی بهره گرفته شد و در هر نسبت انحناء، پنج نمونه مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش نسبت انحناء باعث افزایش مقدار مقاومت کششی تخمین زده میشود. در نسبت انحناء صفرتا 0/67، این مقدار افزایش ناچیز بوده، اما در نسبت 0/80 نسبت به 0/67 حدود 48 درصد افزایش داشته است. بررسی نحوه شکست نمونهها نشان داد که با افزایش انحناء به نسبت 0/80 نوع شکست به حالت نامعتبر و آشفته همراه با ترکهای برشی ثانویه و گسترش نامنظم ترک اصلی تغییر یافت.
مهندس سولماز دارسنج، دکتر مهرداد امامی تبریزی، دکتر حسن افشین،
جلد 19، شماره 4 - ( 10-1404 )
چکیده
ماسههای بادی در مناطق خشک و نیمهخشک، به دلیل سستی، ظرفیت باربری پایین و تراکمپذیری دشوار از جمله خاکهای مسئلهدار محسوب میشوند. شرایط اقلیمی خشک ایران و پدیدههایی مانند خشکی دریاچه ارومیه، پراکندگی ماسههای شور را تشدید کرده است. یکی از راهکارهای رایج مقابله با این خاکها، تثبیت شیمیایی با استفاده از مواد افزودنی نظیر سیمان است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر بهسازی ماسههای بادی شور برداشتشده از حوضه دریاچه ارومیه با سیمان پرتلند نوع ۱ پرداخته شده است. نمونههای خاک بهسازی شده با مقادیر متفاوتی از شوری و درصدهای مختلف سیمان تهیه و پس از ۷ روز عملآوری، تحت آزمایش مقاومت فشاری تکمحوری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش درصد سیمان موجب افزایش معنیدار مقاومت فشاری میشود. همچنین، حضور نمک در خاک مورد مطالعه نهتنها مانع فرآیند تثبیت نبوده، بلکه موجب بهبود مقاومت نمونهها در کوتاه مدت شده است. این یافتهها بر اهمیت در نظر گرفتن نوع و میزان نمک در طراحی بهسازی خاکهای دانهای شور در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک تأکید دارند.
مسعود خواهانی پور، حسین سرباز،
جلد 19، شماره 4 - ( 10-1404 )
چکیده
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 بهرهبرداری 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 نرمافزار المان محدود PLAXIS بهصورت دوبعدی و با استفاده از تئوری کرنش صفحهای با المانهای 15 گرهی مدلسازی انجام و برای محیط خاکی از مدل رفتار موهر-کلمب که یکی از اساسیترین مراحل در تحلیل عددی است و در اکثر مدلسازیهای عددی حفر تونل از این مدل استفاده میشود برای خاک مورد مطالعه این پژوهش به مدلسازی محیط مورد بررسی پرداخته شده است. نتایج نشان میدهد نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت پوشش، جابجاییهای قائم و افقی در همه نقاط کاهش یافته و در مقابل مقادیر نیروهای محوری و برشی افزایش پیدا میکند. 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. یافتهها نشان میدهند که انتخاب ضخامت مناسب پوشش نقش کلیدی در کنترل تغییر شکلها، افزایش ظرفیت تحمل نیروها و ارتقای ایمنی لرزهای تونل دارد.
دکتر سیدعلی اصغری پری،
جلد 19، شماره 5 - ( 10-1404 )
چکیده
این مطالعه به بررسی تأثیر پارامترهای منحنی مشخصه رطوبتی خاک (SWCC) بر پایداری شیب یک سد خاکی تحت شرایط حالت پایدار و افت سریع سطح آب میپردازد. با توجه به اهمیت رفتار خاک غیراشباع در سدهای خاکی، این پژوهش از اصول مکانیک خاک غیراشباع برای تحلیل تأثیر پارامترهای SWCC بر نرخ جریان آب و پایداری شیب استفاده میکند. نتایج نشان میدهد که افزایش پارامترهای a و n نرخ جریان را افزایش میدهد، در حالی که افزایش پارامتر m آن را کاهش میدهد. در تحلیل پایداری شیب، پارامترهای SWCC تأثیر قابلچشمگیری بر پایداری شیب پاییندست نداشتند، اما افزایش پارامتر m موجب کاهش جزئی ضریب ایمنی شد. تحت شرایط افت سریع سطح آب، همه پارامترها در ابتدا منجر به کاهش ضریب ایمنی شدند، اما پایداری پس از ۱۰ روز بازیابی شد. علاوه بر این، در نظر گرفتن وزن مخصوص غیراشباع خاک، ضریب ایمنی را در هر دو سناریوی حالت پایدار و افت سریع سطح آب بهبود بخشید. این یافتهها نقش حیاتی شرایط خاک غیراشباع در طراحی و تحلیل پایداری سدهای خاکی را برجسته میکند.
دکتر علی قنبری، دکتر محمد نخعی، دکتر سعید کلانی، دکتر حمیدرضا عزیزی،
جلد 19، شماره 6 - ( 10-1404 )
چکیده
فرونشست زمین بهعنوان یکی از مخاطرات پیچیده ژئوتکنیکی، تهدیدی جدی برای امنیت طبیعی، اجتماعی و اقتصادی استان البرز محسوب میشود. در این مقاله، با استناد به شواهد میدانی گردآوریشده در دشتهای هشتگرد، اشتهارد و کرج طی فصول بهار و تابستان سال ۱۴۰۴، علائم صحرایی فرونشست مورد ارزیابی قرار گرفته است. علائمی نظیر ترکهای کششی و فشاری در سطح زمین، نشست موضعی در سازهها، جابجایی دهانه چاهها، شکافهای سطحی عمیق، و تغییر در سطح آبهای زیرزمینی بهعنوان نشانههای کلیدی فرونشست شناسایی شدهاند. نتایج حاصل نشان میدهد که دشت هشتگرد، بهویژه در مناطق سعیدآباد، سپهر، و نجمآباد، دارای بیشترین شواهد صحرایی از جمله نشستهای پیوسته، شکافهای سطحی و لایههای ناپایدار سطحی است. در دشت اشتهارد نیز شواهد متعددی از ترکخوردگی در ساختمان مدارس، شکاف در سطح زمین و در اطراف دکلهای برق، و دیوارههای سازهای مشاهده شده است. همچنین شکافهای عمیقی در منطقه فتحآباد (حدفاصل اشتهارد و بویین زهرا) به وقوع پیوست است. با این حال، در بخشهایی از دشت کرج، علیرغم برداشت قابلتوجه از منابع آب زیرزمینی، علائم صحرایی مشهودی از فرونشست دیده نشده است. بررسیها حاکی از آن است که توزیع مکانی و شدت فرونشست رابطه مستقیمی با ویژگیهای زمینشناسی، بهرهبرداری غیرمجاز از آبهای زیرزمینی، و عدم تجهیز چاهها به کنتور هوشمند دارد. این مطالعه ضمن ارائه تصویری عینی از وضعیت فرونشست در استان البرز، بر لزوم پایش مستمر، تدوین راهکارهای مدیریتی تلفیقی، و استفاده از فناوریهای سنجش از دور برای کنترل و پیشگیری از گسترش این پدیده تأکید میکند.
سلمان شمس الدینی مطلق، سعید مهدوی،
جلد 19، شماره 6 - ( 10-1404 )
چکیده
با توجه به عمیق شدن معادن روباز و ملاحظات زیست محیطی ناشی از آن، دوران حاضر را دوره بازگشت به معدنکاری زیرزمینی نامیدهاند. یکی از ملاحظات اساسی در گذر از معدنکاری روباز به زیرزمینی، طراحی لنگهی تاج بر اساس ملاحظات اقتصادی و فنی است. با توجه به عدم قطعیتهای موجود در این زمینه، پژوهش حاضر با بهرهگیری از شبیهسازی سهبعدی عددی به بررسی تاثیرات متقابل پارامترهای هندسی و ژئومکانیکی بر رفتار لنگهی تاج در گذار به معندکاری زیرزمینی پرداخته است. رفتار لنگه با توجه به مقدار جابهجایی و حجم زون پلاستیک در لنگه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحلیل نشان داد که، پارامترهای هندسی نقش بسیار مهمتری نسبت به خصوصیات مکانیکی سنگ ایفا میکنند. در میان پارامترهای هندسی، شاخص ابعاد لنگه (حاصلضرب ضخامت و دهانه لنگه) و دهانهی لنگهی تاج نقش تعیینکنندهای در کنترل رفتار لنگه دارند. از دیدگاه ژئومکانیکی، در دامنهی تغییرات لحاظ شده در این پژوهش، مدول الاستیسیته سنگ به عنوان پارامتر تاثیرگذار بر رفتار لنگهی تاج شناسایی شد که با مقدار بحرانی 7 گیگاپاسگال، رفتار لنگه تاج را کنترل میکند. دهانهی لنگهی تاج به عنوان دومین پارامتر تاثیرگذار قادر است با ضریب همبستگی 83/. میزان جابهجایی لنگهی تاج را پیشبینی کند و شاخص ابعاد لنگه با دقت 20 درصد قادر است حجم زون پلاستیک در لنگه را برآورد کند.
دکتر سیدعلی اصغری،
جلد 19، شماره 6 - ( 10-1404 )
چکیده
مقاله حاضر به مقایسه سیستماتیک تحلیل احتمالاتی پایداری شیب با استفاده از سه نرمافزار رایج در مهندسی ژئوتکنیک، یعنی Plaxis LE V21، GeoStudio 2024 (ماژول SLOPE/W) و Slide2 میپردازد. با توجه به اهمیت ارزیابی ریسک و ماهیت ذاتی عدم قطعیت در پارامترهای خاک، تحلیل احتمالاتی به عنوان رویکردی ضروری برای کمّیسازی عدم اطمینانها و محاسبه معیارهایی مانند احتمال شکست و شاخص قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با اجرای تحلیلهای یکسان بر روی سه سناریوی مختلف (خاک همگن، خاک سهلایه و شرایط شبه استاتیکی) و با استفاده از ۱۰ روش متداول تعادل حدی، قابلیتها، دقت، کارایی و محدودیتهای هر نرمافزار را ارزیابی کرده است. نتایج نشان میدهد که هر سه نرمافزار قابلیت انجام تحلیل احتمالاتی با دقت قابل قبول را دارند، اما هر یک نقاط قوت متمایزی ارائه میدهند: Slide2 با ابزارهای تخصصی و نمایش گرافیکی پیشرفته برای تحلیلهای ریسک پیچیده ایدهآل است؛ GeoStudio با رابط کاربری شهودی و یکپارچگی با ماژولهای دیگر برای پروژههای معمولی مناسبتر است؛ و Plaxis LE با دقت بالای محاسباتی در مسائل پیچیده و رویکرد ترکیبی المان محدود تعادل حدی (FELA) برتری دارد. این مطالعه راهنمایی عملی برای مهندسان در انتخاب نرمافزار مناسب بر اساس پیچیدگی پروژه، سطح دقت مورد نیاز و منابع در دسترس فراهم میکند و بر مزایای رویکرد احتمالاتی نسبت به تحلیلهای قطعی سنتی در مدیریت ریسک تأکید میورزد.
