نشریه زمین شناسی مهندسی

---

در این مقاله از یک پی منفرد صلب با ابعاد و پارامترهای هندسی مشخص بر روی خاک ماسهٔ رس‌دار استفاده شده است. مدل مذکور با نرم‌افزار تحلیلی FLAC به روش تفاضل محدود در حالت استاتیکی و تحت مؤلفهٔ قائم شتاب زمین حاصل از سه شتاب‌نگاشت زلزله، تحلیل شده است. هم‌چنین تحلیل‌های دینامیکی با درصدهای مختلف سیمان مجددا تکرار شده است. منحنی‌های نشست- بار در حالت استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده و میزان ظرفیت باربری در این حالت‌ها بررسی شده است. پس از این تحلیل‌ها با تغییر پارامترهای الاستیک و پلاستیک خاک، ‌بر اثر تزریق درصدهای مختلف سیمان (2، 4 و6 درصد)، مجدداً تحلیل‌ها برای ترسیم نمودار نشست- بار انجام شده و ظرفیت‌های باربری در حالت‌های مختلف با یک‌دیگر مقایسه شده‌اند. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که با اضافه کردن 2، 4 و 6 درصد سیمان با شرایط خاص که در این پژوهش به آن اشاره می‌شود، ظرفیت باربری دینامیکی به ترتیب 7/2، 2/4 و 0/7 درصد، نسبت به خاک معمولی، افزایش می‌یابد

---

یکی از مسائل مهم در تونل‌های مترو شهری، تحلیل پایداری تونل و تعیین ضریب‌ اطمینان مناسب و ایمن و همچنین پیش‌بینی میزان نشست می‌باشد که منجر به تأمین پایداری در حین اجرا و پس از آن در زمان بهره‌برداری از سازه مورد نظر خواهد گردید. اهداف این مطالعه، استفاده از روش‌های مختلف در پیش‌بینی نشست و همچنین توسعه و ارتقاء این روش‌ها به‏وسیله یکدیگر می‌باشد. در تحقیق حاضر، تحلیل پایداری و بررسی میزان نشست تونل خط یک مترو تبریز، توسط روش عددی، شبکه عصبی مصنوعی و روابط تجربی صورت پذیرفته است. با توجه به دو روش حفاری مورد استفاده در تونل خط یک مترو تبریز (استفاده از دستگاه TBM و همچنین حفر تونل به روش NATM) در این بررسی، ابتدا قسمتی از تونل که با روش NATM حفاری می‌شود با استفاده از روش عددی مورد تحلیل قرارگرفته و مقدارنشست سطح زمین و همچنین میزان همگرایی تونل در دیواره تونل نیز با کمک همین نرم‌‌افزار پیش‌بینی شده است. سپس براین اساس، روابط تجربی همگرایی- نشست برای محیط پیرامون تونل خط یک مترو تبریز اصلاح شده‏اند. پس از آن با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و داده‌های موجود، میزان نشست، پیش‏بینی شده و با مقدار به‏دست آمده از روش عددی و روابط تجربی مقایسه شده است. در قسمت دوم تحقیق نیز میزان نرخ نفوذ TBM توسط شبکه عصبی پیش‌بینی شده که این پارامتر می‏تواند در مواجهه با مناطق دردسرساز و همچنین استفاده از فشار EPB مناسب در TBM بسیار مفید باشد.

---

انواع مختلفی از تحلیل­های عددی مانند روش عناصر محدود، روش عناصر مرزی و روش عناصر مجزا در مکانیک سنگ و در کارهای مهندسی برای طراحی سازه‌های سنگی مانند تونل‌ها، حفریات زیرزمینی، شیب‌ها، فونداسیون سد و ... استفاده می‌شوند. در این مقاله، نتایج حاصل از تحلیل برگشتی تونل کوهین واقع در قطعۀ اول راه آهن قزوین ـ رشت ارائه شده است. هدف اصلی این پژوهش اجرای تحلیل برگشتی تونل یادشده با استفاده از مدل‌های عددی است. برای مدل­سازی تونل 2 مقطع مختلف با استفاده از نرم‌افزار Flac 2D تحلیل شده است، که شامل مقاطع 150+30 و 900+30 هستند. برای انجام تحلیل برگشتی، بازۀ مناسب برای پارامترهای ژئومکانیکی با توجه به آزمایش­های انجام شده بر روی مغزه­ها، تعیین شد. با استفاده از روش مستقیم تحلیل برگشتی، خطاهای به‌دست آمده از مدل­ها در چندین مرحله تصحیح و در نهایت پارامترهای ژئومکانیکی کنترلی در ایستگاه اندازه­گیری 150+30 به‌صورتE = 0.3 GPa  (مدول الاستیسیته)، C = 0.21 MPa (مقاومت چسبندگی) و &phi = 34̊ (زاویۀ اصطکاک داخلی) و در ایستگاه اندازه­گیری 900+30 به‌صورت E= 0.3 GPa (مدول الاستیسیته)،C= 0.21 MPa  (مقاومت چسبندگی) و &phi = 35̊ (زاویۀ اصطکاک داخلی) به‌دست آمده است. پارامترهای ژئومکانیکی به‌دست آمده از تحلیل برگشتی، کاملاً در بازۀ در نظر گرفته شده قرار گرفته است و با نتایج حاصل از آزمایش­های انجام شده بر روی مغزه­ها، مطابقت دارند. بر این اساس و با توجه به تطابق پارامترهای ژئومکانیکی به‌دست آمده از تحلیل برگشتی با پارامترهای استفاده شده در طراحی تونل، طراحی تونل و روش ساخت آن تأیید شد.

---

سد بختیاری در استان لرستان بر روی رودخانه بختیاری واقع شده است. به منظور دسترسی به تاج سد بختیاری، حفر تونلی حلزونی شکل، مورد مطالعه قرار گرفته است. از این تونل در ترازهای مختلف، تونل های دسترسی دیگری منشعب شده و به گالری های تزریق مرتبط می گردند. با توجه به اینکه در زمان بهره برداری سد، نیز از این تونل استفاده خواهد شد و جزء تاسیسات دایمی سد خواهد بود، تعیین صحیح پارامترهای مکانیکی توده سنگ برای طراحی و تحلیل پایداری تونل از اهمیت بالایی برخوردار است. برای تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی سنگی، پارامترهای مکانیکی و مهندسی توده سنگ باید شناسایی و تعیین شوند. خصوصیات دقیق توده سنگ فقط از آزمایش های مکانیک سنگی به دست می آیند. این آزمایش ها، به دلیل گران بودن و زمان بر بودن اغلب کم انجام می شوند. تحلیل پارامتری و اولویت بندی پارامترها، می تواند برای بهینه سازی روند آزمایش ها به کار رود. هم چنین، تحلیل پارامتری به جلوگیری از اشتباهات ناشی از حدس و گمان فردی کمک می کند. در این مقاله پس از معرفی زمین شناسی منطقه و تعیین مقطع بحرانی در مسیر تونل، با استفاده از نرم افزار FLAC3D (روش عددی تفاضل محدود) به مدل سازی و تحلیل پارامترهای مکانیکی توده سنگ اطراف تونل پرداخته شده است. پارامترهای استفاده شده در تحلیل شامل مدول الاستیسیته (E)، چسبندگی توده سنگ (C)، زاویه اصطکاک داخلی (ϕ)، ضریب تنش جانبی (K) و مقاومت کششی (&sigmat) است. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی های عددی و تحلیل پارامتری، پارامترهای موثر بر پایداری اولویت بندی شده اند. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که در پروژه حاضر، پارامتر مقاومت کششی توده سنگ بر پایداری تونل تاثیر ندارد و هم چنین به ترتیب اولیت پارامترهای E، ϕ، C و K در طراحی دارای اهمیت هستند. میزان آزمایش های برجا برای پارامترهای توده سنگ می تواند مطابق با میزان حساسیت و ترتیب اهمیت پارامترها توجیه شوند.

---

در این پژوهش ظرفیت باربری شمع‌های درجاریز (شمع‌های ریختنی) در خاک‌های رسی با نرم‌افزارFLAC^2D به‌صورت عددی بررسی و نتایج حاصل از این پژوهش با نتایج آزمایش سانتریفیوژ صحت‌سنجی شده است. هم‌چنین، نتایج حاصل از روابط موجود در ادبیات فنی با نتایج به­دست آمده از پژوهش حاضر  مقایسه شده است. مجموعه‌ای از آنالیز‌ها به‌منظور بررسی تأثیرات ناشی از پارامتر‌های مختلف خاک و شمع روی مقدار ظرفیت باربری نوک و جدار شمع‌های درجاریز در خاک‌های رسی انجام گرفته است. این پارامترها شامل مدول الاستیسیته خاک، طول و قطر شمع، مقاومت زهکشی نشده رس، وزن مخصوص و ضریب پواسون خاک است. هم‌چنین، تأثیر متقابل مقاومت برشی زهکشی نشده و مدول الاستیسیته رس‌ها روی مقاومت نوک بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که کاهش مدول الاستیک خاک موجب کاهش تأثیر مقاومت زهکشی نشده رس روی مقاومت نوک می‌شود. آنالیزهای عددی نشان داده‌اند که اگر مقاومت برشی زهکشی نشده از 25 تا 200 کیلو پاسکال افزایش یابد، مقادیر مقاومت نوک در محدودۀ 60 تا 85% افزایش می‌یابد. این آنالیز‌ها برای مقادیر مدول الاستیک ثابت در محدوده 5 تا 180 مگا پاسکال انجام شده است. هم‌چنین، رابطۀ جدیدی برای تخمین ضریب ظرفیت باربری N^*_c ارائه شده است.