فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تحلیل جامع ناپایداری‌های ساختاری در تونل چشمه لنگان و ارزیابی مخاطرات ژئوتکنیکی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تحلیل جامع ناپایداری‌های ساختاری در تونل چشمه لنگان و ارزیابی مخاطرات ژئوتکنیکی دارای ۱۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تحلیل جامع ناپایداری‌های ساختاری در تونل چشمه لنگان و ارزیابی مخاطرات ژئوتکنیکی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تحلیل جامع ناپایداری‌های ساختاری در تونل چشمه لنگان و ارزیابی مخاطرات ژئوتکنیکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تحلیل جامع ناپایداری‌های ساختاری در تونل چشمه لنگان و ارزیابی مخاطرات ژئوتکنیکی :

مقدمه

پــیش از احــداث پــروژه هــای مهندســی، لازم اســت ســاختگاه آن مــورد مطالعــه و بررســی قــرار گیــرد. مطالعــات ســاختگاه، عمــدتا شــامل مطالعــات ســطح الارضــی و تحــت الارضــی مــی باشــد.

بررسی های سطحی که بـا توجـه بـه عـوارض سـطحی زمـین انجـام مـی شـود، صـرفا ارائـه دهنـده بک سری مشخصات کیفـی محـل مـورد مطالعـه اسـت، بـدین لحـاظ ایـن گونـه مطالعـات قـادر بـه ارائــه پارامترهــای کمــی مهندســی نمــی باشــند. در ارتبــاط بــا مطالعــات زیرســطحی روشــهای گونــاگونی وجــود دارد، یکــی از ایــن روشــها آزمــایش پرســیومتری اســت. آزمــایش پرســیومتری اولین بـار در سـال ۱۹۵۷ توسـط لـوئیس منارد،دانشـمند فرانسـوی جهـت مطالعـات پـی بکـار بـرده شــد. از آن پــس آزمــایش پرســیومتری توســعه پیــدا کــرده و انــواع مختلفــی از آن مناســت بــرای شــرایط مختلــف عرضــه شــده اســت(.( Baguelin,et,al. 1978 بــا مقایســه پرســیومتری بــا ســایر آزمایشات برجا وآزمایشگاهی مزایای زیر را برای پرسیومتری می توان ذکر کرد:

-۱ پرسیومتری یـک آزمـایش برجـا بـوده و لـذا در مکانیـک خـاک پیشـرفته مـورد توجـه قـرار مـی گیرد.

-۲ در مقایسه با سـایر آزمایشـات برجـا ماننـد آزمـایش بـرش پـره ای و نفـوذ مخـروط ، عـلاوه بـر ویژگیهــای مقــاومتی نظیــر PL و Po ، پارامترهــای تغییــر شــکل پــذیری خــاک را نیــز مــی تــوان بدست آورد.

-۳ آزمایش پرسـیومتری حجـم بیشـتری از خـاک را تحـت آزمـایش قـرار مـی دهـد، چیـزی کـه در مورد آزمایشهای دیگر مانند نفوذ مخروط نمی توان گفت.

-۴ در بیشــتر مواقــع نتــایج آزمــایش پرســیومتری بــدون نیــاز بــه آزمایشــات آزمایشــگاهی در طراحی پی قابل استفاده است.
-۵ آزمـایش پرسـیومتری در بسـیاری از خاکهـا قابـل اسـتفاده اسـت، چیـزی کـه در سـایر آزمایشـها شاید به راحتـی نتـوان گفـت . مـثلا آزمـایش بـرش پـره ای کـه در خاکهـای ماسـه ای و گراولـی بـا زهکشی آزاد جـواب نمـی دهـد. انـواعی از پرسـیومتری فشـار بـالا وجـود دارد کـه جهـت اسـتفاده در سنگ طراحی شده اند. ( Baguelin,et,al. 1978 )

بــه لحــاظ ایــن ویژگیهــا و مزایــا ســت کــه روز بــه روز بــر اســتنفاده ازآزمــایش پرســیومتری در مطالعات ساختگاهی افـزوده شـده و ایـن آزمـایش سـهم بیشـتری از سـبد آزمایشـهای توصـیه شـده برای مطالعه ساختگاههای مهندسی را به خود اختصاص می دهد.

۲۰۱

بررسی نتایج آزمایشهای پرسیومتری در سنگهای سست((soft rock سازند میشان در جزیره خارک

آزمایشهای پرسیومتری انجام شده در جزیره خارک ونتایج آن

محــل انجــام آزمایشــات پرســیومتر ی در جزیــره خــارک و در محــل احــداث طرحــی موســوم بــه طرح الفین خارک کـه بـه کارفرمـائی مـدیریت توسـعه پتروشـیمی احـداث مـی شـود ، بـوده اسـت .
در ایــن تحقیــق نتــایج ۱۶۳ آزمــایش پرســیومتری کــه در ۲۵ حلقــه گمانــه انجــام شــده ، مــورد استفاده قرار گرفته اسـت . عمـق گمانـه هـا حـداقل ۱۵ متـر و حـداکثر ۵۴ متـر مـی باشـد . گمانـه ها به روش کربارل گیـری حفـر شـده و مقـاطع اتجـام آزمـایش پرسـیومتری بـه روش توصـیه شـده توســط پهلــوان(۱۳۸۱ )آمــاده ســازی شــده اســت. ســاختگاه مــورد بررســی در مجــاورت ســاحل جزیـره خـارک قـرار گرفتـه اسـت . لیتولـوژی عمـده آن سـنگهای نـرم ماننـد مـارن ، رس سـنگ ، سیلتستون و کمتر ماسه سنگ هـای رسـی و سـیلتی مـی باشـد کـه بـه صـورت متنـاوب قـرار گرفتـه انـد . اگـر سـاختگاه مـورد بررسـی در جهـت عمـق در نظـر گرفتـه شـود ، در سـطح بـا رسـوبات منفصل رسی ، سیلتی ، ماسـه ای و غیـره . شـروع شـده و بـا افـزایش عمـق رسـوبات سـیمانته شـده و در قسـمتهای عمیـق تـر سـنگهای مـارنی و رس سـنگ هـای سـیلتی تشـکیل دهنـده سـتون چینـه شناسی هستند . ستون چینـه شناسـی ذکـر شـده بخشـی از سـازند میشـان اسـت . دسـتگاه پرسـیومتر ی مـورد اسـتفاده در ایـن تحقیـق ، پرسـیومتر منـارد نـوع GC بـوده اسـت و حـداکثر فشـار اعمـال شده ۵۰ بـار بـوده اسـت ، لـذا در برخـی از آزمایشـات ، فشـار مـذکور جهـت ایجـاد گسـیختگی در سنگ کافی نبـوده و در نتیجـه پـارامتر PL (فشـار حـدی ) نیـز بدسـت نخواهـد آمـد .گمانـه هـا بـه روش کربارل گیری حفر شده اند .

با توجه بـه اینکـه سـنگ در محـدوده فشـارهای اعمـالی گسـیخته خواهـد شـد یـا نـه؟ نمودارهـای فشــا ر- حجــم پرســیومتری اشــکال متفــاوتی خواهنــد داشــت . شــکل ( ۱ ) نمــودار پرســیومتر را نشان می دهـد کـه سـنگ یـا خـاک مـورد آزمـایش دچـار گسـیختگی شـده اسـت . در ایـن نـوع از نمودارهــا عــلاوه بــر Po ، Em و Gm ، PL را نیــز مــی تــوان بدســت آورد . شــکل (۲) نمــودار پرسیومتری را نشان مـی دهـد کـه گسـیختگی رخ نـداده اسـت . از ایـن نـوع نمودارهـا PL را نمـی تــوان بدســت آورد . اســتخراج PL بــر اســاس روش توصــیه شــده در دســتورالعمل آزمــایش پرســیومتری منتشــز شــده توســط ســازمان مــدیریت و برنامــه ریــزی کشــور ۱۳۸۰) )صــورت پذیرفته است .

Em. شــیب منحنــی فشــار- تغییــر شــکل پرســیومتری در محــدوده رفتــار الاســتیک مــی باشــد تشـخیص و تمـایز محـدوده الاسـتیک بـر اسـاس شـکل منحنـی خـزش و بـا ایـن اسـتدلال کـه در محدوده الاستیک خـزش حـداقل مـی باشـد انجـام مـی گیـرد. بـر ایـن اسـاس ، فاصـله بـین اولـین نقطه ای که منحنی خـزش افـت کـرده و ایـن افـت اسـتمرار پیـدا مـی کنـد تـا نقطـه ای کـه مجـددا منحنـی خـزش بـه سـمت بـالا خیـز مـی گیـرد ، محـدوده الاسـتیک تعبیـر مـی شـود( ASTM-D

.( Briaud , J.L. 1992 ) ( 4719-00

۲۰۲

مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، ۱۳۸۴

۳۰ ۳۵۰
۲۵ ۳۰۰

۲۰ ۲۵۰

منحنی فش ار- حجم ۲۰۰
۱۵ V (Cm 3)
۱۵۰
۱۰ ۱۰۰
منحنی خزش
۵
۵۰

۰ ۰
۳۰ ۲۵ ۲۰ ۱۵ ۱۰ ۵ ۰

Pcorrected (Kg/Cm2)

شکل شماره ( ۱ ) نمودار فشار- حجم پرسیومتر به همراه منحنی خزش (از آزمایش های انجام شده

۳۰ ۳۰۰
۲۵ ۲۵۰
۲۰ منحنی فشار- حجم ۲۰۰

۱۵ V (Cm )
۳۱۵۰
۱۰ ۱۰۰
۵ منحنی خزش ۵۰

۰ ۰
۳۰ ۲۵ ۲۰ ۱۵ ۱۰ ۵ ۰
Pcorrected (Kg/Cm2)
مقدمه :

تاریخچه تونل سازی در کشور ما به زمانهای دور دست برمیگردد،فکه جهت اهـداف گونـاگون حفـر مـی شده است. مهمترین کاربری احداث تونل مواردی نظیر استخراج مواد معدنی، حمل ونقل و انتقال آب می باشـد.

در هر یک از موارد فوق بنا به مقتضیات محل و کاربری ویژه آن ساختگاه تونل مورد بررسی و مطالعه قـرار مـی گیرد. لذا لازم است طراحی تونل بر اساس این مطالعات انجام گیرد تا حتی الامکان بتوان موارد بحرانـی را پـیش بینی نموده و تمهیداتی جهت مقابله با مشکلات احتمالی اندیشیده شود. زاینده رود یکی از غنی تـرین رودخانـه های فلات مرکزی ایران بوده و نقش حیات بخشی در این منطقه دارد. از آنجائیکه این منطقه دارای پتانسیل های بسیار غنی در زمینه های کشاورزی و صنعتی دارد، توجه ویژه ای به تامین آب مورد نیاز آن شده است. با افزایش روزافزون جمعیت و نیاز به آب برای مصارف صنعتی وکشاورزی و; طرحهایی جهـت انتقـال آب از نقـاط کـم مصرف به نقاط پر مصرف در دست اجرا است، که از جمله این طرحها انتقال آب از چشمه لنگان و حوزه آبریـز آن به زاینده رود اصفهان می باشد.

این تونل با طول ۱۳۷۶۰ متر که در نواحی حفاری با TBM بـه دایـره ای بـا قطـر ۳/۹ متـر و در نـواحی حفاری انفجاری به شکل نعل اسبی و قطر ۴/۴ متر می باشد. این تونل با تراز کف ورودی ۲۴۰۷ متر وتراز کـف خروجی ۲۳۷۹/۵ متر دارای شیبی معادل دو در هزار (%۰/۲) میباشد که جهت انتقال ۱۲۳ میلیون متر مکعـب آب در سال برای تامین آب شرب، فکشاورزی و صنعتی طراحی شده است. عملکرد هیدرولیکی آن به صورت جریان آزاد آب است. امتداد شیب تونل به صورت N60E/0,11NE است. ایـن منطقـه در طـول جغرافیـائیَ۱۵ْ۵۰/َ-۰۵ْ۵۰/ ، عرض جغرافیائی ۰۰ْ۳۳/ َ۴۵–ْ۳۲/ و در ۱۷۶ کیلومتری غرب اصفهان و از توابع شهرستان فریدون شـهر قرار دارد.فدر شکل ۱ موقعیت جغرافیایی تونل را نشان می دهد.

در این مقاله به تحلیل آماری نتایج برداشت های صحرایی ناپیوستگی ها توسط نرم افزار DIPS پرداختـه و سپس طبقه بندی توده سنگ ها (Q,RMR,GSI) در مسیر تونل پرداخته شده است و سپس با استفاده از رده
بندی های توده سنگ به پیشنهاد سیستم نگهدارنده در مسیر تونل اشاره شده است و سپس با استفاده از وضعیت درزه ها در مسیر تونل با استفاده از نرم افزار UNWEDGE به بررسـی ناپایـداری سـاختاری در مسـیر تونـل

پرداخته شده و وضعیت گوه ها ایجاد شده را در مسیر تونل مورد بررسی قرار داده ایم.

أ

مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، ۱۳۸۴

شکل-۱ موقعیت جغرافیایی تونل چشمه لنگان

زمین شناسی و زمین ریخت شناسی منطقه:

ارتفاعات این منطقه دارای روند NW-SE می باشد که مهمترین و اصلی ترین آنها سفید کوه میباشد. این ارتفاعات جزو زون سنندج سیرجان است.در ابتدای مسیر تونل تا کیلومتر ۵، با توجه به توپوگرافی، عمـق تونـل نسبت به سطح زمین کمتر از ۲۲۵ متر و در ادامه مسیر تونل بتدریج بـا حرکـت بسـمت ارتفاعـات کـوه سـفید، ضخامت روباره تونل افزایش یافته و در زیر قلل کوه سفید به حدود ۱۱۰۰ متر می رسد، در ادامه ارتفاعات کـوه سفید به سمت خروجی تونل، مجددا” از ارتفاعات روباره کاسته شـده و در ۱/۵ کیلـومتر آخـر مسـیر، عمـق آن نسبت به سطح زمین به کمتر از ۱۰۰ متر کاهش می یابد.

مهمترین گسل منطقه گسل وحدت آباد است کـه از نـوع معکـوس مـی باشـد. در مقطـع مـورد مطالعـه، لیتولوژی بطور کلی شیل، آهک، آهک رسی، دولومیت، توف و آبرفتهایی با پلاستیسیته بالا اسـت، کـه عمـدتا از جنس رس وسیلت هستند. در این ناحیه توفها بر روی شیل اسلیتی که دارای رونـد E-W/60NE اسـت رانـده شده اند. بخش عمده ای از این واحدها بعلت قرار گرفتن در گستره زاگرس بشدت تکتونیزه و خـرد شـده مـی باشند در محل برخی از گسل های منطقه، سنگ بر اثر شدت خرد شدگی به گوژ تبدیل شده اسـت بطـوری کـه چسبندگی آنها بسیار کاهش یافته و مشکلاتی را از جهت پیشروی و پایداری تونل پدید آورده است.[۱] ف

زمین شناسی مهندسی منطقه :

از جمله مطالعات مهمی که در احداث تونل مطرح میباشد، مطالعات ژئوتکنیکی منطقه مورد نظـر میباشـد.

این مطالعات شامل جمع آوری اطلاعات منطقه، بررسی عکسهای هوائی، نقشه های توپوگرافی منطقه، مطالعـات ژئوفیزیکی، حفر گمانه های اکتشافی و انجام آزمایشات بر جا و آزمایشگاهی می باشد.ف

یک بخش از مطالعات زمین شناسی مهندسی ناحیه مورد مطالعه بر اساس اطلاعـات حاصـل از گمانـه هـا میباشد. تطابق و مقایسه اطلاعات گمانه ها و ثبت نمودار آنها یک شمای کلی از وضعیت لایه ها و ضخامت آنها ارائه میدهد. از این طریق می توان به ویژگیهای مهندسی سنگها در مسیر تونل مورد نظر پی برد. لذا بر اساس در صد مغزه باز یافتی (CR)، شاخص کیفیت سنگ (RQD) و سایر مشخصات سـنگ مـی تـوان یـک رده بنـدی مهندسی نظیر RMR وQ بدست آورد ونسبت به رفتار سنگ قضاوت مهندسی نمود.

در مطالعه حاضر علاوه بر اجرای گمانه های اکتشافی از گمانه های پیشرو نیز استفاده شده است. همچنین در خصوص بر طرف نمودن مشکل ناشی از آبهای زیر زمینی از چاههای پیزومتری هم کمک گرفته شده اسـت.

پس از احداث تونل نیز اقدام به نصب دستگاههای ابزار دقیق جهت کنترل رفتار تونل گردیده است. همچنـین در حین حفر تونل و بر اساس برداشتهائی از مسیر تونل نقشه برداری مهندسی مسیر تونل انجام گردید است.

در محدوده تونل، تعداد ۲۰ گمانه حفاری گردیده که از این میان ۱۳ گمانه مربوط به امتداد محور تونـل و

۷ گمانه در راستای محور تونل می باشد که برای تعیین پارامترهای رفتاری و مقـاومتی مـاده سـنگ در محـدوده مورد بررسی، از مغزه های حاصل از گمانه های LT5 و LT6 بـه عمـق ۶۵۵ و۷۱۵ متـر اسـتفاده شـده اسـت.

همچنین نمونه هایی از مسیر حفاری تونل جهت تعیین اندیس بار نقطـه ای، مقاومـت فشـاری تـک محـوری و مقاومت کششی انتخاب گردید. برای محاسبه تنش دیواره از رابطه ۱ بـرای B=3 در مقطـع دایـره ای، s تـنش دیواره، فPz تنش قائم اولیه، K نسبت تنش افقی به قائم اسـتفاده گردیـد. نتـایج مربـوط بـه خـواص مهندسـی سنگهای مسیر و شدت تنش های موثر در جدول ۱ نشان داده شده است. ف
BK s
P

Z
جدول-۱ پارمترهای رفتاری و مقاومتی ماده سنگ در محدوده مورد بررسی (۱)

جنس سنگ نمونه عمق مقاومت تک مقاومت تنش مدول تغییر
تmف ف محوریتMpaف کششیت(Mpa ف دیوارهتMpaف ف شکلتGpaف ف

آهک مغزه از ۳۶۴ ۷۶ ۴ ۲۴,۵ ۷۱
آرژیلیتی گمانه LT5
آهک توده مغزه از ۶۵۵ ۸۵ ۴,۳ ۴۴ ۸۱
ای گمانه LT6
آهک توده مسیر حفاری ۱۰۰۰ ۹۱ ۴,۷ ۶۷ ۸۱
ای تونل

برای بررسی رفتاری و ویژگی های زمین شناسی توده سنگ، به طبقه بنـدی مهندسـی سـنگهای در مسـیر تونل با استفاده از رده بندی Q و RMR و GSI پرداخته و سپس وضعیت درزه ها را در این مسیر مورد بررسی قرار دادیم که مسیر مورد مطالعه را به ۶ قسمت تقسیم نموده و سپس خصوصیات توده سنگ را در این ۶ قسمت مورد بررسی قرار داده که نتایج در زیر آورده شده است۵]،۴،۳،.[۲ در جدول ۲ میـزان امتیـازات مربـوط بـه رده بندی توده سنگ در ۶ زون تعیین شده در مسیر تونل را نشان می دهد. در شـکل۲ نمـایی شـماتیک از منطقـه و نمونه سنگهای آن در این منطقه نشان داده شده است و در شکل ۳ رابطه بین RMR و Q در این قسمت سایت نشان داده شده است. میزان چسبندگی توده سنگ بین ۲۰۰-۱۰۰ Kp و زاویه اصطکاک توده سـنگ بـین ۲۵-۱۵

درجه می باشد.

شکل شماره (۲) نمودار فشار- حجم پرسیومتر به همراه منحنی خزش(از آزمایش های انجام شده)

در این مرحله به منظـور بررسـی نتـایج پرسـیومتری و دسـت یـابی بـه یـک الگـو از رونـد تغییـرات پارامترهــای حاصــل نســبت بــه افــزایش عمــق ، تغییــرات پارامترهــا ی حاصــل در مقابــل افــزایش عمق نمودار شده انـد کـه اشـکال (۶)(۵)(۴)(۳)حاصـل ایـن بخـش از مطالعـه هسـتند.همانگونـه کـه مشــاهده مــی شــود هــر چهــار پــارامتر PL ، Po ، Gm و Em بــا افــزایش عمــق تقریبــا رونــد افزایشی از خود نشان می دهند .

۲۰۳