نشریه زمین شناسی مهندسی

---

حفر تونل‌های طویل غالباً به‌صورت مکانیزه و با ماشین حفاری تونل TBM انجام می‌شود. یکی از عوامل مهم در حفاری این تونل­ها اثر سایندگی خاک و سنگدانه‌ها بر ابزارهای برشی و سایر بخش­های دستگاه حفار تونل است که باعث کاهش چشم‌گیری در راندمان حفاری پروژه می‌شود. محققان عوامل مختلفی که باعث ایجاد سایش در ابزار حفاری می‌شوند را بررسی کرده‌اند. در تحقیق حاضر 32 نمونه از سنگ‌دانه‌های مسیر تونل خط دو مترو تبریز انتخاب شده و میزان سایندگی و شکنندگی این سنگ‌دانه‌ها برای بخش‌های مختلف مسیر تعیین شده است. هم‌چنین از بین مهم‌ترین عوامل مؤثر، تأثیر پارامترهای وجود و میزان آب، جنس، اندازه و شکل سنگ‌دانه‌ها، نوع و میزان فوم حفاری بر میزان ضریب سایندگی و شکنندگی سنگ‌دانه‌های مسیر بررسی شده، قرار گرفته است. بدین‌منظور نیز حدود 130 نمونه از سنگ‌دانه‌ها شامل 20 نمونه برای بررسی تأثیر وجود و میزان آب، 15 نمونه برای جنس، 20 نمونه برای اندازۀ دانه­ها، 30 نمونه برای شکل و 42 نمونه برای تأثیر نوع و میزان فوم مصرفی تهیه شده است. روش­های زیادی برای آزمایش سایندگی خاک و خرده سنگ­ها در بخش­های حفاری به‌وسیلۀ محققان ارایه شده است که یکی از معتبرترین و متداول‌ترین این آزمایش‌ها آزمون LCPC است.  بر اساس نتایج حاصل برای بررسی تأثیر میزان آب بر سایندگی، روی سه جنس آندزیت، ماسه سنگ و کنگلومرای مسیر از حالت خشک تا وجود آب به میزان 30% وزنی نمونه آزمایش انجام شده است که در دو جنس ماسه سنگ و کنگلومرا با افزایش میزان آب سایندگی بیش‌تر شده ولی در آندزیت از 20% به بعد کاهش سایندگی مشاهده می­شود، میزان ضریب شکنندگی نیز در کل با افزایش میزان آب کاهش می­یابد. از لحاظ سنگ‌شناسی بیش‌ترین تأثیر بر سایندگی را کنگلومرا داشته و از نظر شکنندگی هم آندزیت شکننده­ترین است. در تأثیر اندازۀ دانه­ها، با افزایش اندازۀ دانه­ها سایش زیادتر و شکنندگی کم‌تر می­شود. تأثیر فوم بر سایندگی به این صورت است که تا حد خیس‌­شدگی سایندگی کاهش یافته و بیش‌تر از آن باعث افزایش سایندگی می­شود. از بین فوم‌های مختلف آزمایش‌شده نیز فوم شیمی بتن دارای حداقل سایندگی است.
 

---

یکی از پارامترهای تأثیرگزار بر رفتار دینامیکی دیوارهای خاک مسلح فرکانس اساسی سیستم است. در این مقاله با استفاده از تئوری صفحه‌ها و مباحث انرژی، روابطی تحلیلی برای سه مود اول ارتعاش دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیکی ارائه شده است. هم‌چنین اندرکنش بین دیوار و خاک مسلح به‌وسیله یک سری فنرهای محوری مدنظر قرار گرفته است. هم‌چنین مودهای ارتعاش داخل صفحه که در مدل‌سازی دوبعدی قابل بررسی نبود، در این مقاله به‌وسیله تئوری صفحه‌ها مدنظر قرار گرفته است. برای اولین بار در یک تحلیل سه‌بعدی برای هرچه به واقعیت نزدیک‌تر شدن مدل‌سازی، رفتار متفاوت خاک و مسلح کننده‌ها در فشار و کشش نیز مدنظر قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلفی از جمله نسبت سختی خاک به مسلح کننده‌ها، نسبت سختی مسلح‌کننده به دیوار، طول مسلح کننده‌ها، نسبت عرض و طول مسلح کننده به ارتفاع دیوار در روابط ارائه شده بررسی شده است. در نهایت نتایج به‌دست آمده از روابط تحلیلی ارائه شده در این تحقیق با نتایج حاصل از مدل‌سازی المان محدود به‌وسیلۀ نرم‌افزار آباکوس و هم‌چنین نتایج دیگر محققان مقایسه شده است، که نشان از دقت زیاد روابط ارائه شده دارد. روش ارائه شده آغازی بر ارائه روابط تحلیلی سه‌بعدی برای دیوارهای خاک مسلح است.

---

در پژوهش حاضر روش حفاری گردش وارون (RC) با دیگر روش‌های مهم، متداول و کاربردی حفاری مانند روش گردش مستقیم و مغزه‌گیری از نظر معیارهای مختلف نظیر سرعت پیش‌روی (زمان) حفاری، قیمت (هزینه)، نوع و کیفیت نمونه‌های حاصل و راندمان عملکرد حفاری، مقایسه شده است. هم‌چنین به‌عنوان یک بررسی میدانی در این پژوهش، گمانه­های عمیق حفاری شده در معدن طلای اخترچی خمین واقع در استان مرکزی با دو روش حفاری RC و مغزه‌گیری، از جنبه‌های مختلف بررسی و مقایسه شد. در انتها نیز توانایی انتخاب مناسب‌ترین روش حفاری از میان روش‌های مختلف بررسی شد. نتایج پژوهش نشان می‌دهند که روش حفاری RC در مقایسه با دیگر روش‌های حفاری به‌ویژه انواع متداول و پرکاربرد، از نظر معیارهایی مانند هزینه‌های حفاری و سرعت پیش‌روی (زمان) حفاری، بسیار مطلوب و از نظر میزان عمق (متراژ) حفاری، نوع و کیفیت نمونه‌های حاصل و راندمان کلی عملکرد حفاری، مطلوب است. اگرچه روش حفاری مغزه‌گیری از نظر نوع و کیفیت نمونه‌های حاصل و نیز میزان عمق (متراژ) حفاری، با توانایی حفر گمانه‌های بسیار عمیق و گرفتن نمونه‌های مغزه‌ای، مطلوب‌ترین است اما در ارتباط با حفاری اکتشافی (به ویژه در مراحل اکتشاف تکمیلی) کانسارهایی که عیار پایینی دارند و اثرات ماده معدنی خیلی کم است (همانند کانسار طلای اخترچی خمین) و در نتیجه نیاز به حجم زیاد نمونه است، استفاده از روش حفاری RC مزیت نسبی داشته و دارای صرفه اقتصادی است.

---

کنترل جابه‌جایی­های ناشی از حفاری تونل در محیط­های شهری اهمیت ویژه‌ای دارد. یکـی از دلایـل اساسـی افزایش جابه‌جایی­ها، عدم اعمال فشار مناسب در جبهه کار تونل است. این پارامتر به‌ویژه در مواردی که تونل در محیط­های شهری حفر می­شود اهمیت بیش‌تری پیدا می­کند. تعیین مقدار این فشار برای جلوگیری از تخریب جبهۀ کار و نشست زمین از یک سو و ممانعت از بالازدگی زمین از سوی دیگر بسیار مهم است. به‌طورکلی روش­های تعیین فشار جبهه کار به سه دستۀ تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم می­شوند. فشار نگه‌داری جبهۀ کار تونل به عوامل متعددی نظیـر نوع و مشخصات مهندسی خاک از جمله مدول الاستیسیته، چسبندگی و زاویۀ اصطکاک داخلی، شرایط آب زیرزمینی، میزان روباره و سطح مقطع تونل وابسته است که در تحقیق حاضر، با کاربرد نرم‌افزار المان محدود ABAQUS به بررسی تأثیر برخی از این پارامترها بر میزان مناسب فشار جبهه کار تونل­های مکانیزه می‌پردازیم. با تحلیل مدل­های سه‌بعدی و اندازه­گیری مقادیر جابه‌جایی­های جبهه کار تونل به‌ازای مقادیر متفاوت فشار جبهه کار و پارامترهای بررسی شده، مقدار مناسب فشار نگه‌دارنده تخمین زده شده است. صحت‌سنجی روند مدل­سازی بر اساس نتایج ابزار‌بندی پروژۀ خط 2 مترو تبریز انجام یافته است. نتایج حاصل نشان­دهندۀ تأثیر چشم‌گیر مدول الاستیسیته خاک در مقدار فشار جبهه کار است و به‌عنوان الگوی کلی، با افزایش مدول الاستیسیته فشار مناسب جبهه کار کاهش می­یابد. هم‌چنین، مقادیر مناسب فشار جبهه کار به‌دست آمده با روش­های تحلیلی جانکسز-استاینر، آنگونستا-کواری و روش تجربی COB مقایسه شده است که بیش­ترین تطابق با روش  COBمشاهده شده است. لازم به ذکر است با پایین رفتن تراز آب زیرزمینی و در مدول­های الاستیسیته کم (کم­تر از 20 مگاپاسکال در پژوهش انجام شده)، رابطۀ COB فشار جبهه کار کم­تری نسبت به حالت مناسب ارائه می‌دهد که باید در محاسبات فشار جبهه کار در نظر گرفته شود.

---

استفاده از افزودنی‌ها در تثبیت خاک همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله تأثیر نانورس به‌عنوان یک افزودنی جدید، در کنار آهک که یکی از افزودنی‌های قدیمی در تثبیت خاک به‌شمار می‌رود، بر رفتار خاک بررسی شده است.  درصدهای مختلف نانورس و آهک بر خاک رسی افزوده می‌شود و تأثیر آن بر درصد رطوبت بهینه، بیشینه دانسیته خشک، مقاومت تک‌محوری، حدود اتربرگ و خاصیت خود ترمیمی خاک‌ها بررسی می‌شود.  پژوهش‌های انجام شده حاکی از آن است که اضافه کردن آهک باعث کاهش دانسیتۀ خشک خاک می‌شود این در حالی است که افزودن نانورس سبب افزایش این پارامتر در خاک‌های رسی می‌شود.  افزودن آهک تأثیر زیادی بر افزایش چسبندگی دارد و بر افزایش زاویۀ اصطکاک تأثیر چشم‌گیری ندارد این درحالی است که نانو مواد علاوه بر اینکه چسبندگی را افزایش می‌دهد، سبب افزایش زاویۀ اصطکاک خاک نیز می‌شود. نکته مهم و قابل تمرکز در این کار تأثیر چشم‌گیر نانو مواد بر خاصیت خود ترمیمی خاک رس است. با افزودن 2 درصد نانورس به خاک با گذشت 24 ساعت از ایجاد صفحه گسیختگی در خاک، مصالح قادر هستند حدود 80 درصد مقاومت اولیۀ خود (زمانی که هیچ افزودنی ندارد) را به‌دست آورند.
 

---

بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . به‌علاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانه‌ای در نظر گرفته شد. هم‌چنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به  مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به  تجهیزات حفاری باشد.
 

---

پسماند از تولیدات غیرقابل اجتناب هر جامعه و مدیریت پسماند یکی از نیازهای اصلی آن جامعه است. از این‌رو استقرار سامانه مدیریت پسماند ضروری است. در سیستم مدیریت مواد زائد جامد، با توجه به میزان تولید و ترکیب پسماند گزینه‌های مختلفی برای مدیریت آن وجود دارد. ارزیابی اثرات زیست‌محیطی چرخۀ حیات این گزینه‌ها نقش به‌سزایی در کاهش و حل مشکلات مدیریت خدمات شهری به‌عهده دارد. هدف از این پژوهش مقایسۀ سناریوهای مختلف مدیریت پسماند در شهرستان سیرجان و انتخاب سناریو برتر با رویکرد ارزیابی چرخه حیات است. بدین‌منظور 4 سناریو در نظر گرفته شد و فهرست‌نویسی چرخه حیات در هر سناریو به‌کمک مدل یک‌پارچه پسماند (IWM-2) انجام شد. نتایج به‌دست آمده از فهرست‌نویسی به 5 طبقه اثرشامل مصرف انرژی، گازهای گلخانه‌ای، گازهای اسیدی، مه دود فتوشیمیایی، خروجی‌های سمی تخصیص داده شد. مقادیر فهرست شده در فاکتورهای ویژگی سازی ضرب شد و شاخص اکولوژیکی برای هر یک از سناریوها به‌دست آمد. با مقایسه سناریوها از نظر زیست‌محیطی، سناریوی دوم (4/68 درصد کمپوست، 2/19درصد بازیافت،4/12درصد لندفیل) به‌عنوان گزینۀ برتر دفع پسماند شهری شهرستان سیرجان انتخاب شد.

---

تثبیت و به‌سازی خاک یکی از روش‌های مؤثر در بهبود رفتار خاک در مهندسی ژئوتکنیک است. امروزه علاوه بر تثبیت‌کننده‌های متعارف سیمانی و آهکی، از مواد شیمیایی طبیعی معدنی نیز برای اصلاح خواص نامطلوب خاک استفاده می‌شود. در این پژوهش از زئولیت و سپیولیت به‌عنوان دو ماده افزودنی برای تثبیت خاک‌های ماسه رسی و رس ماسه‌دار و تأثیر آن بر مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک استفاده شده است. به این منظور آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری روی خاک‌‌های تثبیت نشده و تثبیت شده با افزودنی­های مذکور در درصدهای 5، 10، 15، 20 و 25 و زمان‌های آنی (بلافاصله پس از اختلاط)، 7، 14 و 28 روز انجام شده و مدول الاستیسیته در شرایط مختلف آزمایش تعیین شده است. آزمایش نفوذپذیری نیز به‌دلیل بررسی اثر این دو افزودنی در درصدهای مختلف و زمان آنی انجام شده است. هم‌چنین به‌دلیل بررسی نحوۀ تأثیر مواد افزودنی بر ریزساختار خاک، عکس‌برداری SEM برای خاک تثبیت نشده و تثبیت شده با هر دو افزودنی در زمان عمل آوری‌ 28 روز انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد میزان افزایش مدول الاستیسیته در تثبیت با سپیولیت نسبت به زئولیت بیش‌تر است. به‌علاوه در هر دو افزودنی بیش‌ترین میزان افزایش مدول الاستیسیته مربوط به 25 درصد افزودنی و زمان 28 روز است. هم‌چنین میزان نفوذپذیری با افزایش هر دو افزونی کاهش می‌یابد به‌طوری‌که این میزان کاهش در سپیولیت بیش‌تر از زئولیت است. بررسی تصاویر SEM معرف تغییر در ریزساختار خاک در نتیجه افزودنی‌های مذکور است. نتیجه این‌که  تغییرات مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک را می‌توان به‌وقوع واکنش‌های شیمیایی در کنار تغییرات فیزیکی نسبت داد.

---

تونل­های کم‌عمق نقش حیاتی در برنامه­ریزی شهری و خطوط حمل و نقل ریلی و جاده‌ای دارند. وجود این حفرات زیرسطحی می­تواند باعث تمرکز تنش شده و ناپایداری این فضاها را در برابر بارهای استاتیکی به‌ویژه دینامیکی در پی داشته باشد. از این‌رو، هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر وجود حفره بیضوی و جهت­یابی آن بر رفتار ماسه سنگ تحت بارهای استاتیکی فشاری و دینامیکی کششی است. به‌منظور ارزیابی تأثیر حفره در برابر شرایط تنش استاتیکی دو گروه از مغزه­های ماسه سنگی بدون حفره و حفره­دار با جهت­یابی 0و 30و 60 و 90 درجه فراهم شده و تحت آزمون بارگذاری فشاری تک‌محوری قرار گرفتند. حین آزمون علاوه بر ثبت تنش، با به‌کار بردن کرنش سنج، سنسور ثبت انتشار امواج صوتی و دوربین، آسیب و تغییر شکل‌پذیری نمونه­ها ثبت شد. برای انجام آزمون بارگذاری دینامیکی از دستگاه میلۀ فشار هاپکینسون استفاده شد. به­علاوه روند گسترش آسیب با استفاده از دوربین با سرعت زیاد با نرخ یک عکس در 10 میکروثانیه، ثبت شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که وجود حفره باعث کاهش مقاومت سنگ در بیش‌ترین حالت (0=θ) تا 55 درصد و در کم‌ترین حالت (90=θ) تا 77 درصد مقاومت فشاری تک‌محوری می­شود. آزمون بارگذاری دینامیکی کششی نشان می­دهد که حفره بیضوی نزدیک­تر به مرز انعکاس موج فشاری به کششی به‌علت قرارگیری در منطقه سوپر پوزیشن سالم مانده در حالی­که حفره موجود در خارج از این منطقه با هر جهت یابی دچار گسیختگی ورقه­ای شده است. بررسی سطح شکست با استفاده از تجزیۀ میکرسکوپ الکترونی و بررسی مقطع نازک نشان داد که شکستگی غالب از نوع مرز بلوری بوده است و سیمان اکسید آهن نقش کلیدی در توسعه این نوع شکستگی دارد.
 
 

---

توده سنگ درزه­دار دارای مسائل طراحی پیچیده­تری نسبت به سایر توده­های سنگی است. این پیچیدگی ناشی از تعداد ( بزرگتر از 2) دسته درزه است که سبب به وجود آمدن یک محیط ناپیوسته می­شود. در این حالت بلوک­های سنگی مجزا با هندسه متفاوت ایجاد می­شوند که به وسیله سطوح گسیختگی طبیعی و سطوح حفاری شکل می­گیرند. مسائل پایداری در سنگ­های درزه­دار بلوکی شده عموماٌ مربوط به سقوط بلوک­ها از سقف و دیواره­ها است. از آنجایی که برای بلوک­های مشخص شده در تاج تونل، ضروری است که پتانسیل جابه­جایی هر بلوک تحت تاثیر نیروهای سطحی ناشی از میدان تنش محلی و بار گرانشی بررسی شود، در این مقاله حالتهای مختلف تشکیل گوه در تاج تونل ناشی از تقاطع دسته درزه­های با شیب مختلف بررسی شده است و سپس حالت پایداری گوه از طریق ضریب اطمینان در برابر گسیختگی سقف ارزیابی گردید. در ادامه گوه­های تشکیل شده در تاج تونل­های شهرهای نیویورک و واشنگتن با روش تحلیلی تعادل حدی و استفاده از معیار گسیختگی هوک و براون بررسی گردیدند. نتایج به دست آمده از روش تحلیلی با مشاهدات میدانی مطابقت داشت.

---

در کانسار مس درۀ زرشک یزد داده‌های ژئوفیزیکی مغناطیس سنجی، مقاومت ویژه و قطبش القایی برداشت شده و تعداد 25 حلقه گمانه‌ اکتشافی در سطح محدوده حفاری شده است. در پژوهش حاضر مدل­سازی وارون و پردازش داده‌های ژئوفیزیکی و میزان انطباق کیفی و کمی آنها با داده‌های عیارسنجی گمانه‌ها انجام شده است. برای این منظور ابتدا نقشه شدت میدان مغناطیسی کل بعد از اعمال فیلترها و پردازش­های لازم ترسیم شد و گسترش سطحی و عمقی بی‌هنجاری­ها روی آن مشخص شد. ترسیم پروفیل بی­هنجاری ایستگاه­های برداشت مغناطیسی منطبق بر چهار پروفیل ژئوالکتریکی نشان می‌دهد که اغلب محدوده­های بی­هنجار مغناطیسی، دارای بارپذیری زیاد و مقاومت ویژه کم نیز هستند که بر تطابق کیفی داده­های مغناطیسی و ژئوالکتریک با یک‌دیگر و در نتیجه افزایش احتمال کانی­سازی در منطقه دلالت دارد. سپس براساس تفسیر کیفی مقاطع ژئوالکتریک، موقعیت بهینه حفاری روی هر پروفیل پیشنهاد شد. ترسیم مقطع ماده‌ معدنی منطبق بر پروفیل­های ژئوالکتریک با استفاده از داده‌های عیارسنجی گمانه‌ها نشان داد که حفاری برخی گمانه‌ها مبتنی بر نتایج عملیات ژئوفیزیکی نیست و بدون هیچ­گونه منطق، هدف و طراحی درستی صورت گرفته است. به­طورکلی بررسی میزان تطابق کیفی نتایج عملیات برداشت ژئوالکتریک با داده­های عیارسنجی گمانه­ها تطابق کیفی نسبتاً خوبی را نشان داد. هم‌چنین بررسی میزان هم‌بستـگی خطی بین داده­های ژئوفیزیکی وارون­سازی­شده با داده­های عیارسنجی گمانه‌ها در یک محـدودۀ مشخص و یکسان، بعد از یک شبکه‌بندی معین و برابر و درون­یابی مقادیر آنها، به‌طورکلی انطباق کمی نسبتاً خوبی (بین 4/0 تا 7/0) نشان داد.
 

---

طراحی سازه‌های ایمن نسبت به اثرات مخرب گسلش سطحی نظیر برش و نشست نامتقارن بسیار هزینه بر و بعضا از نظر اجرا غیرممکن است، از این‌رو، مناسب‌ترین راهکار مقابله با گسلش سطحی تعیین حریم خطر و پرهیز از آن و یا احداث سازه‌های با ریسک پایین در حریم گسل است. در تحقیق حاضر ابتدا اختصاصات گسل جنوب مشهد براساس داده‌های ژئوفیزیکی و مورفوتکتونیکی بررسی شد و سپس براساس معیاری‌های موجود، گسل مزبور رده‌بندی شد و حریم آن پیشنهاد شده است. این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که گسل جنوب مشهد از نوع امتداد لغز راست‌گرد با مؤلفه نرمال است که به‌وضوح نهشته‌های کواترنری را جابهجا کرده است. میانگین نرخ لغزش گسل براساس جابه‌جایی ظاهری در آبراهه‌ها mm/yr 59/0 و دورۀ بازگشت آن 2930 سال تخمین زده شده است. مسیر گسل در غرب و جنوب شهر مشهد براساس بررسی‌های ژئوالکتریک، مغناطیس‌سنجی و آریه میکروترمورها تعیین شده است. با استناد به میزان دقت این بررسی‌ها و معیارهای موجود، حریم گسلش در داخل محدودۀ شهری 80 متر در سمت جنوب (فرا دیواره) و 70 متر در سمت شمال (فرودیواره) پیشنهاد شد.
 

 
 

---

خاک منطقه آزاد اروند خرمشهر ریزدانه چسبنده است و نمی­توان در خاکریزی‌ها از آن استفاده کرد. از طرفی مصالح مناسب برای این منظور (خاک درشت دانه) در فواصل دورتری قرار دارد که استفاده از آن مستلزم صرف هزینۀ هنگفتی است. در این راستا سعی بر بهسازی خاک منطقه با آهک و سرباره کوره فولادسازی است. در این تحقیق، بهسازی خاک ریزدانه این منطقه با افزودن آهک و سرباره بررسی شده است. بدین‌منظور بعد از نمونه‌برداری از خاک و انجام آزمایش­های شناسایی و تراکم، مقادیر متفاوتی از سرباره (10 و 20 و 30 درصد وزنی خاک) و آهک (2 و 4 و 6 درصد وزنی خاک خشک) به خاک افزوده شده و بعد از عمل آوری به مدت 28 روز، با انجام آزمایش­های تعیین حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک‌‌محوری و CBR اشباع و غیراشباع، تأثیر این مواد در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی خاک بررسی شده است. طبقه بندی خاک محل بر اساس طبقه­بندی یونیفاید، CL است و شاخص خمیری آن حدود 25 درصد و مقدار یون سولفات آن بیش از 5/0 درصد است. نتایج آزمایش­ها نشان می‌دهد که با افزودن سرباره و آهک در مقادیر مختلف به خاک منطقه، خواص فیزیکی و مکانیکی خاک به‌طور چشم‌گیری بهبود می­یابد، به‌طوری‌که شاخص خمیری خاک کاهش یافته و مقاومت فشاری و مقدار CBR افزایش می­یابد. هم‌چنین در آزمایش تراکم وزن مخصوص خاک افزایش و درصد رطوبت بهینه کاهش می‌یابد. نتایج نشان می­دهد که تأثیر آهک بر خاک رس نسبت به سرباره زیادتر است و سرباره در مقادیر کم‌تر از 35 درصد تأثیر چشم‌گیری در مقاومت فشاری خاک ندارد. اگرچه در نتایج آزمایش­های CBR غیراشباع در مقادیر سرباره بیش از 20 درصد، افرایش چشم‌گیری در باربری دیده می‌شود. براساس پژوهش‌های قبلی، به‌دلیل وجود یون سولفات نسبتاً زیاد در خاک، استفاده از آهک به تنهایی مناسب نبوده و سرباره می‌تواند علاوه بر بهبود فیزیکی شرایط خاک، به‌صورت شیمیایی از تشکیل کانی­های حجیم در اثر واکنش آهک با سولفات خاک (مثل کانی اترینگیت) جلوگیری کند.

---

وجود املاح سدیم در بعضی از خاک‌های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیدۀ واگرایی در این خاک‌ها می‌شود. عدم شناسایی دقیق رس‌های واگرا خسارات و خرابی‌هایی را به‌دنبال دارد زیرا ذرات خاک‌های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به‌سرعت شسته می‌شوند. در این پژوهش به بررسی میزان واگرایی خاک‌های رخنمون یافته در جنوب شرق یزد پرداختیم و در نهایت اصلاح پتانسیل واگرایی خاک با استفاده از نانو سلولز بررسی ‌شد. پس از انجام یک‌سری آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، مشخصات خاک‌های بررسی شده تعیین شد و درجۀ واگرایی خاک‌ها با انجام آزمایش‌های شیمیایی، پین‌هول،کرامب و هیدرومتری مضاعف مشخص شد. هم‌چنین با استفاده از سیستم طبقه‌بندی، واگرایی خاک­ها بررسی ‌شد. نهایتاً تثبیت واگرایی خاک با تهیه نمونه‌های ترکیب شده با 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو سلولز انجام شد. نتایج نشان داد که خاک‌های بررسی شده در گمانه A دارای واگرایی متوسط و در گمانه B واگرایی شدید تا کمی واگرا است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت هر چه به‌سمت مرکز دشت نزدیک‌تر شویم واگرایی بیش‌تر می­شود. هم‌چنین نتایج آزمایش‌های تثبیت واگرایی خاک نشان داد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر به‌ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. افزایش مقاومت تک‌محوری و عدد CBR نمونه‌ها نشان می‌دهد افزایش نانو سلولز تأثیر مثبت بر نمونه‌های اصلاح شده دارد و موجب اصلاح واگرایی خاک این منطقه می‌شود.

---

ستون‌های ماسه‌ای/سنگی به دلیل اجرای ساده و کم هزینه بودن دارای کاربردهای متنوع در مهندس ژئوتکنیک می‌باشند. این روش باعث مسلح نمودن خاک به منظور افزایش ظرفیت باربری، کنترل نرخ نشست، کاهش نشست‌های نامتقارن و کل، پایداری سطوح شیبدار و مقاومت در برابر روانگرایی می‌شود. خاک‌های رسی نرم که در زمره خاک‌های مشکل‌ساز قرار می‌گیرند از ظرفیت باربری کم و پتانسل نشست بالایی برخوردار بوده و از این رو نیاز به بهسازی دارند. در مقاله حاضر تاثیر لایه‌ی سطحی ماسه‌ای به صورت مسلح و غیرمسلح همراه با و بدون تک و گروه ستون‌های ماسه‌ای بر رفتار ظرفیت باربری-نشست رس نرم بررسی شده است. بدین منظور رفتار نمونه‌های رس نرم، رس + لایه‌ی سطحی ماسه‌ای مسلح و غیرمسلح، رس + تک/گروه ستون‌های ماسه‌ای و رس + لایه‌ی سطحی ماسه‌ی مسلح/غیرمسلح + تک / گروه ستون‌های ماسه‌ای بررسی و نتایج در مقاله حاضر ارائه گردیده است. از ژئوگرید به عنوان عامل تسلیح لایه‌ی ماسه‌ای، از دستگاه سی. بی. آر. به منظور سیستم بارگذاری و از صفحه فلزی به قطر 5 سانتیمتر به عنوان سطح بارگذاری در آزمایش‌ها استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که بکارگیری لایه‌ی سطحی ماسه‌ی غیرمسلح و مسلح شده با یک لایه‌ی ژئوگرید در نسبت نشست 5% باعث افزایش ظرفیت باربری بین 4 تا 7 برابر نسبت به رس نرم به تنهایی گردیده و استفاده از تک یا گروه ستون‌های ماسه‌ای نیز بهبود ظرفیت باربری رس نرم را باعث گردیده است. بکارگیری لایه‌ی سطحی ماسه‌‌ی مسلح و غیرمسلح توام با تک یا گروه ستون‌های ماسه‌ای نیز ظرفیت‌های باربری را 7 تا 9 برابر نسبت به رس نرم افزایش داده که بهبود 700 تا 900 درصدی می باشد. با افزایش قطر ستون‌های ماسه‌ای ظرفیت باربری نهایی افزایش یافته به گونه‌ای که بکارگیری گروه ستون ماسه‌ای به قطر 8 سانتیمتر بیشترین تأثیر را بر رفتار ظرفیت باربری-نشست نمونه‌های رس + ستون‌های ماسه‌ای داشته است. همچنین نتایج گواه آن است که به کارگیری لایه‌ی ماسه‌ی سطحی به صورت مسلح یا غیرمسلح همراه با گروه ستون ماسه‌ای موثرتر از تک ستون ماسه‌ای هم حجم می‌باشد.

---

طیف طرح ساختگاه در آیین‌نامه‌های مختلف بر مبنای طیف‌های میانگین پاسخ نرمال سیستم تک درجه آزادی بدست می‌آید که پارامترهای گوناگونی نیز در این خصوص تاثیرگذار هستند. این مطالعه با هدف بررسی طیف‌های پاسخ شبه ­سرعت، جابجایی نرمال و همچنین نرمال دوسویه متناظر با رکوردهای نیرومند حوزه نزدیک حاوی اثرات جهت­داری پیشرو، بر مبنای پریود غالب و گام زمانی پالس سرعت انجام شده است. بدین منظور تعداد 18 شتاب‌نگاشت دو مولفه­ای انتخاب گردیده است. با توجه به اهمیت دامنه انرژی جنبشی و پارامترهای حداکثر سرعت و شتاب زمین، شتاب‌نگاشت‌ها دسته‌بندی شده و تاثیر هر پارامتر بر طیف‌های پاسخ شبه ­سرعت، جابجایی نرمال، نرمال دوسویه ارزیابی شده است. طیف پاسخ نرمال NRS از نسبت عددی این طیف در یک پریود خاص (T) بر پارامتر طیفی بیشینه رکورد زلزله حاصل می‌شود. همچنین، با نرمال کردن محور پریود طیف پاسخ NRS با توجه به محتوای فرکانسی، طیف پاسخ نرمال دوسویه BNRS حاصل می‌شود. توضیح آن که طیف BNRS نمایش‌گر پاسخ طیفی سیستم تک درجه آزادی است که با استفاده از حل انتگرال دوهامل، به ازای نسبت عددی پریود ارتعاش سیستم بر پریود غالب زلزله (T/Tp) بدست می‌آید. بر پایه نتایج این تحقیق، ارزیابی طیف‌های پاسخ مذکور نشان داد که طیف پاسخ سرعت نرمال با معیارهای سنجش مختلف، بویژه در پریودهای بزرگ دارای تغییرات به شدت ناهمگون و با ماهیت تصادفی است. همچنین، تحلیل طیف پاسخ نرمال دوسویه با معیار پریود غالب (Tp)، مبین آن است که حساسیت محاسباتی مولفه­های این طیف به ویژه در بازه پریودیک نزدیک به Tp (پریود غالب) افزایش دوچندان می‌یابد. ملاحظه شد که فراز و نشیب‌های طیفی در بازه با نسبت پریودی بزرگتر، با نمود کمتری بروز پیدا می‌نماید. نرمال‌کردن محور پریود طیف پاسخ با توجه به پالس سرعت، سبب کاهش اثرات تغییرات پارامترهای سنجشی مختلف در ساختار طیف پاسخ جابجایی و سرعت می‌شود.

---

محاسبه پریود طبیعی زمین موجب می گردد تا سازه های مهندسی با مقاومت بالا و صرفه اقتصادی بیشتری محاسبه و ساخته شود. در این راستا نیز گسترش علوم کامپیوتری باعث افزایش دقت در محاسبات مهندسی نیز گردیده است. بنابراین پریود طبیعی زمین در سال های اخیر با استفاده از معادلات پیچیده ای به شرایط واقعی تر شبیه سازی گردیده است. در مطالعات پیشین پریود طبیعی زمین هایی که از خاک های دولایه با مشخصات متفاوت تشکیل شده اند، محاسبه شده و روابطی ارائه گردیده است. برای زمین های سه لایه روابط ارائه شده پیچیدهو با روش های تقریبی انجام شده است و امکان استفاده از آنها برای محاسبه سریع مشکل می باشد. همچنین با توجه به اینکه روش های ارائه شده تقریبی می باشد، در نتیجه مقادیر محاسبه شده دقیق نخواهد بود. در این مطالعه پریود طبیعی زمین با استفاده از حل صریح و بسته و به روش انتشار امواج صورت گرفته است. روابط نهایی ساده سازی شده و نهایتا باعث استفاده آسان از آنها می شود. از مزیت های این روش ارائه روابط ساده و دقت بالای جواب¬ها می¬باشد. همچنین با استفاده از روش فوق پریود طبیعی زمین دولایه نیز محاسبه و روابط جهت استفاده ارائه شده است. در نهایت پریود طبیعی لایه های ناحیه اطراف کرج با استفاده از روش فوق محاسبه شده است. همچنین با در نظر گرفتن چندین شرایط متعارف (عمق لایه ها و مشخصات زمین) پروید طبیعی زمین محاسبه شده و توسط گراف هایی ارائه گردیده است.

---

---

---