آسیبهای روانگرایی خاک، نشستهای بزرگ و گسترش جانبی به تعداد زیادی از پل های بزرگراهی، راه آهن و نیز خیابانها آسیب رساند. شکل ۲-۳ نمونه ای از خرابیهای ناشی از روانگریی را در یکی از خیابان های Anchorage نشان میدهد. در طی این رویداد، در اثر کاهش مقاومت لایه های رسی و وقوع روانگرایی در عدسیهای ماسه ای و سیلتی لغزشی به وجود آمد.
۲-۳-۲- زلزله Kobe (1374)
در دوشنبه هفت فروردین سال ۱۳۷۴ زلزله) Kobe کوبه (و حومه آن را لرزاند. این زلزله ناحیه ای وسیع شامل شهرهای بزرگ کوبه و اوزاکا به همراه شهرهای اقماری اطراف آنها را که مراکز صنعتی ، تجاری و فرهنگی غرب ژاپن را تشکیل میدادند، تحت تاثیر قرار داد. مرکز زلزله کوبه در عمق ۱۴ کیلومتری و بزرگی آن برابر با ۲/۷ در مقیاس ریشتر تخمین زده شد.
روانگرایی خاک در جزایر مصنوعی و زمینهای رسوبی کم ارتفاع کوبه و نواحی مجاور آن با وسعت زیادی به وجود آمد. این پدیده منجر به خرابی قابل توجه سازه های شریانهای حیاتی و تعداد زیادی از تاسیسات بنادر شد. خرابیهای رخ داده نیاز به تجدیدنظر در روش های موجود ارزیابی پتانسیل روانگرایی در خاکهای ماسه ای و شنیِ حاوی ریزدانه را آشکار ساخت. در شکل ۲-۴ نمونه ای از این خرابیها در یکی از اسکله های Port Island نشان داده شده است.
شکل۲-۴- گسترش جانبی دیوار ساحلی در جزیره Port Island در زلزله کوبه
۲-۴-پیامدهای پدیده روانگرائی در اثر عوامل محرکی همچون زلزله
وقتیکه پدیده روانگرائی اتفاق می افتد اثرات جبران ناپذیری بر سازه های مصنوعی و یا حتی سازه های طبیعی(مثل شیب ها و زمینها و…)می گذارد. زمانی می توان بر روی این اثرات حساس بود که این اثرات از حد خود گذشته و به خصوص در سازه هائی مثل اسکله که حتی برای کوچکترین نشست ها ممکن است به لحاظ بهره برداری دچار مشکل شوند تمام تمهیدات لازم را جهت شناسائی و جلوگیری از این پدیده نشان داد .
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۲-۴-۱- بررسی کلی شواهد مربوط به نمود پدیده روانگرائی جهت ارزیابی اطلاعات ژئوتکنیکی
بطور کلی هنگامیکه روانگرائی اتفاق می افتد پدیده هائی رخ می دهد که با شناخت آنها به وقوع این پدیده در اثر عامل تحریکی همچون زلزله پی برده می شود.مهمترین آنها به شرح ذیل می باشند :
۲-۴-۱-۱-جوشش ماسه
هنگامی اتفاق می افتد که در اثر زلزله و حرکات زمین و بالا رفتن فشار آب حفره ای، تنش موثر صفر شده و به دلیل حرکات زمین و در نتیجه بالا رفتن فشار آب حفره ای آب شروع به بالا آمدن خواهد کرد و این در حالیست که سطح مسطح است. جابجائی ذرات خاک بدین گونه است که حرکت آب به سمت بالا سبب ایجاد گرادیان هیدرولیکی خواهد بود که اگر این گرادیان از حد بحرانی بگذرد باعث صفر شدن تنش موثر و در نتیجه حرکت دانه های ماسه گردد. این پدیده معمولا زمانی اتفاق می افتد که هم آب زیرزمینی به اندازه کافی وجود داشته باشد و هم اینکه لایه های روئی نفوذپذیر باشند یا از قبل ترکها یا چاههائی وجود داشته باشد.
۲-۴-۱-۲- گسیختگی جریانی
بدترین نوع گسیختگی است که به دلیل روان شدن لایه های زیرین لایه های روئی گسیخته شده و جابجا می شوند. به طور شماتیک و واضح در شکل۲-۵آمده است.
شکل۲-۵- گسیختگی جریانی در یک نگاه
۲-۴-۱-۳-گسیختگی جانبی
همچنانکه در شکل زیر به صورت شماتیک آمده است، در یک سطح با شیب ملایم با روانگرا شدن لایه زیرین لایه بالائی دچار گسیختگی شده و در نتیجه خندق هائی به وجود می آید، این جابجائی بعضا به طول چندین متر می باشد. این نوع گسیختگی در زلزله های گذشته باعث تخریب پل های بزرگی شده است. در شکل ۲-۶ به صورت شماتیک آمده است.
شکل ۲- ۶- گسیختگی جانبی در یک نگاه:
۲-۴-۱-۴-نوسان زمین
گاهی بلوکهائی در سطح زمین و بر روی لایه روانگرا وجود دارند که به صورت بلوک و مجزا هستند که در اثر حرکت رفت و برگشتی لایه روانگرا دچار نوسان می شوند. این نوسان باعث خسارت شدید به سازه های سطحی و همچنین لوله های مدفون می شود. در شکل ۲-۷ به صورت شماتیک آمده است. و
شکل۲-۷- دلیل نوسان زمین در یک نگاه
۲-۴-۱-۵- از دست رفتن ظرفیت باربری
هنگامیکه روانگرائی اتفاق می افتد در پی های سطحی و عمیق به دلیل کاهش ظرفیت باربری خاک سازه یا فرو ریخته ویا کج می شود. این پدیده به صورت شماتیک در شکل ۲-۸آمده است. و
شکل۲- ۸ - کاهش ظرفیت باربری
۲-۴-۱-۶- نشست زمین
نشست زمین در اثر زلزله به دو بخش تقسیم می گردد
۱-نشست لایه خشک
۲-نشست لایه اشباع
در لایه های خشک ، نشست در طی حرکات لرزه ای تحت شرایط تنش موثر ثابت اتفاق می افتد، از سوی دیگر اگر خاک اشباع و شرایط زهکشی محدود شده باشد شرایط حجم ثابت ادامه می یابد و اثر اولیه لرزش تولید اضافه فشار آب منفذی است، سپس پراکنده شدن فشار آب منفذی نشست اتفاق می افتد.
۲-۵- بهسازی زمین به عنوان یکی از راهکارهای کاهش پتانسیل روانگرائی در منطقه
بعد از شناخت ژئوتکنیکی ساختگاه پروژه و احتمال رخداد پدیده روانگرائی به حل مشکلات ناشی از پی سازی سازه مورد نظر پرداخته می شود. به طور کلی راهکارهای زیر جهت کاهش یا حذف مخاطرات ناشی از این پدیده وجود دارد.
۱-محل پروژه به مکانی با وضعیت ژئوتکنیکی بهتر تغییر داده شود.
۲-با توجه به شرایط محل، سازه طوری طراحی شود که در مقابل پدیده پایدار و مقاوم باشد.
۳-در صورت امکان مصالح نامرغوبی که این پدیده را به وجود می آورد جابجا و با مصالح مرغوب جایگزین گردد.
۴-اگر وضعیت موجود به گونه ای است که جابجائی پروژه و خاک منطقه ممکن نباشدتنها گزینه ای که باقی میماند بهسازی خاک منطقه است.
با توجه به اینکه ضمن ارزیابی پتانسیل روانگرائی خاک منطقه نتیجه گرفته شده است که روانگرائی اتفاق خواهد افتاد ضروریست روش لازم جهت بهسازی خاک به عنوان یکی از راه های کاهش مخاطرات روانگرائی در منطقه ارائه گردد. قبل از آن به اهداف مورد نظر در انجام عملیات بهسازی پرداخته می شود.
هاوسمن[۵](۱۹۹۰)اهداف بهسازی زمین را به شرح زیر بیان میکند.
۱-افزایش مقاومت خاک
۲-کاهش تغییر شکل پذیری خاک در اثر بارگذاری با افزایش مدول تنش و کرنش خاک
۳-کاهش تراکم پذیری خاک
۴-کنترل تورم و انقباض خاک
۵-کنترل نفوذپذیری خاک
۶-کاهش پتانسیل روانگرائی خاک
۷-کاهش تغییر و تنوع پذیری مصالح خاکریزی شده و تنوع پذیری مصالح خاکریزی شده و یا خاک برجا
۸-پیشگیری از تغییرات شیمیائی یا فیزیکی زیان آور به دلیل شرایط محیطی
۲-۵-۱- روش های بهسازی ساختگاه پروژه از دید Van Impe ون[۶] ایمپ و همکاران
به روش های مختلفی می توان ساختگاه پروژه را بهسازی نمود که اهم این روشها از دیدگاه ون ایمپ در جدول شماره ۲-۲آمده است.
جدول ۲-۲- روش های مختلف بهسازی زمین
روش های بهسازی دائم خاک با افزودن مواد به خاک |
روش های بهسازی دائم خاک بدون اضافه کردن موادی به خاک |
روش های بهسازی موقت خاک |
ستونهای ماسه ای یا شنی
ستونهای آهکی
جایگزینی خاک
پیش بارگذاری همراه با زهکش قائم
تقویت۱زمین
تزریق
|
تراکم سطحی
کوبش سنگین۲
تراکم انفجاری
تراکم عمیق با لوله ارتعاشی۳
بهسازی حرارتی خاک
|
پایین آوردن تراز آب زیرزمینی
انجماد خاک
الکترواسمز۴
|
با بررسی کلی در دسته بندیها و تعاریف انجام شده توسط دانشمندان مختلف، میتوان گفت که بیشتر دانشمندان روش های بهسازی در عمق را تحت عنوان تراکم عمیق دسته بندی کرده اند.
به عنوان مثال اسمولتزی۵ (۱۹۸۳) روش های مختلف بهسازی خاک را تحت عنوان تراکم عمیق به صورت زیر دسته بندی کرد.
۱- بارگذاری دینامیکی
۲- بارگذاری استاتیکی
۲-۵-۲- عوامل موثر در انتخاب روش مناسب جهت بهسازی خاک
۱- نوع و درجه بهسازی مورد نیاز با توجه به سازه ای که احداث می شود.
۲- نوع خاک و شرایط ژئوتکنیکی منطقه
۳- ارزش و اهمیت طرح و هزینه هایی که برای بهسازی در نظر گرفته شده است.
۴- بررسی احتمال بروز خطر به سازه های مجاور و یا آلودگی محیط زیست با توجه به روش بهسازی که انتخاب شده است.
۵- تاثیر خاک و آب زیرزمینی بر مصالحی که جهت بهسازی به زمین اضافه شده است.
۶- اعتبار و دقت روشی که مورد استفاده قرار گرفته است.
۷- روش انتخابی در ارتباط با امکانات موجود
با توجه به اینکه در این تحقیق روش تراکم دینامیکی استفاده شده است به ذکر روش های مختلف بهسازی زمین با بهره گرفتن از تراکم عمیق به روش دینامیکی پرداخته می شود.
۲-۵-۳- روش های مختلف بهسازی زمین با بهره گرفتن از تراکم عمیق به روش دینامیکی
۲-۵-۳-۱- تراکم انفجاری
این روش مربوط به خاکهای غیر چسپنده و سست و اشباع می باشد در این روش گمانه ای تا عمق ۵۰الی ۷۵درصد عمق موردنظر جهت بهبود حفر و در آن مواد منفجره قرار داده می شود، ضمن انفجار امواج طولی و برشی به وجود می آید، که امواج طولی باعث افزایش فشار آب حفره ای و در نتیجه روانگرائی میگردد و همزمان با این امواج طولی امواج عرضی باعث جابجائی ذره های خاک در وضعیت متراکمتر میگردد. وزن مواد منفجره ۱۰ الی ۳۰ کیلوگرم به ازای هر متر مکعب خاک است. با توجه به اینکه هدف ما افزایش فشار آب حفره ای و ایجاد تراکم است بنابراین بایستی مواد منفجره در زیر تراز آب زیرزمینی قرار گیرد.
افزایش فشار آب حفره ای در اثر انفجار و به کاربردن مقدار مواد منفجره از رابطه ۲-۱ به دست می آید.
۲-۱ مقدار نشست ایجاد شده در اثر انفجار نیز از رابطه ۲-۲ به دست می آید.
۲-۲
در روابط ۱-۱ و۱-۲، افزایش فشار آب منفذی، تنش موثر، W وزن ماده منفجره بر حسب کیلوگرم، R فاصله از نقطه انفجار بر حسب متر، میزان نشست بر حسب سانتی متر و H ضخامت لایه بر حسب متر است.
به کار رفته در بالا عدد هوپکینسون[۷] نامیده می شود و تابعی از افزایش فشار آب منفذی می باشد. حداقل فاصله از نقطه انفجار که باعث ایجاد روانگرایی می شود در شکل ۲-۹ نشان داده شده است.
۲-۹-تغییرات در برابر فشار آب منفذی
۲-۵-۳-۲- تراکم ارتعاشی
در این روش خاکهای دانه ای سست تا عمق زیادی در اثر ارتعاش لوله ای که پائین فرستاده می شود وباعث افزایش فشار آب حفره ای و در نتیجه جابجائی ماسه میگردد متراکم میگردد. درجه ارتعاش مورد نیاز با توجه به نوع خاک و درجه بهسازی و عمق مورد نیاز تعیین میگردد که از رابطه تجربی که بین مقاومت نوک در آزمایش مخروط و شتاب قائم زمین و ضخامت لایه تراکم پذیر برقرار میگردد(نمودار آمده در شکل ۲-۱۰)حاصل میگردد. تراکم خاکهای دانه ای سست “اشباع” به این روش خوب جواب می دهد ویا خاکهائی که نفوذ پذیری آنها ۰/۰۰۰۰۰۱سانتیمتر بر ثانیه می باشد.
شکل۲-۱۰-شتاب مورد نیاز جهت متراکم کردن به روش ارتعاشی جهت ماسه اشباع
تراکم ارتعاشی به طور کلی به سه روش زیر انجام می شود.
الف-شناورسازی ارتعاشی
ب-لوله ارتعاشی
ج-جایگزینی ارتعاشی
۲-۵-۳-۳- تراکم دینامیکی
تراکم دینامیکی یکی از روش های بهسازی خاک است که با تکرار کوبیدن ضربه به زمین انجام می گردد ، با توجه به اینکه رفتار خاک همراه با روش های متفاوت زیادند ، بایسته است هم روشها و هم رفتار خاک به طور کامل شناخته شود.
رفتار خاکهای دانه ای در برابر این ضربات مشخص است هنگامیکه لایه زیر تراز آب زیرزمینی بوده و ضربه ای وارد میگردد این ضربه به آب منتقل شده و باعث افزایش فشار آب حفره ای میشود و به نوعی روانگرائی اتفاق می افتد و همین باعث افزایش دانسیته خاک در یک زمان کوتاه میگردد. که خود باعث افزایش ظرفیت باربری خاک وکاهش احتمال نشست خاک میگردد. ولی در مقابل هرچه درصد ریز دانه ای خاک بیشتر شود یا خاک ریزدانه شود رفتار پیچیده تر خواهد شد. همچنانکه در مطالعات مختلف گفته شده است تئوری تحکیم مربوط به خاکهای ریزدانه بوده و بیان میدارد که در اثر بار استاتیکی به خاک آب منفذی به مرور زمان از خاک خارج و در نتیجه مقاومت خاک افزایش می یابد. هنگامیکه لایه های ریزدانه بالای تراز آب زیر زمینی واقعند با ضربات سبکتری نیز میتوان به بهسازی چشمگیری رسید. جهت درک بیشتر رفتار این نوع خاکها هنگام تراکم دینامیکی بایستی به چهار نکته زیر توجه کرد.
۱- قابلیت تراکم پذیری خاکهای ریزدانه اشباع ناشی از وجود حبابهای ریز گاز است.
۲- در اثر ضربه های مکرر روانگرایی تدریجی در خاک اتفاق می افتد.
۳- در اثر ایجاد ترکهای شعاعی زایل شدن فشار آب منفذی تسریع می شود.
۴- بندش بازیافتی[۸] خاک باعث افزایش مقاومت خاک بعد از کوبش می شود.
۲-۶-آزمایشهای مورد نیاز جهت کنترل بهسازی خاک:
جهت کنترل بهسازی صورت گرفته توسط هرکدام از روش های بخش ۲-۴، نیاز است یک سری آزمایشات به صورت درجا و آزمایشگاهی صورت گیرد، با توجه به اینکه تهیه یک نمونه دست نخورده با ابعاد مشخص و در اعماق مورد نظر جهت انجام تستهای آزمایشگاهی مشکل و هزینه بردار و در پاره ای شرایط غیر ممکن است، بنابراین معمول است تستهای درجا را ملاک عمل قرار شود و در کنار آنها از تستهای آزمایشگاهی جهت تکمیل نتایج استفاده گردد. تعدادی از تست های درجا در جدول ۲-۳ ارائه شده است.
جدول ۲-۳- روش های مختلف بهسازی زمین
نوع خاک |
نوع آزمایش |
توصیف |
چسبنده |
غیرچسبنده |
* |
|
برش پرده ای[۹] |
آزمایشهای صحرایی که در حین انجام پروژه کاربرد دارد |
* |
* |
نفوذ مخروط |
* |
* |
پرسیومتری |
|
* |
بارگذاری صفحه ای |
|
* |
آزمایشات پمپاژ |
* |
* |
اندازه گیری نشست |
آزمایشهای صحرایی جهت کنترل بهسازی بعد از انجام پروژه |
|
* |
بارگذاری صفحه ای |
|
* |
تراکم سنج۲ |
|
* |
تحلیل طیف امواج سطحی |
|
* |
ایجاد موج لرزه ای داخل گمانه |
* |
* |
پرسیومتری |
* |
* |
نفوذ مخروط |
فصل سوم
مروری بر کارهای گذشته
۳-۱- مقدمه
با توجه به زلزله های اتفاق افتاده در چند دهه اخیر و در پی آن خرابیهای پیش بینی نشده ای که به وجود آمد، موضوع مقاومت یا ظرفیت باربری خاک به عنوان یکی از مهمترین موضوعات مهندسی در محافل مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفت. تحقیقات وسیعی در چند دهه اخیر توسط گروه زیادی از دانشمندان صورت گرفت که به شناخت پدیده ای به نام آبگونگی یا سیالی یا روانگرائی خاک انجامید. در اثر این پدیده خاک مقاومت خود را به طور کامل از دست داده و مثل سیال عمل میکند و این عملکرد خاک باعث نشست های نامتقارن در سازه ای میگردد که در آن منطقه ساخته شده است، بنابراین ضروریست قبل از ساخت هر سازه ای ابتدا خاک منطقه را به لحاظ استعداد روانگرائی کاملا بررسی نموده سپس با بهره گرفتن از نتایج آزمایشهای درجا و روش های ارائه شده توسط دانشمندان مختلف نسبت به ارزیابی پتانسیل روانگرائی اقدام گردد.
۳-۲- موثرترین عوامل در روانگرائی خاکها
اولین گام در ارزیابی روانگرائی لرزه ای، اینست که آیا محل ساخت پروژه استعداد روانگرائی دارد یا خیر، بر اساس نتایج آزمونهای آزمایشگاهی و نیز مطالعات محلی معیارهای زیر جهت کنترل روانگرائی عوامل مهمی هستند. لازم به ذکراست که این موارد به تنهائی در ارزیابی استعداد روانگرائی کافی نیستند.
۱-تراز آب زیرزمینی
۲-نوع خاک
۳-تراکم نسبی
۴-دانه بندی
۵-وضعیت زهکشی
۶-شکل ذرات
۷-سن زمین شناسی و خصوصیات زمین ریخت شناسی
۸-شرایط تاریخچه ای(سیمانی شدن،نسبت پیش تحکیمی و ضریب فشار جانبی)
۹-فشار همه جانبه
۳-۲-۱- شناخت عوامل قید شده در بخش ۳-۲ به صورت اجمالی
با توجه باینکه روانگرائی بیشتر در خاکهای اشباع اتفاق می افتد بنابراین تراز آب زیرزمینی مهمترین عامل در استعداد روانگرائی سا ختگاه پروژه ها می باشد. همچنانکه در جدول ۳-۱ نیز مشخص است در عمق های پائین تر از ۱۵متر استعداد روانگرائی بسیار پائین است.
جدول ۳-۱-استعداد روانگرائی نهشته های طبیعی به صورت تابعی از تراز آب زیرزمین
عمق تراز آب زیر زمینی |
استعداد روانگرائی نسبی |
کمتر از ۳ متر |
بسیار بالا |
۳ تا ۶ متر |
بالا |
۶ تا ۱۰ متر |
متوسط |
۱۰ تا ۱۵ متر |
کم |
بیش از ۱۵متر |
بسیار کم |
در مورد نوع خاک که به دو دسته خاکهای دانه ای و ریزدانه تقسیم می شود، از مدتها قبل مشخص شده بود که خاکهای ماسه ای تمیز با مقداری ریزدانه به صورت ذاتی در معرض آسیب روانگرائی ناشی از زلزله هستند، با این وجود مجادله ها و سردرگمیهای قابل توجهی در ارتباط با پتانسیل روانگرائی خاکهای رسی –سیلتی و همچنین خاکهای سیلتی، خاکهای رسی، سیلتی و همچنین خاکهای درشت تر شنی و سنگریزه ای وجود دارد.
رابطه اولیه مقاومت روانگرائی را با بهره گرفتن از تراکم نسبی خاک و شتاب سطح زمین که در شکل ۳-۱آمده است نشان داده اند.
شکل۳-۱- رابطه بین شتاب حداکثر زمین و تراکم نسبی ماسه مستعد روانگرائی
این نمودار گامی بلند در زمینه ارزیابی پتانسیل روانگرائی برای مهندسان ژئوتکنیک بود.
دانه بندی را به عنوان یکی از آیتمهای موثر در روانگرائی می توان نام برد، در این حالت ضریب یکنواختی را تعریف نموده و ملاک عمل قرار می گیرد که از رابطه ۳-۱ به دست می آید.
۳-۱
با توجه به شکلهای ۳-۲ و ۳-۳ خاک تنها وقتی به عنوان غیر روانگرا شناخته می شود که منحنی دانه بندی در منطقه “امکان وقوع روانگرائی” قرار نگرفته باشد.
شکل۳-۲- محدوده روانگرائی احتمالی(ضریب یکنواختی بزرگتر یا مساوی ۵/۳)
شکل۳-۳- محدوده روانگرائی احتمالی(ضریب یکنواختی کوچکتر از۵/۳)
در مورد زهکشی میتوان گفت هرچه شرایط زهکشی موجود باشد در نتیجه مسیر زهکشی کاهش یابد امکان وقوع روانگرائی کاهش می یابد. در مورد شکل ذرات می توان گفت هرچه ذرات خاک گرد گوشه تر باشند تمایل بیش تری به تراکم دارند در نتیجه استعداد روانگرائی بیشتری نسبت به ذرات تیز گوشه دارند.
با توجه باینکه لایه های زمین از رسوبات تاریخچه ای زمین شناسی تشکیل شده است هرچه سن زمین بیشتر باشد امکان وقوع روانگرائی پائین می باشد بنابراین سن زمین شناسی را میتوان به عنوان یکی از عوامل موثر در روانگرائی بررسی نمود. معیارهای زمین شناسی و زمین ریخت شناسی مورد استفاده برای تشخیص پتانسیل روانگرائی نهشته های خاکی تهیه شده توسط سه دانشمند به صورت مختصر در جدولهای ۳-۲ و ۳-۳ آمده است.
جدول ۳-۲- جدول ارائه شدهدرمورد روانگرائی درحرکات لرزه ای شدید.
واحدهای زمین ریخت شناسی |
پتانسیل وقوع روانگرائی |
بستر فعلی رودخانه،بستر قدیمی رودخانه،باتلاق،اراضی ناشی از پسرفت آب دریا و زمین های پست ماسه ای |
بسیار محتمل |
مخروط افکنه،بندهای طبیعی تلماسه،دشت سیلابی،ساحل |
محتمل |
پادگانه آبرفتی،تپه و کوه |
غیرمحتمل |
جدول۳-۳- جدول ارائه شده درمورد روانگرائی نهشته های رسوبی.
نوع نهشته |
توزیع کلی رسوبات غیرچسبنده در داخل نهشته |
احتمال وقوع روانگرائی در نهشته های غیرچسبنده اشباع (برحسب سن نهشته) |
کمتر از ۵۰۰ سال |
هولوسن |
پلیوستوسن |
پیش از پلیو ستوسن |
رسوبات قاره ای |
بستر رودخانه |
متغیر موضعی |
بسیار بالا |
بالا |
کم |
بسیار کم |
دشت سیلابی |
متغیر موضعی |
بالا |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
مخروط افکنه ودشت آبرفتی |
گسترده |
متوسط |
کم |
کم |
بسیار کم |
پادگانه و دشت دریایی |
گسترده |
- |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
دلتا و مخروط دلتا |
گسترده |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
رسوبات دریاچه ای وجلگه ها |
متغیر |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
واریزه |
متغیر |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
سنگریزه |
گسترده |
کم |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
تلماسه، ریگ روان |
گسترده |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
رسوبات بادی |
متغیر |
زیاد |
زیاد |
زیاد |
بسیار کم |
رسوبات یخچالی |
متغیر |
کم |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
خاکستر آتشفشانی |
گسترده |
کم |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
خاک برجا |
گسترده |
کم |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
ناحیه باتلاقی کنار دریا |
متغیر موضعی |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
محدوده های نوار ساحلی |
دلتا |
گسترده |
بسیار زیاد |
زیاد |
کم |
بسیار کم |
رسوبات دهانه ی خلیج |
متغیر موضعی |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
ساحل با امواج شدید |
گسترده |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
بسیار کم |
ساحل با امواج ضعیف |
گسترده |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
مرداب و آبگیر |
متغیر موضعی |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
کمربند ساحلی |
متغیر موضعی |
زیاد |
متوسط |
کم |
بسیار کم |
خاکریزهای مصنوعی |
خاکریز متراکم نشده |
متغیر |
بسیار زیاد |
- |
- |
- |
خاکریزه متراکم |
متغیر |
کم |
- |
- |
- |
۳-۳-بررسی استعداد روانگرائی خاکهای ریزدانه(رس و سیلت)
هرچند در گذشته محققان معتقد بودند که خاکهای ریزدانه روانگرا نمی شوند ولی تحقیقات تعدادی از دانشمندان در چند دهه گذشته نشان می دهند که این خاکها نیز پتانسیل روانگرائی دارند. مطالعات انجام شده بر روی ماسه تمیز ، سبب درک قابل قبولی از رفتار این نوع خاکها در طی بارگذاری تناوبی شده است.
۳-۳-۱-معیار چینی
بعد از زلزله های اتفاق افتاده در چین و تخریبهای ناشی از روانگرائی، نخستین ضوابط مربوط به روانگرائی توسط تحت عنوان معیار چینی ارائه گردید. در این معیار آمده است اگر سه شرط زیر به طور همزمان تامین گردد خاک موجود مستعد روانگرائی می باشد.
درصد ریزدانه رسی(ذرات رس کوچکتر از۰۰۵/۰میلیمتر)کمتر از ۱۵باشد.
حد روانی کمتر از ۳۵درصد باشد.
میزان رطوبت در محل بزرگتر یا مساوی ۹۰درصد حد روانی باشد.
شکل۳-۴ نشان میدهد که معیار چینی)یا همان معیار ارائه شده توسط جهت ارزیابی روانگرائی) اصلاح شده را به عنوان معروف ترین معیار مورد استفاده در سه دهه گذشته جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی خاکهای ریزدانه نشان میدهد.
شکل ۳-۴- معیار چینی اصلاح شده .
۳-۳-۲-معیار
بعد از ارائه معیارهای چینی مطالعات وسیع ارزشمندی صورت گرفت، در سال ۲۰۰۰ داده هائی را که براساس آن معیار چینی به دست آمده بود به همراه داده های ناشی از سایر زلزله ها در نقاط مختلف مورد ارزیابی مجدد قرار دادندکه در نهایت این معیار به فرم آمریکائی (اندازه ذرات رس کمتر از ۰۰۲/۰میلیمتر ) و به صورت جدول۳-۴ اعلام گردید.
جدول ۳-۴- ارزیابی روانگرائی ماسه های رسی و لای دار .
درصد رس/حد روانی |
حدروانی*کم تر از۳۲درصد |
حد روانی بزرگتر یا مساوی ۳۲درصد |
درصد رس کمتر از ۱۰ |
مستعد روانگرائی |
نیاز به مطالعات بیشتر(بادر نظر گرفتن ذرات خمیری غیر رسی نظیر میکا) |
درصد رس بزرگتر از ۱۰ |
نیاز به مطالعات بیش تر(با در نظر گرفتن ذرات خمیری غیر رسی نظیر ضایعات معدنی) |
غیر مستعد روانگرائی |
۳-۳-۳- معیار
در سال ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۹ یک گروه ۲۱ نفری از برجسته ترین متخصصان جهانی در زمینه روانگرائی، برای ایجاد توافق در ارتباط با تعدادی موضوعات مطرح در ارزیابی پتانسیل روانگرائی تحت عنوان NCEER گرد هم جمع شدند. این گروه بسیاری از یافته های مورد توافق را تحت عنوان های و به چاپ رساندند. و
در گروه NCEER بررسی مجدد ضابطه چینی در دستور کار قرار گرفت تا اینکه ۲ زلزله بزرگ در سال ۱۹۹۹و بررسی های خرابیهای ناشی از آن نشان داد که خاک محل تخریب شده از آنچه که بر مبنای معیار چینی اصلاح شده آمده است چسبنده تر بود. بنابراین برطبق تحقیقات اخیر که توسط و
بانجام رسید مشخص شد که بخش مربوط به “درصد ریزدانه های رسی” ناقص است.
بر این اساس و بررسی زلزله های اخیر شکل۳-۵ را پیشنهاد کردند. خاکهای ناحیهA بالقوه مستعد روانگرائی هستند. خاکهای ناحیه B می توانند روانگرا باشند. خاکهای غیر از نواحیA و B ، مستعد روانگرائی نیستند ولی بایستی جهت پتانسیل حساسیت کنترل شوند.
شکل۳-۵-نمودار جهت ارزیابی روانگرائی ریزدانه هاو
۳-۴-روش های ارزیابی پتانسیل روانگرائی
بعد از اینکه نوع خاک را به لحاظ استعداد روانگرائی شناخته شد، مرحله بعد ارزیابی پتانسیل روانگرائی خاک است. دو روش جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی وجود دارد. روش اول روش عددی است ، که بیشتر روش مدل سازی است. روش بعدی روش های تجربی-آزمایشگاهی است.
با توجه به پیچیدگی و هزینه و زمان بر بودن روش اول ، بیشتر از روش دوم استفاده میگردد.در این روش از عامل تحریک و ظرفیت استفاده میگردد. هنگامیکه عامل تحریک بزرگتر یا مساوی عامل مقاوم باشد ، انتظار وقوع روانگرائی می رود. در شکل ۳-۶خلاصه روشها آمده است.
شکل ۳-۶- دسته بندی روش های ارزیابی پتانسیل روانگرائی
روش تنش دوره ای حدود ۴دهه پیش مطرح گردید و به لحاظ کاربرد نسبت به سایر روشها برتری دارد.
۳-۴-۱- روش تنش دوره ای:
گسترده ترین روش مورد استفاده برای ارزیابی پتانسیل روانگرائی روش تنش دوره ای است ، که در آن هر دو عامل بارگذاری و مقاومت موجود هستند.
۳-۲
نسبت مقاومت تناوبی (CRR) به صورت بیشینه تنش تناوبی همپایه شده قبل از شروع روانگرائی تعریف میگردد. با توجه به این تعاریف، می توان پتانسیل روانگرائی را در قالب ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی به صورت زیر تعریف نمود.
۳-۳
عبارت بارگذاری در روش تناوبی(CSR) عموما از برنامه هائی که دقت بالائی دارند و یا روش ساده شده توسط و به دست می آید. در روش اول دقت بالاست ولی تلاشهای قابل توجهی میطلبد.در روش ساده شده مشخصات ساختگاه در یک ضریب کاهش عمق نهفته شده اند بطوریکه این ضریب پاسخ متوسط مجموعه ای از نیمرخ های خاک را به مجموعه ای از حرکات ورودی تقریب می زند.
به طور کلی روش ساده شده ۳ گام دارد.
۱- ابتدا نسبت تنش برشی دوره ای در اثر حرکات لرزه ای و در اعماق مختلف به دست می آید، تراز تنش برشی به صورت ۶۵ درصد تنش برشی بیشینه ( که خود تابعی از شتاب بیشینه افقی در سطح زمین و عمق مورد نظر است )تعریف شده است، این روش اساس کار تحقیق بوده و در فصل بعد توضیح داده می شود.
۲- با انجام آزمایشهای دوره ای بر روی نمونه های دست نخورده تحت فشارهای همه جانبه مختلف نسبت مقاومت دوره ای به دست می آید. برای این منظور از هر دو آزمایش برش ساده[۱۰] و سه محوری دوره ای۲ می توان استفاده کرد، جهت استفاده از این تست ها به نمونه های دست نخورده ای نیاز می باشد و به منظور نشان دادن شرایط واقعی بارگذاری بایستی تصحیحاتی صورت گیرد. ولی نکته قابل توجه اینست که اخذ نمونه های دست نخورده از نهشته های زیر تراز آب زیرزمینی عملا غیر ممکن یا بسیار پرهزینه خواهد بود. روش ساده تر که بیشترین کارائی را جهت ارزیابی مقاومت تناوبی خاک دارد، استفاده از آزمایشهای در جا نظیر آزمایش نفوذ استاندارد[۱۱]، آزمایش نفوذ مخروط۲و آزمایشهای سرعت موج برشی می باشد که دقت فوق العاده را با خود به همراه دارد.
در میان آزمایشهای انجام شده عدد نفوذ استاندارد دارای پیشینه بیشتری است که اولین بار توسط پیشنهاد شد. این روش در حین بررسی روانگرائی در یک زلزله خاص پیگیری وپایه ریزی شد، این روش بدین گونه است که در مرحله اول براساس تاریخچه شتاب ثبت شده در اثر زلزله، مقدار نسبت تنش تناوبی به دست می آید و در مرحله بعد نمودار مقدار تنش را در برابر عدد نفوذ استاندارد رسم می گردد. نمودار به دست آمده توسط این دانشمند در شکل شماره۳-۷آمده است.
با توجه به اینکه افزایش داده های محلی ممکن است مرز مورد نظر را جابجا کند و با توجه به پیچیده بودن رفتار لرزه ای خاک، این مرز نمی تواند یک مرز کاملا تفکیک شده میان روانگرا و غیر روانگرا باشد.
شکل ۳-۷- مشخص کردن مرز بین روانگرا و غیر روانگرا با بهره گرفتن از عدد نفوذ استاندارد و عامل تحریک
۳- با مقایسه تنشهای برشی محرک و مقاوم به دست آمده از مرحله های ۱و ۲روانگرا یا غیر روانگرا بودن خاک مشخص میگردد.
۳-۴-۲-روش کرنش دوره ای:
در تقابل با روش تنش عده ای از دانشمندان سعی کردند گزینه ای دیگر جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی ارائه نمایند تا این پدیده را از دیدگاه کرنش برشی تفسیر نمایند ، در روش کرنش فرض می شود که به جای تراکم نسبی ، کرنش برشی تناوبی افزایش فشار آب منفذی در طی زلزله کنترل گردد با انجام مجموعه ای از آزمایشات سه محوری تناوبی تحت شرایط کنترل تنش ، این محققان نشان دادند که پیش از وقوع هرگونه اضافه فشار آب منفذی بایستی یک کرنش حداقلی در خاک ایجاد شود ، این کرنش حدی که تحت عنوان کرنش آستانه نیزتعریف میگردد به عنوان شاخصی در ارزیابی پتانسیل روانگرائی نهشته های خاکی پیشنهاد شد. دستورالعمل روش کرنش را به صورت زیر می توان جمع بندی کرد. [۳۴]
۳-۴-۲-۱- تعیین کرنش برشی دوره ای ایجاد شده در اثر زلزله
کرنش برشی دوره ای به وسیله رابطه ۳-۴ و با در اختیار داشتن تعداد سیکلهای معادل که از بزرگای زلزله تعیین میشود به دست می آید. ۳-۴
: تنش کل قائم اولیه در عمق موردنظر
: مدول برشی بیشینه، متناظربا
: شتاب بیشینه افقی بر روی سطح زمین
: شتاب ثقل
:فاکتور کاهش تنش برشی در عمق به علت طبیعت شکل پذیر خاک.
با توجه به اینکه نسبت ()تابعی از کرنش برشی()است، معادله ۳-۴ بایستی به صورت تکراری و بااستفاده از منحنی فروافت مدل برشی وابسته به لایه خاک مورد نظر حل شود.
حل تکراری معادله بالا که به صورت هندسی در شکل ۳-۸ آمده است به صورت زیر است.
شکل ۳-۸- حل تکراری رابطه (۳-۴)برای تعیین کرنش برشی موردنظر از نیمرخ خاک.
گام اول : مقدار فرض گردد .
گام دوم : با بهره گرفتن از فرض گام اول و معادله (۳-۴) مقدار را به دست آورده شود.
گام سوم : با بهره گرفتن از محاسبه شده در گام دو، مقدار از روی نمودار به دست می آید.
گام چهارم : به منظور محاسبه در تکرار بعدی، مقدار به دست آمده ازگام سه به گام دو برده می شود، و این فرایند تا زمانیکه مقادیر نسبت های مدول فرض شده و محاسبه شده در محدوده خطای قابل قبول قرار گیرد تکرار می شود.
۳-۴-۲-۲- تعیین ظرفیت خاک
مقدار ظرفیت خاک به وسیله کرنش برشی آستانه () تعیین میشود که به صورت دامنه کرنش برشی مورد نیاز برای ایجاد لغزشی همه جانبه در امتداد سطح تماس دانه ای تعریف می شود . گروهی ازدانشمندان مجموعه ای از آزمایشات دوره ای را تحت شرایط کنترل کرنش بر روی نمونه های اشباع زهکشی نشده انجام دادند ، در این آزمایشها کرنش آستانه به صورت حداقل دامنه کرنش برشی که بتواند بعد از توقف بارگذاری دوره ای یک اضافه فشار منفذی غیر صفر تولید کند ، تعریف شدبا توجه به تحقیقات همین گروه برای تمام نمونه ها، کرنش برشی متناظر با شروع تولید اضافه فشار منفذی اندکی بیش از ۰/۰۱است. [۳۴]
در نهایت با به دست آوردن تغییر شکل تحریک و مقاوم ضریب اطمینان را به صورت زیر تعریف می گردد.
۳-۵
اگر ضریب اطمینان به دست آمده از رابطه ۳-۵ بیشتر از ۱ باشد روانگرائی اتفاق نمی افتد ولی اگر از یک کمتر باشد دلیل بر رخداد روانگرائی نیست بلکه بدین معناست که لغزش همه جانبه ای بر روی سطح تماس دانه ای اتفاق خواهد افتاد که این امر یک شرط لازم برای تولید اضافه فشار منفذی ودر نتیجه پیش نیازی برای وقوع روانگرائی است.
۳-۴-۳- روش انرژی
روش انرژی به دلایل زیر میتواند به عنوان یکی از روش های ارزیابی روانگرائی در نظر گرفته شود، به دلیل اینکه مدت زمان زیادی است که متخصصان لرزه شناسی انرژی آزاد شده در طی زلزله ها را بررسی و به صورت رابطه هائی ارائه کرده اند. مطالعاتی انجام شد که ارتباط بین انرژی تلف شده و فشار منفذی ایجاد شده در نمونه های آزمایشگاهی را نشان می دهد.
به طور کلی دستورالعملهای ارزیابی روانگرائی براساس انرژی را میتوان به دو گروه اصلی تاریخی و آزمایشگاهی که در ادامه توضیح داده شده تقسیم نمود.
در کلیه شیوه های ارزیابی روانگرایی بر اساس داده های تاریخی زلزله که در ادامه مورد بررسی قرار میگیرند، دو پارامتر کلیدیِ فاصله ساختگاه تا منبع لرزه ای و بزرگای زلزله وجود دارند، با این حال این روشها از تعاریف متفاوتی برای فاصله ساختگاه تا منبع و مقیاسهای مختلفی برای بزرگای زلزله استفاده میکنند. از این رو برای آسان نمودن ارائه دستورالعملها و درک هرچه بهتر آ نها، مقایسه میان مقیاسهای مختلف بزرگای زلزله و واحدهای متداول اندازه گیری فاصله ساختگاه تا منبع به ترتیب در شکلهای ۳-۹ و ۳-۱۰ ارائه شده است.
شکل (۳-۹)- نمودار ارائه شده جهت مقایسه انحراف مرکزی مقیاس های مختلف بزرگای زلزله با بزرگای گشتاوری [۳]
شکل (۳-۱۰)- مقیاس متداول برای اندازه گیری فاصله ساختگاه تا منبع .
روش های تاریخچه ای و آزمایشگاهی به صورت زیر اند.
الف)روش های به دست آمده براساس تاریخچه های موردی زلزله
در این گروه از داده ها دو پارامتر کلیدی فاصله ساختگاه تا مرکز زلزله ودیگری بزرگای زلزله وجود دارد. در این روش با دو دید در مورد انرژی بحث میشود که یکی تخمین انرژی براساس است و دیگری تعیین انرژی به روش می باشد. جهت دید بهتر در مورد فاصله تا ساختگاه و بزرگای زلزله به شکلهای ۳-۹ و ۳-۱۰به دقت نگاه کنید.
رابطه گتنبرگ ریچتر در مورد انرژی کل آزاد شده به صورت زیر است.
۳-۶
ب)روش های به دست آمده براساس داده های آزمایشگاهی.
۳-۴-۳-۱- روش
روش یکی از روش های به دست آمده براساس داده های آزمایشگاهی می باشد که در آن جهت به دست آوردن عامل تحریک و ظرفیت به ترتیب زیر عمل می شود.
۳-۴-۳-۱-۱- عامل تحریک
ضمن اینکه رابطه ۳-۶ را قبول کردند سه فرض دیگر نیز ارائه کردند. الف)مقدار انرژی با نرخی متناسب با کاهش می یابد، به طوریکه r فاصله ساختگاه تا مرکز آزاد شدن انرژی میباشد. این مدل کاهندگی اتلاف انرژی، میرائی مصالح را شامل نمی شود و تنها پراکندگی هندسی یک جبهه موج کروی را در نظر می گیرد. ب)افزایش فشار منفذی یک تابع خطی از انرژی تلف شده است. پ)اتلاف انرژی ناشی از میرائی مصالح در خاک متناسب با()می باشد.
۳- ۷
r: فاصله ساختگاه تا مرکز آزادسازی انرژی(m)
M : بزرگای زلزله(ریشتر) ، : عامل تحریک
: تنش موثر قائم در عمق z(kpa)
۳-۴-۳-۱-۲- عامل ظرفیت
مشابه روش مورد استفاده در تعیین منحنی CRR، تاریخچه های موردی زلزله را برحسب روانگرا و غیرروانگرا از یکدیگر جدا نمودند. سپس با بهره گرفتن از رابطه (۳-۷)، مقدار انرژی وارد بر خاک برای هر ساختگاه تخمین زده شد. سپس در ارائه نمودار نهائی معکوس انرژی وارده را نسبت به N1 رسم کردند. (نمودار شکل ۳-۱۱)
در نمودار ارائه شده، مقدار N1 مقدار اصلاح شده عدد نفوذ استانداردبرای فشار سربار موثر (atm1) می باشد (نحوه اصلاح در فصل ۴ توضیح داده خواهد شد(.
عدد نفوذ استاندارد تصحیح شده (N1)
شکل ۳-۱۱- نمودار روانگرائی پیشنهادی توسط
با توجه به اینکه معکوس عامل تحریک را رسم نمودند ، مرز منطقی جدا کننده نقاط روانگرا و غیر روانگرا بیانگر معکوس ظرفیت خاک با بهره گرفتن از رابطه زیر تعیین می شود.
۳-۸ Capacity =
Capacity : ظرفیت خاک یا عامل پاسخ در مقابل تحریک
۳-۴-۳-۱-۳- ضریب اطمینان
با توجه به روابط ۳-۷و۳-۸ ضریب اطمینان به صورت زیر حاصل میگردد.
۳-۹ FS=
۳-۵- ارزیابی روش های ارائه شده
با وجود تمام ضعفهای موجود در روش ساده شده تنش، این دستورالعمل تنها روشی است که تقریبا مورد تایید کلیه شرکت کنندگان کارگاه NCEER در سال ۱۹۹۷قرار گرفت، مجددا آنرا برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی پیشنهاد نمودند. با توجه به این اجماع فنی در استفاده از روش ساده شده برای کاربردهای معمول مهندسی، به ارائه و توضیح کامل این روش جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی در منطقه مورد بررسی در این تحقیق پرداخته می شود.
فصل چهارم
انتخاب روش ساده شده تنش جهت ارزیابی اطلاعات ژئوتکنیکی ودستیابی به معیار لازم جهت طراحی دیواره دیافراگمی
۴-۱- مقدمه
گسترده ترین روش مورد استفاده برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی، روش تنش تناوبی است که در آن هر دو عامل تحریک و ظرفیت در قالب تنش برشی دوره ای بیان میشوند.
مراحل ارزیابی پتانسیل روانگرایی بر مبنای تنش تناوبی به شکل زیر است.
الف)تعیین نسبت تنش برشی تناوبی ایجاد شده در اثر حرکات لرزه ای در اعماق مختلف خاک و تبدیل تاریخچه تنش نامنظم به تعدادی از سیکل های تنش یکنواخت معادل، به این وسیله شدت تکانهای لرزه ای، مدت زمان لرزش و تغییرات تنشهای برشی ایجاد شده با عمق در نظر گرفته می شود .تنش های برشی تناوبی از طریق تحلیل های پاسخ زمین(با احتساب وزن مخصوص خاک، مدول دینامیکی و مشخصه های میرایی خاک) و یا به وسیله دستورالعمل محاسباتی ساده شده به دست می آیند.
ب) تعیین نسبت مقاومت تناوبی با انجام آزمونهای آزمایشگاهی تناوبی بر روی نمونه های شاخص دست نخورده در فشا رهای همه جانبه مختلف.
پ) مقایسه تنش های برشی به دست آمده در دو گام قبل به گونه ای که اگر در یک عمق مشخص تنش برشی تعیین شده در گام نخست(عامل تحریک) از مقدار مشابه در گام دوم (عامل مقاوم) بیشتر باشد، انتظار می رود خاک در این ناحیه روانگرا شود.
۴-۲ -ضریب تنش دوره ای
روش ساده شده در آغاز برای ارزیابی مقاومت روانگرایی نهشته های خاکی کم عمق در زمینهای مسطح و یا با شیب کم ایجاد شد. بنابراین بدیهی است که محدوده ی کاربرد معتبر و قابل اطمینان این روش به شرایط مذکور محدود شود. اگرچه این دستورالعمل توسط برخی مهندسان برای ارزیابی مخاطرات روانگرایی در زمین های با شیب تند، خاکریزهای مصنوعی و یا لایه های عمیق خاک به کار گرفته شده است، اما این چنین برون یابی هایی خارج از محدوده داده های تجربی ای هستند که روش اولیه بر اساس آنها پایه ریزی شده است.
با بهره گرفتن از روش ضریب تنش دوره ای مورد نیاز محاسبه میشود. این روش برای اولین بار در سال ۱۹۷۱معرفی شده است و از آن تاریخ تا کنون ارزیابی و بروزرسانی شده است.
روش ساده شده تنش در سال ۱۹۷۷توسط مرکز ملی تحقیقات مهندسی زلزله [۱۲] که در آن شرکت کنندگان در کارگاهی که در مورد ارزیابی پتانسیل روانگرائی تشکیل شده بود ، معادلات مربوطه را بازنگری و در نهایت به شکل زیر در آوردند.
۱-۴ ر
که CSR ضریب تنش تناوبی القاء شده توسط زلزله طرّاحی می باشد و ۰/۶۵ فاکتور وزنی است که به وسیله سید و ادریس برای محاسبه تعداد سیکل های تنش های دوره ای یکسان مورد نیاز معادل جهت تولید همانقدر فشار آب حفره ای، به طور نامنظم ناشی از حرکت زمین در اثر زلزله، معرفی شده است.
تنش سربار قائم کل
تنش سربار قائم موثر
شتاب افقی زمین در ماکزیمم حالت
ضریب کاهش با ابتکار از آنجایی وارد محاسبات شد که برای انجام تحلیلهای پاسخ، اطلاعات کافی در خصوص ساختگاه وجود نداشت و می بایست شتاب در عمق موردنظر از تاریخچه شتاب ثبت شده بر روی سطح زمین تخمین زده می شد. در محاسبه ضریب کاهش تنش برشی به سبب برابری تنش کل قائم در هر دو حالت واقعی)خاک شکل پذیر (و تئوری )خاک صلب(، نسبت تنشهای برشی به صورت منطقی تبدیل به نسبت شتاب ها در دو حالت مذکور می شود و این در حالی است که در یک جسم صلب، شتاب در سطح و عمق با یکدیگر برابر می باشند.
ضریب تقلیل تنش()که بر طبق روابط زیر توسط تعیین می گردد( نمودار به دست آمده در شکل۴-۱ آمده است). معادلات زیر توسط برای تعیین ضریب تقلیل تنش ارائه شد.
۴-۲
۴-۳
۴-۴
۴-۵
شکل ۴-۱- فاکتور تقلیل تنش در برابر عمق به همراه خطوط میانگین(
۴-۳- ضریب مقاومت دوره ای
دومین گام در ارزیابی پتانسیل روانگرائی به دست آوردن عامل مقاومت می باشد.
به طور کلی دو روش برای به دست آوردن این عامل وجود دارد.
-۱ روش اول استفاده از تست های آزمایشگاهی می باشد.
-۲ روش دوم استفاده از روابط تجربی.
یکی از روش های معمول جهت به دست آوردن مقاومت برشی خاک آزمایشهای برش مستقیم و سه محوری می باشد. ولی به دلیل دست خوردگی نمونه در طی نمونه گیری و بازتحکیم، کاربرد این روشها با مشکل روبرو شده است. به علاوه از یک سو، انجام آزمون برش ساده دوره ای باکیفیت بالا بسیار پر هزینه و مشکل است و از سوی دیگر آزمون سه محوری تناوبی شرایط بارگذاری مربوط به عامل اصلی خرابی در بیشتر مسایل لرزه ای را به طور ناقص مدل میکند. البته با بهره گرفتن از روش های مناسب نمونه گیری از جمله روش نمونه گیری انجمادی و سپس انجام آزمون در دستگاه های برش ساده و برش پیچشی تناوبی با کیفیت بالا، میتوان این مشکلات را تا حدی بر طرف نمود. در این شرایط نوع خاک، شرایط در محل، تاریخچه زمین شناسی و لرز ه ای نهشته خاکی و شرایط تنش موثر اولیه به طور مناسبی در نظر گرفته می شود. اگرچه، سختی ها و هزینه های مرتبط با این روش های حساس، کاربرد آنها را فراتر از بودجه و هدف بسیاری از مطالعات مهندسی قرار داده است. از اینرو دستورالعمل های تجربی بر اساس ایجاد همبستگی میان بارگذاری لرزه ای، شاخص مقاومتی خاک در برابر روانگرایی از قبیل نتایج آزمایشهای نفوذی در محل و همچنین موارد تاریخی مشاهده شده از وقوع یا عدم وقوع روانگرایی شکل گرفتند. با توجه به توضیحات بالا در این تحقیق با بهره گرفتن از آزمایشهای تجربی (درجا) عامل مقاوم به دست آورده شد، آزمایشهای متداول درجا که در ایران برای ارزیابی پتانسیل روانگرائی به کار می رود در ادامه آمده است. و
۱-آزمایش نفوذ استاندارد[۱۳]
۲-آزمایش نفوذ مخروط۲
۳-آزمایش سرعت موج برشی۳
هرچند در سالهای اخیر روش های ۲و۳ به دلیل طبیعت پیوسته ای که از نیمرخ خاک و با دقت مناسب ارائه می دهد جایگاه مناسبی پیدا کرده اند ولی در حال حاضر ساده ترین روش جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی روش نفوذ استاندارد می باشد. به طور کلی جهت مقایسه این روشها میتوان به معایب و مزایائی اشاره کرد که در جدول ۴-۱آمده است.
جدول ۴-۱- معایب و مزایای آزمایشات متداول برجا جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی
ویژگی |
نوع آزمایش |
تست نفوذ استاندارد۱ |
تست نفوذ مخروط۲ |
تست سرعت برشی۳ |
اندازه گیریهای قبلی در ساختگاه های روانگرائی |
فراوان |
فراوان |
محدود |
نوع رفتار تنش کرنش تاثیرگذار بر آزمایش |
زهکشی اندک،کرنش بزرگ |
زهکشی اندک ،کرنش بزرگ |
کرنش کوچک |
کنترل کیفیت و تکرار پذیری |
ضعیف تا خوب |
خیلی خوب |
خوب |
نمایان سازی تغییرپذیری لایه های خاک |
مناسب برای آزمایشهای با فواصل کم |
خیلی خوب |
متوسط |
نوع خاکی که در آن این آزمایش پیشنهاد می شود |
غیر شنی |
غیر شنی |
تمام خاکها |
امکان نمونه گیری از خاک |
بله |
خیر |
خیر |
نوع اندازه گیری آزمایش:شاخص یا خاصیت مهندسی |
شاخص |
شاخص |
خاصیت مهندسی |
همانطور که در بالا توضیح داده شد CRR می تواند به عنوان مقاومت در مقابل تنش های دوره ای در نظر گرفته شود. منحنی های روانگرائی CRR برای زلزله با شدت ۵/۷ و حتی بیشتر از ۵/۷ توسعه پیدا کرده است و نامیده می شود. به منظور محاسبه CRR زمین لرزه ها با قدرت های مختلف، ضریب اطمینان در برابر روانگرائی بایستی در فاکتور مقیاس بزرگی (MSF) ضرب شود و یا CSR بر MSF تقسیم گردد. عامل مقاومت با بهره گرفتن از تست های نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط محاسبه میشود. روش به دست آوردن عامل مقاومت را با بهره گرفتن از نتایج آزمایشات نفوذ استاندارد در منطقه ارائه نمودند.
مراحل به دست آوردن عامل مقاومت با بهره گرفتن از روش به شرح زیر است.
۴-۳-۱- محاسبه عامل مقاومت با بهره گرفتن از نتایج آزمایشات SPT
این روش نخستین بار توسط هنگامیکه زلزله Good Friday در آلاسکا با بزرگی ۸ ریشتر و Niigata در ژاپن با بزرگی ۷/۵ ریشتر رخ داد مطرح شد. ایشان روشی را برای برآورد نسبت مقاومت دوره ای ماسه در زمین مسطح براساس داده های حاصل از آزمایش نفوذ استاندارد اختراع کرد این روش براساس مجموعه وسیعی از داده های عملکرد ماسه های هولوسن موجود در ساختگاههای عمدتا مسطح بوده است که تحت بارگذاری زلزله، وقوع یا عدم وقوع روانگرائی را تجربه کرده بودند. فرض وقوع روانگرائی براساس مشاهده عوارض سطحی نظیر جوشش ماسه و ترکهای زمین پایه ریزی شد.
محققان مختلفی در راستای اصلاح و تکمیل پارامترهای این روش پیشرفت های عمده ای را به وجود آوردند اما چهارچوب اصلی این روش بدون تغییر باقیمانده است .
بنابراین در ادامه مراحل ارزیابی پتانسیل روانگرائی بر اساس صورت اصلاح شده آن که توسط ارائه شده است، مورد بحث قرار داده می شود.
محققان در مرکز ملی تحقیقات مهندسی زلزله تغییراتی را نسبت به معیار آزمایش نفوذ استاندارد ارائه شده توسط پیشنهاد دادند. اولین تغییر در ادامه دادن خط مسیر منحنی پایه ماسه تمیز در مقادیر پائین بود به نحوی که این امتداد خمیده، محور CRRرا در حدود۰/۰۵ قطع کند (شکل ۴-۲).و
رخداد ضوابط ارزیابی مقاومت روانگرائی براساس داده های عدد نفوذ استاندارد، در طی سالها گسترش پیدا کرده و با اصلاح و تکمیل جنبه های مختلف به ابزارهای قدرتمندی تبدیل شده اند. اما همچنانکه در شکل )۴-۲( نیز مشخص است بیشتر این معیارها در برگیرنده نمودار تغییرات CSR در برابر می باشند.
شکل( ۴-۲)-منحنی پایه ماسه تمیز SPTبرای زلزله به بزرگای ۷/۵ همراه با داده های تاریخچه موردی روانگرائی(اصلاح شده رابطه ارائه شده توسط)
مراحل مختلف آنالیز روانگرائی به شرح زیر است:
مرحله اول: تصحیح اطلاعات عدد نفوذ استاندارد
به طور کلی باتوجه به اینکه آزمایشات انجام شده صحرائی می باشد و با توجه به شرایط از وسیله های مختلفی جهت انجام آزمایش استفاده می شود بایستی عوامل تاثیر گذار بر نتیجه آزمایش را بررسی نموده و اثرات ناشی از هرکدام از آزمایشات را اعمال کرد. از مهمترین عوامل تاثیرگذار به نتایج آزمایشات می توان به عوامل آمده در جدول ۴-۲ اشاره کرد، که در آن هم عامل اثر گذار و نیز مشخصه متغیر دستگاه و عبارت مورد نظر جهت نشان دادن آن و نیز مقدار اصلاح یا رابطه لازمه جهت اصلاح آن آمده است.
جدول ۴-۲- اصلاحات عدد نفوذ استاندارد ( ).
ضریب |
مشخصه متغیر دستگاه |
عبارت |
اصلاح |
فشار سربار |
- |
CN |
|
نسبت انرژی |
چکش دونات |
CE |
۰/۵تا ۱ |
چکش ایمنی |
۰/۷ تا ۱/۲ |
چکش دونات اتوماتیک |
۰/۸ تا ۱/۳ |
قطر گمانه |
۶۵ تا ۱۱۵ میلی متر |
CB |
۱ |
۱۵۰میلی متر |
۱/۰۵ |
۲۰۰میلی متر |
۱/۱۵ |
طول میله |
کم تر از ۳متر |
CR |
۰/۷۵ |
۳ تا ۴ متر |
۰/۸ |
۴ تا ۶ متر |
۰/۸۵ |
۶ تا ۱۰ متر |
۰/۹۵ |
۱۰ تا ۳۰ متر |
۱ |
روش نمونه گیری |
نمونه گیر استاندارد |
CS |
۱ |
نمونه گیر فاقد پوشش داخلی |
۱/۱ تا ۱/۳ |
داده های به دست آمده از تست نفوذ استاندارد بایستی جهت تنش سربار و انرژی موثرناشی ازتجهیزات آزمایشی تصحیح گردد.
تعیین شمارش ضربات SPT تصحیح شده با بهره گرفتن از اطلاعات خام SPT که تحت عنوان می باشد و به طریق زیر محاسبه می گردد.
۴-۶
N : تعداد ضربات خام SPT
CER : تخمین درصد انرژی تقسیم بر ۶۰ (با این پیش فرض این مقدار برابر ۱ است.)
CN : ضریب تصحیح تنش سربار که با فرمول روبرو محاسبه می گردد.
CB: قطر گمانه
CS: روش نمونه گیری
CR: طول میله
۴-۷
که Pa( فشار اتمسفر۱) و تنش یا فشار سربار عمودی موثر بر حسب در زمان حفاری و آزمایش می باشد.
- با بهره گرفتن از نتایج تعدادی از آزمایشهای انجام شده بر روی نمونه های ماسه ای بزرگ که تحت تاثیر فشار همه جانبه مختلفی قرار داشتند، منحنی CN را در مقابل تنش موثر سربار که در شکل ۴-۳ آمده است رسم نمود، که با بهره گرفتن از آن می توان مقدار CN را به دست آورد.
شکل ۴-۳- منحنی های CN مربوط به ماسه های مختلف بر اساس داده های آزمایشگاهی و محلی به همراه منحنی CNبه دست آمده از معادله ۷-۴ -.
مرحله دوم - تصحیح اثر میزان ریز دانه در تست نفوذ استاندارد :
در استخراج رابطه اولیه خود به یک افزایش آشکار در نسبت مقاومت تناوبی پی بردند، اینکه آیا این افزایش به علت افزایش در مقاومت روانگرائی روی می دهد و یا کاهش در مقاومت نفوذ، روشن نیست. بر این اساس سید و همکاران منحنی های CRR را برای مقادیر مختلف ریزدانه ارائه کردندکه در شکل۴-۲ نشان داده شده است.
با توجه به اینکه بیشتر محاسبات براساس ماسه تمیز است بنابراین جهت اصلاح یا در نظر گرفتن ریزدانه هایی مانند رس و سیلت در این منحنی ها شمارش ضربات بایستی به دلیل در نظر گرفتن محتویات ریزدانه های موجود تصحیح شود.
برای ساده سازی موضوع، می توان گفت که خاک شامل ریزدانه ها در مقابل روانگرائی مقاومت بیشتری نسبت به ماسه تمیز دارد . بنابراین تعداد ضربات تست نفوذ استاندارد بایستی برای خاک محتوی ریزدانه افزایش پیدا کند، که این افزایش همان مقاومت در برابر روانگرایی است. تصحیح میزان ریزدانه روش مطرح شده توسط سید و ادریس بود که به طریق زیر انجام می شود.
۴-۸
،
،
اگر میزان ریزدانه مابین ۵ درصد و ۳۵ درصد باشد از روابط ۴-۹ و ۴-۱۰ به دست می آیند.
۴-۹
۴-۱۰
که FC محتویات ریزدانه ها به درصد است .
مرحله سوم : محاسبه
به منظور به دست آوردن مقاومت روانگرائی به گونه ایکه با رابطه هماهنگی داشته باشد منحنی پایه ماسه تمیز را به همراه منحنی های مربوط به ریزدانه های ۱۵ درصد و ۳۵ درصد ارائه دادند. این منحنی ها برای تاریخچه موردی و زلزله های بابزرگی ۵/۷ و تنش موثر قائم یک اتمسفر استخراج شده اند.
با بهره گرفتن از و منحنی های مربوط به شکل۴-۲ تعیین می گردد. این منحنی، منحنی پایه ای ساده شده است که جهت به دست آوردنCRR (و با بهره گرفتن از اطلاعات تست نفوذ استاندارد و همراه با اطلاعات تجربی روانگرائی) توسط توصیه شده است.
همانطور که در بالا ذکر گردید روش مربوطه بر مبنای روش و دیتاهای حاصل از آزمایش نفوذ استاندارد است. مقدار ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی از تقسیم ضریب مقاومت دوره ای بر ضریب تنش دوره ای به صورت زیر محاسبه می گردد.
۴-۱۱
برآوردی از روانگرایی لایه ها می تواند با بهره گرفتن از روش ارائه شده توسط مرکز ملی تحقیقات مهندسی زلزله و به وسیله برنامه روانگرائی[۱۴] انجام گردد. بایستی اینرا در نظر گرفت که این نرم افزار نمی تواند در داده های ورودی قواعدهای چینی را در نظر بگیرد. همچنانکه در فصل ۵ آمده است داده های ورودی برای لایه های غیر روانگرا، مطابق معیار چینی محتویات ریزدانه ۱۰۱% لحاظ شده است.
۴-۳-۲-محاسبه CRR با بهره گرفتن از نتایج تست نفوذ مخروط(روش روبرتسون و راید)۲
این روش در سال ۱۹۹۷ در یک کارگاه مرکز ملی تحقیقات مهندسی زلزله منتشر شد. این روش شاخص نوع رفتار خاک( IC )را به کار می گیرد. یک روش تکراری به کارگرفته شده برای یافتن( IC ) تصحیح شده وجود دارد که همین باعث می گردد که این روش، روش طاقت فرسائی برای محاسبات دستی باشد اما برای استفاده از برنامه های کامپیوتری روش ساده ای است اول از همه ( IC )تصحیح شده با روش تکراری در مرحله یک محاسبه می شود در مرحله ۲ مقاومت صفحه ای کوچک تصحیح شده محاسبه می گردد. در مرحله سوم مقاومت کوچک تصحیح شده برای مقدار ریزدانه موجود در ( IC ) تصحیح می شود. فاکتور تصحیح محتویات ریزدانه به نوع شاخص رفتار خاک بستگی دارد. در مرحله ۴ نیز تعیین می شود.
مرحله ۱) روند محاسبه شاخص نوع رفتار خاک Ic
توان تنش) n (برای Q در فرمول زیر بستگی به نوع خاک دارد. بنابراین یک فرایند با روند تکراری مورد نیاز است، جهت محاسبه Ic و n یا نوع خاک می توان با بهره گرفتن از چاه گمانه نزدیک به چاله های CPT حدس زده شود. مقدار توان n از ۰/۵برای خاک های دانه ای و ۱ برای خاکهای رسی متغیر است. در محاسبات برنامه ای با فرض اینکه خاک رس است محاسبات شروع می شود. (توان تنش (n=1) محاسبات زیر را ببینید) جهت محاسبه Ic با بهره گرفتن از فرمولهای زیر داریم.
۴-۱۲
۴-۱۳
۴- ۱۴
اندازه مقاومت صفحه کوچک (نوک)
: اندازه اصطکاک دیواره
:تنش سربار قائم کل
تنش سربار قائم موثر
:Q مقاومت صفحه ی کوچک نرمال شده
: ضریب اصطکاک دیواره
اگر خاک احتمالا رسی بوده و فرض درست بوده است در این حالت خاک ما یا خاک رسی قوی است و یا اینکه غنی از خاک رس است و یا اینکه پلاستیک است برای جاری شدن در این حالت مرحله دو را بایستی انجام داد.
اگر باشد فرض اولیه ما در مورد Ic غلط بوده و بایستی دوباره محاسبات بالا را بایستی انجام داد در این حالت n را برابر ۰/۵ گرفته و ضروریست محاسبات برای Q و Ic تکرار گردد.
اگر در محاسبه مجدد فرض اولیه درست بوده و خاک احتمالا غیر پلاستیک و دانه ای است و بایستی سراغ مرحله ۲ رفت.
اگر در محاسبه مجدد باشد این نشان دهنده فرض اشتباه بوده و خاک احتمالا سیلتی است و IC بایستی دوباره با بهره گرفتن از فرمول بالا محاسبه گردد و در این حالت n=0/7 که مشخصه برای خاک سیلتی است.
( توان تنش برای خاک های سیلتی)
مرحله ۲) مقاومت صفحه کوچک نرمال شده
مقاومت صفحه کوچک تصحیح شده با فرمول زیر محاسبه می گردد.
۱۵-۴
ط
که
n : برابر است با توان به کار رفته (n) در فرمول برای Ic در مرحله اول
: qc مقاومت صفحه کوچک اندازه گیری شده
CQ : برای مناطق کم عمق نبایستی بیشتر از ۷/۱باشد .
: فشار سربار قائم موثر
مرحله ۳ : تصحیح ریزدانه مقاومت کوچک صفحه ای :
از آنجائیکه منحنی روانگرائی بر مبنای ماسه تمیز است مقاومت صفحه کوچک تصحیح شده بایستی باز هم برای محتویات ریزدانه تصحیح شود. مقاومت نفوذپذیری نرمال شده برای ماسه با رس و یا سیلت توسط مقدار ماسه تمیز معادل با بهره گرفتن از رابطه زیر تصحیح گردد.
۱۶-۴
که:
رابطه ۴-۱۷
۴-۱۷
مرحله ۴ ) محاسبه
در مقابل منحنی روانگرائی مقاومت صفحه کوچک تصحیح شده CPT ( مطابق شکل ۴-۴ ) با تقریبی از فرمول زیر محاسبه می گردد.
شکل۴- ۴-منحنی به دست آوردن ضریب مقاومت روانگرائی
اگر کمتر از ۵۰ باشد از رابطه ۴-۱۸ به دست می آید.
۴-۱۸
اگر مابین ۵۰ و ۱۶۰ باشد از رابطه ۴-۱۹ به دست می آید.
۴-۱۹
روند کلی عامل تعیین نسبت عامل مقاومت براساس داده های CPTو مطابق با پیشنهاد به طور خلاصه و گام به گام در شکل ۴-۵ آمده است.
توان تنش در حالتهای مختلف ) ۱و ۵/۰و ۷/۰ (برای Q بستگی به نوع خاک دارد. بنابراین یک فرایند با روند تکراری مورد نیاز است، جهت محاسبه Ic و توان متناسب یا نوع خاک می توان با بهره گرفتن از چاه گمانه نزدیک به چاله های CPT حدس زده شود. مقدار توان Q از ۵/۰ برای خاک های دانه ای و ۱ برای خاکهای رسی متغیر است. این محاسبات بیشتر توسط برنامه های کامپیوتری با یک روند تکراری صورت می گیرد، در این محاسبات با فرض اینکه خاک رس است محاسبات شروع می شود.(توان تنش یک در نظر گرفته شده است).
CPT
شاخص خاک در این محدوده بیانگر رس است
شکل۴- ۵- روندنمای تعیین نسبت مقاومت تناوبی براساسCPT با پیشنهاد().
۴-۴- تصحیح مربوط به تنش سربار برای به دست آمده بر مبنای تستهای نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط
تصحیح شده برای تنش سربار قائم از دو روش تست استاندارد و تست نفوذ مخروط بر طبق روش زیر به دست می آید.
۴-۲۰
: فاکتور تصحیح برای تنش برشی اولیه که برابر با ۱ است. در سال ۱۹۹۷ مرکز ملی تحقیقات مهندسی زلزله، گروهی که در همین زمینه تحقیق می کردند، نتیجه گرفتند که استفاده از در عملیات مهندسی زمین لرزه های ژئوتکنیکی توصیه نمی شود.
: فاکتور تصحیح برای تنش سربار که در شکل ۴-۶ داده شده است.
- شکل ۴-۶- فاکتور تنش سربار تصحیح شده
برآورد ارزیابی لایه های مشکوک به روانگرائی با بهره گرفتن از روشی روبرتسون و راید را میتوان توسط نرم افزار روانگرائی انجام داد. و این را در نظر داشته باشید که این نرم افزار نمی تواند معیارهای چینی را که در فصل قبل بیان شد لحاظ کند. بنابراین در ورود داده ها بایستی برای لایه های غیر روانگرا محتویات ریزدانه را ۱۰۱ قرار داد.
۴-۵-ضریب اطمینان
هنگامیکه با بهره گرفتن از تست نفوذ مخروط و تست نفوذ استاندارد به دست آمد ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی F.S با تقسیم بر CSRM محاسبه می گردد.
۴-۲۱
: CSRM دامنه تصحیح شده فاکتور دامنه
[۱۵]MSF ارائه شده توسط مرکز تحقیقات ملی زلزله در سال ۱۹۹۷به صورت زیر است.
۴-۲۲
اگر F.S<1 باشد ، لایه قرار گرفته شده در عمق مربوطه ، روانگرا خواهد بود.
فاکتور دامنه برای تنظیم مقدار برای دامنه های کوچکتر یا بیشتر از ۷/۵ استفاده می شود. مقادیر ضریب سنجش توسط محققین مختلفی در شکل۴-۶ نشان داده شده است. فاکتور دامنه داده شده در سال ۱۹۹۷توسط یود و نوبل به صورت زیر است.
۴-۷- نمودار ضرایب مقیاس بزرگا ارائه شده توسط محققان مختلف.
۴-۶- آنالیز نشست مربوط به روانگرائی
برای آنالیز نشست، نهشته خاک به لایه های خیلی باریک تقسیم شده و آنالیز نشست برای هر لایه صورت می گیرد. به طور کلی بایستی محاسبات در دو بخش صورت پذیرد که شامل نشست خاک خشک و نشست خاک اشباع می باشد. خاکی که بالا و پائین سفره آب زیرزمینی هستند به ترتیب به خشک و اشباع بودن اشاره دارد. نشست کل در یک عمق مشخص مجموع نشست های خشک و اشباع خاک است. میزان نشست کل تحت اثر عامل زلزله به بزرگای ۷ ریشتر و ماکزیمم شتاب توسط نرم افزار روانگرائی و با بهره گرفتن از روش های سید و ادریس و روبرتسون و راید به دست آمده است. نتایج مربوط به این آنالیزها در پیوست های الف و ب آمده است.
۴-۷- تراکم دینامیکی به عنوان یکی از راه های بهبود در صورت وقوع روانگرائی
تراکم دینامیکی شامل انداختن وزنه های سنگین بر روی زمین و در منطقه ای است که قرار است متراکم شود، می باشد، ریشه و سابقه این روش به زمان امپراتوری رُم بر می گردد که این روش در اواخر سال ۱۹۶۹ به عنوان یک روش جهت متراکم کردن خاک در ادبیات دهه ۶۰ آمده است.
طرح تراکم دینامیکی به عنوان روش دیگر تقویت زمین و یک روش که به کرّات در جهت تراکم بخشیدن به ساختگاهها استفاده شده است. در این بین جواب زمین به این ضربات در روش مورد نظر بسیار مهم و حائز اهمیت است. بخش مهندسی طرح بایستی همیشه قضاوت خوبی را جهت پشتیبانی از طرح خود و یا تغییر در طرح اولیه داشته باشد.
۴-۷-۱- ارزیابی اولیه
مراحل زیر جهت ارزیابی اولیه برای تعیین پارامترهای مورد نیاز برای طراحی تراکم دینامیکی پیشنهاد می گردد.
۴-۷-۱-۱- مطالعات ژئوتکنیکی
خصوصیات ضخامت و گسترش لایه های ضعیف تقریباً شناخته شده هستند که این معمولاً با گمانه زدن در خاک و استفاده از روش های نفوذ استاندارد و یا نفوذ مخروط و یا با سایر تستهای آزمایشگاهی و صحرایی تعیین می گردد.
۴-۷-۲- برآوردی از نیازمندی های طراحی
هنگامیکه مسجل شد که روانگرائی اتفاق می افتد بایستی پارامترهای خاک روانگرا بهبود پیدا کند به طوری که روانگرایی اتفاق نیفتد. بطور کلی برای ارزیابی حداقل مقاومت مورد نیاز خاک دو معیار می تواند معرفی شود.
الف-بر مبنای معیار مقادیر نفوذ استاندارد
ب- بر مبنای معیار نفوذ مخروط
۴-۷-۲-۱- طراحی مورد نیاز بر مبنای تست نفوذ استاندارد
آئین نامه ژاپن در سال ۲۰۰۲[۱۶] حداقل مقدار نفوذ استاندارد را برای جلوگیری از روانگرایی پیشنهاد کرد، در این روش آمده است که تراکم انجام شده بایستی به نحوی باشد تا مقادیر N معادل افزایش و خاک مورد مطالعه در محدوده مورد تائید قرار بگیرد. برای دستیابی به این حداقل کارائی مورد نیاز بایستی یک آنالیز اولیه مهندسی انجام گردد تا مشخص شود که این مقدار حداقل عدد نفوذ استاندارد چقدر باشد که خاک در حالت غیرروانگرا در یک شدت زمین لرزه بخصوص قرار گیرد. در این حالت می توان گفت که تراکم دینامیکی برای رسیدن به حداقل انرژی، جهت دستیابی به حداقل مقدار نفوذ استاندارد مطلوب طراحی می شود .
مراحل کلی محاسباتی به صورت زیر توضیح داده میشود .
برطبق روش OCDI جهت به دست آوردن شتاب معادل هر لایه به صورت زیر عمل می شود.
۴-۲۳
در این معادله ماکزیمم تنش برشی با بهره گرفتن از معادلات سید و ادریس محاسبه می شود.
۴-۲۴
با قراردادن ۴-۲۳ در ۴-۲۴ معادله به صورت ۴-۲۵ در می آید.
۴-۲۵
مقادیر N معادل مورد نیاز برای دستیابی به شرایط روانگرا یا غیر روانگرا در شکل ۴-۸ آمده است.
شکل ۴-۸-تغییرات مقادیر عدد نفوذ استاندارد با عمق براساس تغییرات ریزدانه۲۰۰۲(OCDI)
۴-۷-۲-۲-طراحی مورد نیاز بر مبنای تست نفوذ مخروط
روش راید و روبرتسون که بر مبنای اطلاعات تست نفوذ مخروط است بایستی جهت ارزیابی نیازمندیهای طراحی بکار رود.
بعد از تراکم و تقویت زمین، بایستی مقاومت مخروط در آزمایش تست نفوذ مخروط در مطالعات مربوط به ارزیابی پتانسیل روانگرائی لایه های مختلف در نظر گرفته شود. به عنوان یک روش جایگزین این احتمال وجود دارد که کمترین مقدار برای تست نفوذ مخروط بر مبنای نتایج تست نفوذ استاندارد مطرح گردد. در این متن گرافهای مختلفی جهت تصحیح مقادیر عددی تست نفوذ استاندارد و مقاومت مخروط( ) اندازه گیری شده در تست نفوذ مخروط وجود دارد. معادله نمایش داده شده در زیر رابطه بین عدد نفوذ استاندارد و مقاومت مخروط ( ) را نشان می دهد.
۴-۲۶
که ضریب ضریبی است که به متوسط سایز ذرات خاک بستگی دارد تغییرات وتفاوت مقادیر این ضریب در شکل ۴-۹ و جدول ۴-۳ ارائه شده است، واحد Cf در شکل ۴-۸ و جدول ۴-۳به ترتیب و است.
۴-۹-تغییرات با متوسط اندازه دانه ها
جدول ۴-۳-ارتباط بین تست نفوذ مخروط و تست نفوذ استاندارد
فصل پنجم
ارزیابی ساختگاه پروژه اسکله شهید رجائی و سیستم سازه ای آن از دیدگاه ژئوتکنیکی
۵-۱- مقدمه
در فصول قبل تاریخچه و روش های لازم جهت به دست آوردن معیارهای لازم جهت طراحی اسکله دیافراگمی با بهره گرفتن از ارزیابی اطلاعات ژئوتکنیکی مطرح گردید، در این فصل با بهره گرفتن از روش های ذکر شده در فصلهای قبل بخشی از بندر شهید رجائی مورد بررسی قرار میگیرد. در ادامه سطوح مختلف سایت و کاربردهایشان و نیز موارد مورد نیاز بهبود زمین جهت دستیابی به معیارهای طراحی برآورد شده است، مبنای طراحی اسکله شهید رجائی بر اساس بررسی ژئوتکنیکی خاک منطقه و ارزیابی پتانسیل روانگرائی و راهکار لازم جهت کاهش آن می باشد.
در فازهای قبلی ساخت بندر شهید رجائی عملیات مختلفی جهت بررسی سایت صورت گرفته است که در نتیجه اطلاعات خوب و ارزشمندی برای قضاوت بر روی شرایط خاک پشت دیوارهای اسکله و محوطه سایت موجوداست. هرچند از اطلاعات فازهای قبلی استفاده شده است لیکن ضروریست یکسری اطلاعات ژئوتکنیکی جهت مشخص کردن عمق بهبود انجام گردد، بنابراین این تحقیق بر مبنای اطلاعات فازهای قبلی و حال می باشد. در نهایت یکسری الگوهای کوبش جهت بهبود خاک محل ساختگاه پروژه در راستای جلوگیری از خرابی و نشست ناشی زلزله ارائه خواهد شد.
۵-۲-سایت مورد مطالعه
سایت مورد بحث در استان هرمزگان، شهر بندر عباس، بخش غربی بندر شهید رجائی قرار گرفته است (محدوده جغرافیائی سایت در شکل ۵-۱ نشان داده شده است). تراز موجود در بخش های مختلف سایت مورد بررسی ۵/۴+نسبت به تراز سطح دریا می باشد.در شکل ۵-۲ پلان مربوط به محدوده های کلی سایت (شامل سایت در حال بررسی و فازهای قدیمی تکمیل شده ) مورد بررسی نشان داده شده است.
شکل ۵-۱- محدوده جغرافیائی سایت مورد مطالعه
شکل ۵-۲- پلان موقعیت سایت جدید و فازهای قبلی انجام شده
در شکل ۵-۳ بارهای زنده طراحی، معادل با شرایط بارگذاری در قسمت های مختلف پشت دیواره دیافراگمی آمده است.
شکل ۵-۳-بار طرح معادل در پشت دیواره اسکله
برای دید بهتر در مورد این قسمت از سایت مورد بررسی ۲ مقطع مختلف از سطح در شکل های ۵-۴ و۵-۵ آمده است.
شکل ۵-۴- قسمتهای مختلف مربوط به محدوده سایت و تجهیزات مستقر در هنگام بهره برداری در بخش جرثقیل کانتینربر مستقر در محدوده اسکله
بر طبق شکل ۵-۴ بخش های مختلف سایت شامل فضای اشغال شده توسط کشتی و جرثقیل های حمل بار از کشتی به ساحل وساحل به کشتی، سازه های مورد نیاز، کانتینرهای روی هم(به تعداد ۵ عدد) و جرثقیلهای چرخ لاستیکی که مقدار کمی از آن در محدوده مورد بررسی قرار گرفته است.
شکل ۵-۵- قسمتهای مختلف بارگیری و باراندازی فله ای مستقر در محدوده اسکله
همانطور که در مقطع شکل ۵-۵ مشخص است در این بخش هیچگونه جرثقیل اسکله ای وجود نداشته و عملکرد به صورت جابجائی مواد فله ای می باشد.
۵-۳- بارگذاری و تغییر شکل
همانطور که در مقاطع آمده در شکلهای ۵-۴ و۵-۵ مشخص است بخش های مختلف در سطح سایت مورد بررسی در نظر گرفته شده است که شامل ریلها، جرثقیل از کشتی به ساحل، راه های دسترسی، ساختمان، محدوده حرکتی جرثقیلهای چرخ لاستیکی و محوطه ذخیره کانتینرها می باشد.
هرکدام از این قسمت ها، بارگذاری مربوط به خود را دارند و بایستی این بارگذاریها به حدی باشند که باعث تغییر شکلهائی نگردد که به سازه لطمه بزند و بهره برداری را دچارمشکل کند، حرکت نسبی بین ریل جرثقیلها بر مبنای آنالیز دینامیکی و ارزیابی این مقادیر در مقایسه با محدوده مجاز خارج از این بحث بوده و بایستی به طور جداگانه در بحث مربوط به بارگذاری مطرح گردد.
۵-۴- نشست
این محدودیت های مربوط به نشست ها برای بخش های مختلف از محوطه کانتینری به قرار زیر می باشد.
۵-۴-۱ جرثقیل کشتی به ساحل
این جرثقیل معمولا دارای ۴ پایه بوده که با چرخ هائی در تماس با ریل ها می باشد.حساسیت حرکت چرخها به حدی است که اگر حرکت زیاد باشد از سرویس خارج شده و خدمات نمی دهد. بنابراین بایستی فوق العاده احتیاط کرد و این احتیاط را با تامین یک پایه صلب می توان حاصل کرد.
در این پروژه پایه های سمت دریای جرثقیل بر روی دیواره دیافراگمی قرار دارد که خود صلب بوده و هیچ نشستی نخواهد داشت، پایه های دیگر که در سمت خشکی قرار دارند بایستی به گونه ای کنترل گردندکه روی یک فونداسیون قوی باشند و جلوی نشست گرفته شود. این مهم توسط یک پی عمیق مانند شمع ها صورت می گیرد، یک فونداسیون شمعی می تواند بارهای وارده را به لایه های عمیق تر انتقال داده و از تغییر شکل عمودی جلوگیری کند ، بنابراین در قسمتی که پایه های جرثقیل بر روی دیواره دیافراگمی قرار دارد نیاز به سازه جدیدی نبوده زیرا مشکل نشست وجود ندارد.
۵-۴-۲- مسیرهای دسترسی
فونداسیون مسیرهای دسترسی شامل لایه های مختلفی مانند سابگرید و ساب بیس و بیس و بلوک چینی می باشد، ضخامت درنظرگرفته شده برای هر یک از این لایه ها میزان بار ترافیکی وارده را پوشش خواهد داد، ظرفیت باربری و تغییر شکل این جاده ها به کیفیت لایه هاو تراکم آنها بستگی دارد که آنرا با آزمایش CBR کنترل می کنند، کمترین CBR برای سابگرید ۱۰ الی ۲۰ درصد است و این مقدار به راحتی توسط ترافیک نرمال و بعضا هر خاکی قابل دسترس است، از این رو جهت بهبود خاک نیاز به اجرای لایه مخصوصی نیست.
۵-۴-۳- محوطه ذخیره سازی کانتینر
در محدوده ذخیره سازی کانتینرها برای محدود کردن نشست کانتینرها بایستی نشست هر بلوک در نظر گرفته شود. برای سطحی که کانتینرها ذخیره می شود ماکزیمم نشست برای دوران (نشست نسبی) می باشد که مقدار Lبرابر است با فاصله بین ردیف های همجوار که به صورت دیفرانسیلی با هم اختلاف دارند. می گوید که می توان مقادیر بیشتری برای نشست های متقارن و برای سازه های با رواداری بیشتر استفاده کرد.
برای محاسبه نشست کانتینرها همانطور که در شکل ۵-۶ نشان داده شده است در محدوده پشت دیواره دیافراگمی یک مدل ژئوتکنیکی ساده در نظر گرفته شده است. این مدل یک مدل واقعی و براساس لایه های موجود در سایت می باشد که در بخش های بعد در مورد لایه های موجود که در اثر آزمایشهای ژئوتکنیکی مشخص شده است به تفصیل توضیح داده می شود.
شکل ۵-۶-یک مدل ژئوتکنیکی ساده جهت محاسبه نشست در زیر محوطه کانتینری
هرچند از آنجائیکه شیب کف دریا از شمال به جنوب بوده و لایه های متراکم در ارتفاع های بالاتر هستند بنابراین مقادیر کمتری برای نشست پیش بینی می شود. آنالیز کلی نشست مطابق ۲ منطقه کانتینری با اندازه های متفاوت(طول های ۴۰ و ۲۰فوت و با عرض یکسان ۸فوت) انجام شده است. بار معادل برای ۵عدد کانتینر فول بر روی همدیگر برابر می باشد. نشست ناشی از تحکیم به دلیل تحکیم لایه رسی- سیلتی به دلیل وجود بارهای عبوری ( بارهائی مانند بار جرثقیل و بار ترافیکی در مقام مقایسه با بارکانتینرها ) که در طول ساخت بر روی آن تردد داشته اند را می توان نادیده گرفت. نشست الاستیک را می توان با معادله زیر تخمین زد.
۵-۱
پارامترهای آمده در رابطه ۵-۱ به شرح زیر می باشند.
B : کوچکترین ابعاد جانبی کانتینر(cm)
µ : ضریب پواسون
: مدول الاستیک خاک
: شاخص شکل(این ضریب بستگی به ابعاد کانتینر و عمقی که قرار گرفته اند دارد.)
: فاکتور عمق
با توجه باینکه لایه های خاک یکسان نیستند، بنابراین ضروریست که یک متوسط حساب گردد.
۵-۲
به این ترتیب برای محاسبه ماکزیمم مقدار نشست نسبی مقدار ۵۰ درصد ماکزیمم کل نشست الاستیک در نظر گرفته می شود. ترزاقی و پیک پیشنهاد کردند که نشست نسبی غیرمحتمل است که از ۷۵ درصد مقدار ماکزیمم کل نشست عبور کند، بنابراین مقدار نشست نسبی با عنوان ۷۵ درصد ماکزیمم نشست انتخاب شده اند که به پیشنهاد ترزاقی و پیک محافظه کارانه است.
به این ترتیب نشست الاستیک سطح زمین برای هرلایه می تواند حساب شود، که با مجموع نشست هر لایه با همدیگر مقدار نشست الاستیک بدست می آید. بنابراین اضافه بر آنالیز مذکور روش چمرت من[۱۷] هم برای محاسبه نشست کل بکار می رود، که نتایج آنالیز برای این روش در جدول ۵-۱ آمده است.
ابعاد کانتینر |
بار گسترده (KN/m2) |
نشست کل (میلیمتر) |
نشست دیفرانسیلی(میلیمتر) |
مدول الاستیسیته میانگین |
روش چمرت من |
مدول الاستیسیته میانگین |
روش چمرت من |
۴۰×۸ |
۶۰ |
۷/۴ |
۴/۲ |
۵/۶ |
۳/۲ |
۲۰×۸ |
۶۰ |
۸/۳ |
۳/۴ |
۶/۲ |
۲/۶ |
جدول شماره۵- ۱- نشست در زیر کانتینرها
با در نظرگرفتن اینکه نشست در لایه های رسی عمدتا به دلیل تحکیم است نتایج نشستها از محاسبات الاستیک با عنوان کل نشست به نشست ناشی از تحکیم اضافه شده است که در جدول ۵-۱ آمده است. داده های نشست نسبی بر مبنای ۷۵ درصد ماکزیمم کل نشست محاسبه شده است. آنالیز نشست نشان میدهد که در شرایط استاتیک کانتینرها نشست مجازی دارند و توجه خاصی نیاز نیست. نکته مهم قابل بیان اینست که در این آنالیز صلب بودن و اثرات لایه ساب بیس و بیس در نظر گرفته نشده است، برای مثال لایه بیس که شامل ۴۵ سانتیمتر لایه بتنی و صلب بوده و در نهایت میتواند نشست جزئی کل را کاهش دهد، درنظر گرفته نشده است.
۵-۴-۴- جرثقیل دروازه ای چرخ لاستیکی
این نوع از جرثقیل بر روی ریل کار نمی کند، بنابراین از حساسیت کمتری نسبت به جرثقیل مربوط به دیواره دیافراگمی که به یک سطح صلب نیاز دارد برخوردار است و نیازمند این نیست که تلورانس یامحدودیتی برای نشستهای نسبی قائل شد.
۵-۴-۵- ساختمان
توصیه های زیادی در خصوص بارگذاری نهائی و نسبی ناشی از نشست های نسبی ساختمانها که مرتبط با نوع سازه و سرویس آنهاست وجود دارد. میزان نشست سازه با نوع و ابعاد فونداسیون کنترل می گردد، با توجه باینکه سازه های به کار رفته در بندر سازه های سبک یا مطبوعی (با توزیع بار گسترده ) هستند، بنابراین نشست و نشست نسبی محدودیت های قابل قبول نشست را تامین میکند.
۵-۵- بارهای طراحی
بارهائی که در نظر گرفته میشوند در بخش های مختلف زیر معین میگردد.
۵-۵-۱- جرثقیل کانتینربر از دریا به ساحل
به دلیل انتخاب جرثقیل کانتینری که می تواند بعد از طراحی کارهای سیویل ساخته شود اطلاعات داده شده بارگذاری به صورت زیر می تواند برای طراحی اولیه به کار رود، دو پایه طرف دریا در ماکزیمم بارگذاری در حالت کار یا سرویس هستند در شرایط طوفانی ماکزیمم بارها به اندازه یکی از گوشه های چهار پایه هاست، بیشترین مقدار با توزیع بار گسترده است که به ابعاد و نوع جرثقیل بستگی دارد.
۵-۵-۲- جرثقیل دروازه ای چرخ لاستیکی
انواع مختلفی از جرثقیلهای چرخ لاستیکی در بازار موجود است. جرثقیل های دروازه ای بزرگ برای جابجائی کانتینر می تواند فشار ناشی از باربری هرچرخ آن و با فشار تماسی برابر با باشد.
۵-۵-۳- بارهای خارج از اسکله منطقه محموله
در قسمت پشتی دیواره دیافراگمی پیش بینی می گردد که فضای موجود، برای حمل ونقل خودروها و ذخیره سازی کانتینرها (دوکانتینر پر بر روی همدیگر) استفاده شود. بارهایی که به این فضا وارد می شود مطابق مقادیر زیراست.
روشنایی برای حمل و نقل
حمل ونقل عمومی(تراک)
بار متفرقه
۲عدد کانتینر به صورت پر
تجهیزات چند منظوره
۵-۵-۴- محوطه بار اندازی کانتینرها
بار محوطه کانتینری که ماکزیمم ۵ عددکانتینر به صورت پر بر روی سطح ذخیره می شود، می تواند مطابق زیر محاسبه گردد. هر چند بعید به نظر میرسد که همه کانتینرها در محل ذخیره سازی به صورت پر بارگیری شده باشند، بنابراین جمع ماکزیمم ناخالص این ۵ عدد بر روی همدیگر به وسیله یک ضریب، به نام ضریب کاهشی ، کاهش پیدا میکند.
مطابق استاندارد برای ۴ عدد کانتینر پر بر روی همدیگر می باشد. با در نظر گرفتن فاکتور کاهشی برای ۵ کانتینر مقدار بار برابر می باشد.
۵-۵-۵- ساختمان
بار معادل برای سازه های مطبوع برآورد شده است.
۵-۵-۶- بارهای دیگر
بر طبق استاندارد مقدار مجازی که برای بارهای استاتیک اضافی وجود دارد ازتجاوز نمیکند (لازم به ذکر است در این مقدار، تصحیح اثر جرثقیل در هنگام عملیات در نظر گرفته شده است).
در نهایت در خصوص قسمت های مختلف بارگذاری در محدوده های مشخص شده، بارگذاری سطح به دو قسمت زیر تقسیم می شود.
در حد فاصل دیواره دیافراگمی و تیرعقب، ماکزیمم باری که میتواند بر روی آن وارد آید است.
برای محوطه کانتینری پشت دیواره دیافراگمی و منطقه دو در سایت، بار طراحی درنظرگرفته می شود.
۵-۶- اطلاعات ژئوتکنیکی
مطالعات ژئوتکنیکی سایت در این بخش از بندر شهید رجائی انجام شده است،این فعالیتها به قرارزیر است.
۱-چاه گمانه اکتشافی با آزمایشهائی شامل برش پره ای[۱۸] و نفوذ استاندارد[۱۹] و نفوذ مخروط۳
۲-آزمایشهائی شامل طبقه بندی خاک، برش مستقیم، تراکم سه محوری، تست تحکیم و آزمایشهای شیمیائی.
در شکل۵-۷ آزمایشهای مطالعاتی که جهت شناخت لایه های خاک انجام شده اند نشان داده شده است، با توجه به این مطالعات ژئوتکنیکی، پروفیل خاک موردنظر جهت ارزیابی نوع خاک و مشخص نمودن استعداد روانگرائی خاک منطقه مورد مطالعه قرار گرفته است که در شکل های ۵-۸ الی ۵-۱۰آمده است.
شکل ۵-۷-تستهای مطالعاتی انجام شده در سایت
شکل۵- ۸-پروفیل خاک در طول شمع های تیر عقب جرثقیل
شکل ۵-۹- پروفیل خاک در طول دیواره دیافراگمی
شکل ۵-۱۰-پروفیل خاک در طول دیواره نگهدارنده
از میان مطالعات انجام شده از تعدادی از گمانه ها که در آنها آزمایشهای نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط انجام شده است جهت ارزیابی پتانسیل روانگرائی محدوده مورد مطالعه استفاده نمود.
با توجه به پروفیلهای حاصل از آزمایشات ژئوتکنیکی انجام شده، به طور کلی ساختگاه پروژه از ۵لایه به شرح زیر تشکیل شده است.
۱)لایه اول لایه ای می باشد که ناشی از فعالیت استحصال است و توسط مصالحی که ترکیبی از شن و ماسه می باشند، پر شده است.
۲)لایه دوم یک لایه ماسه ای رسی سیلت دار است، تعداد ضربات نفوذ استاندارد نشان دهنده سست بودن لایه می باشد.
۳)لایه سوم یک لایه ریزدانه ای شامل سیلت و رس است که قسمت بالا سیلتی بوده و بر روی یک لایه رسی قرار گرفته است.
۴)لایه چهارم مثل لایه ۲ می باشد.
۵)لایه پنجم یک لایه سیلتی همراه با رس وماسه می باشد.
همه این لایه ها شیبی به طرف دریا دارند که در سمت خشکی تراز این لایه ها بالاتر از تراز دریا می باشد.
۵-۷- ضرورت تقویت زمین
در بخش ۵-۴ از این تحقیق نشست المانهای مختلف به روی زمین در محدوده سازه و ساختگاه آن مورد مطالعه قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که در شرایط استاتیکی نیازی به تقویت زمین نیست.
مقادیر ثبت شده در تست نفوذ استاندارد نشان می دهد که در لایه ی ماسه ی بالائی، لایه سست بوده و دارای تراکم متوسط است. مطالعات و تجارب عملی نشان می دهد که این نوع از لایه ها مخصوصا وقتیکه دارای دانه های ریزدانه ای هستند و اشباع می شوند پتانسیل روانگرایی دارند که در این شرایط خاک می تواند بقدری ضعیف شود که جریان پیدا کند یا روان شود و باعث تغییر شکل یا نشست بزرگی شود که برای سازه هایی که به این نشستها حساس هستند، خیلی خطرناک است.
تغییر شکل به قدری مهم و حیاتی است که حتی یک طرف لایه روانگرا محدود و محبوس نمی شود(و در شیبها بخاطر وجود شیب روان می شود).
حالت و موقعیت دیگر در پشت دیوارهای حائل پیش می آید که به دلیل خاکی که جاری می شود و به طرف خرابی و تخریب پیش می رود و در فشار زیاد نمی تواند باربری داشته باشد.این پدیده توزیع یا جریان جانبی نامیده می شود. این روانگرایی شامل جاری شدن جانبی است که معمولاً بایستی در سطح زمین پشت دیوارهای حائل محدود شود و بنابراین روانگرائی بایستی به عنوان جریان جانبی منطقهای در نظر گرفته شود. در این چنین وضعیتی که ممکن است با آن روبرو شد بایستی بوسیله تقویت خاک، تا بیشترین عمقی که ممکن است از این پدیده جلوگیری کرد. تقویت خاک می تواند به محدود شدن حرکت جانبی دیواره دیافراگمی و در نتیجه نشست کمتر در آن محدوده کمک کند.
در این نوع روانگرائی که ممکن است با آن روبرو شد لایه های مختلف ماسه ای مورد بررسی قرار گرفته اند که در بخش بعد ارزیابی پتانسیل روانگرائی آمده است.
۵-۸- ارزیابی روانگرایی
در مناطقی که به لحاظ لرزه ای فعال هستند روانگرائی یک مشکل عمومی است که معمولاً خاک اشباع و سست در آنجا قرار دارد.
برای این منطقه از سایت، دو نوع از حرکت زمین در آنالیز لرزه ای انتخاب شده است که پایه طراحی بر مبنای آن انجام می شود. بر طبق آنالیز لرزه ای انجام شده ماکزیمم شتاب حرکت زمین برای ترازهای مختلف طراحی به قرار زیر است.
۵-۳
۵-۴
برای آنالیز های روانگرایی، را در تراز ۲ در نظر گرفته شده است. بر طبق استاندارد لرزه ای که برای ترمینالهای نفتی کالیفرنیا آمده است[۲۰] ضریب اطمینانی که در مقابل روانگرائی ناشی از زلزله در تراز ۲ توصیه شده است بایستی بیشتر از تراز ۱ باشد.
۵-۹- تعیین نوع خاک مستعد روانگرایی
در این بخش از تحقیق جهت بررسی استعداد روانگرائی خاک منطقه، معیارهای چینی را در ۴ عدد از گمانه هائی که اطلاعات موجود در آن گمانه یا نزدیک به آن گمانه مبنای ارزیابی استعداد و حتی پتانسیل روانگرائی هستند، بررسی شده است، نتایج مربوط به این بررسی در پیوست الف آمده است. با توجه به نتایج به دست آمده تقریبا در ترازهای ۹ الی ۱۴ متری در همه گمانه ها شرط حد روانی کمتر از ۳۵ درصد صادق است، ولی چون هر سه شرط با هم برقرار نیست نمی توان در مورد استعداد روانگرائی هیچگونه اظهار نظری نمود. ولی چنانجه در فصل سوم بیان گردید با توجه به زلزله های اتفاق افتاده و بررسی آنها و کنترل با معیارهای چینی مشخص گردید که این معیار، معیار مطلقی جهت ارزیابی استعداد روانگرائی خاک منطقه نیست. با توجه به بخش ۵-۶که در آن با توجه به پروفیل و نتایج ثبت شده از تست نفوذ استاندارد بیان شد که لایه دوم و چهارم مستعد روانگرائی می باشد، ضروریست نسبت به استفاده از روش های قید شده در فصل چهار و نیز مقایسه آنها به نتیجه مناسبی رسید.
۵-۱۰-نتیجه گیری
۵-۱۰-۱-ارزیابی پتانسیل روانگرائی با بهره گرفتن از روش سید و ادریس
با توجه به حجم بالای محاسبات و وجود نرم افزار روانگرائی، جهت محاسبات این بخش، از نرم افزار روانگرائی با ورودی داده های زیر استفاده می شود، فقط اینرا بایستی در نظر گرفت که در ورود اطلاعات جهت خاکی که مستعد روانگرائی نیست مطابق روش چینی درصد ریزدانه ۱۰۱درصد در نظر گرفته می شود. خروجی نرم افزار همچنانکه در ادامه می آید شامل عامل محرک و عامل مقاومت و ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی و میزان نشست هر عمق و در نهایت آنالیز روانگرائی که شامل تمامی عوامل ذکر شده است به صورت نموداری نشان داده می شود.
چنانچه در ابتدای فصل بیان گردید PGA در تراز دو که برابر و با بزرگی ۷ ریشتر می باشد در نظر گرفته شده است.
۵-۱۰-۱-۱- حفر گمانه و انجام آزمایش نفوذ استاندارد
در گمانه های ۱۰۵ و۱۱۱و۱۱۵و۱۲۶ که تا اعماق ۵/۲۹متر و۵/ ۲۷متر و۵/ ۲۶متر و۵/ ۴۴متر طول حفاری شده اند بسته به شرایط سطح زمین در ترازهای مختلف و در اعماق مختلف آزمایش نفوذ استاندارد شروع و اطلاعات به دست آمده توسط اپراتور دستگاه بر روی شیت های آزمایشگاهی ثبت میگردد و با توجه به آزمایشات آزمایشگاهی در همان عمق نیز وزن مخصوص را به دست آورده و میزان ریزدانه را به دست آمده است. با توجه به مطالب ذکر شده در فصول مختلف و نیز داده های ورودی و استفاده از نرم افزار روانگرائی[۲۱] نسبت به تحلیل روانگرائی اقدام شده است .نتایج حاصل از این تحلیل در پیوست ب آمده است.
۵-۱۰-۲- ارزیابی پتانسیل روانگرائی با بهره گرفتن از روش روبرتسون و راید
با توجه به حجم بالای محاسبات و وجود نرم افزار روانگرائی، جهت محاسبات این بخش از نرم افزار روانگرائی با ورودی داده های زیر استفاده شده است، فقط اینرا بایستی در نظر گرفت که در ورود اطلاعات جهت خاکی که مستعد روانگرائی نیست مطابق روش چینی درصد ریزدانه را ۱۰۱درصد گرفت. خروجی نرم افزار همچنانکه در ادامه می آید شامل عامل محرک و عامل مقاومت و ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی و میزان نشست هر عمق و در نهایت آنالیز روانگرائی که شامل تمامی عوامل ذکر شده است به صورت نموداری نشان داده می شود.
چنانچه در ابتدای فصل قید شد PGA در تراز ۲ که برابر و با بزرگی ۷ می باشد در نظر گرفته شده است.
۵-۱۰-۲-۱- انجام آزمایش نفوذ مخروط
در اطراف یا محدوده گمانه های ۱۰۵ و ۱۱۱و۱۱۵و۱۲۶ بسته به شرایط سطح زمین در ترازهای مختلف و در اعماق مختلف آزمایش نفوذ مخروط انجام و اطلاعات به دست آمده توسط اپراتور دستگاه بر روی شیت های آزمایشگاهی ثبت میگردد و با توجه به آزمایشات آزمایشگاهی در همان عمق نیز وزن مخصوص را به دست آورده و میزان ریزدانه و اندازه الکی که ۵۰ درصد دانه ها از آن عبور میکند به دست می آید. با توجه به مطالب ذکر شده در فصول مختلف و نیز داده های ورودی و استفاده از نرم افزار روانگرائی نسبت به تحلیل روانگرائی اقدام میگردد. نتایج حاصل از این تحلیل در پیوست ت آمده است.
۵-۱۰-۳-آنالیز نشست در سایت مورد بررسی
بایستی اینرا در نظر داشت که می توان لایه های روانگرای عمیق را در آنالیز نشست در نظر نگرفت . ضمن بررسی نشست های به وجود آمده درحین ارزیابی پتانسیل روانگرائی و بعد از ایجاد روانگرائی به هر دو روش سید و ادریس، روبرتسون و راید در طول محدوده سازه اسکله دیافراگمی نمودار ۵-۱۱شکل میگیرد.
نشست (به سانتیمتر)
فاصله از سمت چپ دیواره اسکله (به متر)
شکل ۵-۱۱-نشست سطح زمین در محدوده اسکله دیافراگمی در هر دو روش نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط
۵-۱۰-۴- عمق نهائی لازم جهت بهبود زمین
آنالیز روانگرائی نشان می دهد که ترازهای پائین لایه بالای روانگرا، بین نسبت به سطح دریا در پشت دیواره دیافراگمی تغییرات دارد.با توجه باینکه تراز موجود زمین برابر نسبت به سطح دریا می باشد، بنابراین با توجه به اینکه زمین بایستی تا پائین لایه روانگرای بالائی تقویت گردد بنابراین عمق کل لایه ای که دارای مشکل بوده و بایستی تقویت گردد برابر ۱۲ متر می باشد. بنابراین عمقی که جهت بهبود بایستی به آن رسید عمق ۱۲ متر می باشد.
به لحاظ مهندسی هیچگاه روانگرایی به خودی خود اتفاق نیفتاده و یا لایه روانگرا نیز روان و جاری نمی شود مگر اینکه در اثر خرابی سازه هائی که در همسایگی آن است و یا زلزله ای که اتفاق می افتد رخ دهد. در مطالعات ژئوتکنیکی مختلف سایت، یک لایه ماسه ای اشباع که مستعد روانگرائی می باشد دیده شد که به دلیل وجود لایه های سربار غیر روانگرا بر روی لایه مذکور اثری از آن دیده نمی شود. این لایه سربار می تواند بر رسیدن اثرات روانگرائی لایه روانگرا بعد از روانگرا شدن به سطح زمین موثر باشد. بطور کلی برای اینکه به این نتیجه رسید که آیا اثرات لایه های روانگرا بعد از روانگرائی به سطح زمین می رسد یا خیر، ضخامت لایه روانگرا را می توان در مقایسه با ضخامت لایه غیر روانگرای سطحی در شکل ۵-۱۲ نشان داد.
شکل۵-۱۲- منحنی پیشنهاد شده مرزی جهت نشان دادن روانگرائی که باعث خرابی میگردد..
با توجه به شکل ۵-۱۲منحنی هائی توسط ایشیهارا در سال ۱۹۸۵برای در نظر گرفتن صدمات ناشی از لایه روانگرا نسبت به لایه غیر روانگرا پیشنهاد شده است اگر ضخامت لایه غیر روانگرا (۱H ) بزرگتر از لایه روانگرا () باشد نتایج صدمه بر روی سطح زمین محتملا چشمگیر نخواهد بود. اگر سطح سفره آب زیر زمینی در زیر سطح زمین باشد. بطور کلی جهت تعیین H1 و H2 در حالتهای مختلف و نسبت به تراز آب زیرزمینی و در لایه ماسه ای روانگرا به صورت شکل۵-۱۳آمده عمل کرد.
شکل۵-۱۳- عمق لایه غیر روانگرا و لایه ماسه ای روانگرا شده در زیر آن..
با توجه به معیار سر بار بیان شده در بالا و نیز پیاده کردن آن در منطقه مورد بحث به این نتیجه رسید که در نقاطی که عمق روانگرائی تا ۱۲متر می رسد می تواند به ۸ متر کاهش پیدا می کند.
۵-۱۰-۵- انتخاب کوبش دینامیکی جهت بهبود زمین
با توجه به اینکه در محدوده سایت در فاز مطالعاتی آزمایشات ژئوتکنیکی وسیعی صورت گرفته است بنابراین در فازهای قبلی کار الگوهای کوبش مختلفی جهت بهبود لایه های خاک ارائه شده است. در این الگوهای کوبشی با توجه باینکه در حین کوبش با انتقال انرژی، فشار آب حفره ای بالا می رود بایستی انتقال انرژی به لایه های خاک به صورت ناگهانی صورت نگیرد و فرصت زهکشی به لایه های خاک داده شود، بنابراین در تمامی این الگوها که در جدولهای ۵-۲ الی ۵-۶ آمده است انتقال انرژی در چندین پاس و هر انرژی در فازهای مختلفی صورت گرفته است.
جهت اجرای کوبش برطبق جداول ارائه شده بایستی محدوده مورد نظر را مطابق با بخش ۵-۱۰-۸ پهنه بندی نمود، سپس با بهره گرفتن از علامت های مشخص شده در جداول ۵-۲ الی ۵-۶ (○ و □ ) مطابق با شکل ۵- ۱۸ نقشه های اجرائی را برای هر بخش تهیه نمود .
شکل ۵-۱۴-یک نوع پهنه بندی انجام شده مطابق با جداول ارائه شده ۵-۱۶الی ۵-۱۹
جدول ۵-۲- مشخصات الگوهای کوبش در بخش های مختلف طرح توسعه بندری شهید رجائی
علامت |
ابعاد شبکه-(متر) |
انرژی به کار رفته |
تعداد سقوط (عدد) |
ارتفاع (متر) |
وزن-(تن) |
فاز |
پاس |
□ |
۹×۹ |
۶۶ |
۹ |
۲۲ |
۲۷ |
۱ |
۱ |
□ |
۹×۹ |
۳۷ |
۵ |
۲۲ |
۲۷ |
۲ |
○ |
۴/۵×۹ |
۷۰ |
۷ |
۱۵ |
۲۷ |
۱ |
۲ |
○ |
۴/۵×۹ |
۴۰ |
۴ |
۱۵ |
۲۷ |
۲ |
∆ |
۴/۵×۴/۵ |
۱۱۱ |
۱۰ |
۱۵ |
۱۵ |
۱ |
۳ |
جدول ۵-۳-مشخصات الگوهای کوبش در بخش های مختلف طرح توسعه بندری شهید رجائی
علامت |
ابعاد شبکه-(متر) |
انرژی به کار رفته |
تعداد سقوط (عدد) |
ارتفاع (متر) |
وزن-(تن) |
فاز |
پاس |
□ |
۹×۹ |
۷۳ |
۱۰ |
۲۲ |
۲۷ |
۱ |
۱ |
□ |
۴/۵×۴/۵ |
۷۸ |
۷ |
۱۵ |
۱۵ |
۱ |
۲ |
جدول ۵-۴-مشخصات الگوهای کوبش در بخش های مختلف طرح توسعه بندری شهید رجائی
علامت |
ابعاد شبکه-(متر) |
انرژی به کار رفته |
تعداد سقوط (عدد) |
ارتفاع (متر) |
وزن-(تن) |
فاز |
پاس |
□ |
۹×۹ |
۷۳ |
۱۰ |
۲۲ |
۲۷ |
۱ |
۱ |
□ |
۹×۹ |
۵۱ |
۷ |
۲۲ |
۲۷ |
۲ |
○ |
۴/۵×۹ |
۷۰ |
۷ |
۱۵ |
۲۷ |
۱ |
۲ |
○ |
۴/۵×۹ |
۵۰ |
۵ |
۱۵ |
۲۷ |
۲ |
∆ |
۴/۵×۴/۵ |
۱۱۱ |
۱۰ |
۱۵ |
۱۵ |
۱ |
۳ |
جدول ۵-۵-مشخصات الگوهای کوبش در بخش های مختلف طرح توسعه بندری شهید رجائی
علامت |
ابعاد شبکه-(متر) |
انرژی به کار رفته |
تعداد سقوط (عدد) |
ارتفاع (متر) |
وزن (تن) |
فاز |
پاس |
□ |
۹×۹ |
۷۳ |
۱۰ |
۲۲ |
۲۷ |
۱ |
۱ |
□ |
۹×۹ |
۲۹ |
۴ |
۲۲ |
۲۷ |
۲ |
○ |
۴/۵×۹ |
۳۹ |
۷ |
۱۵ |
۱۵ |
۱ |
۲ |
علامت |
ابعاد شبکه-(متر) |
انرژی به کار رفته |
تعداد سقوط (عدد) |
ارتفاع (متر) |
وزن-(تن) |
فاز |
پاس |
□ |
۶×۶ |
- |
۱۰ |
۲۵ |
۳۲ |
۱ |
۱ |
۶×۶ |
- |
۸ |
۲۵ |
۳۲ |
۲ |
○ |
۳×۶ |
- |
۱۲ |
۱۵ |
۱۵ |
۱ |
۲ |
۳×۶ |
- |
۱۰ |
۱۵ |
۱۵ |
۲ |
جدول ۵-۶-مشخصات الگوهای کوبش در بخش های مختلف طرح توسعه بندری شهید رجائی
۵-۱۰-۶- رقوم سطح محوطه قبل از کوبش دینامیکی:
هرچند به صورت کلی عمق بهبود هشت متر در نظر گرفته شده است ولی در عمل و اجرا جهت دقت بیشتر رقوم سطح پس از بررسی ژئوتکنیکی و تعیین الگوی کوبش از نظر تعیین وزنه و ارتفاع سقوط وزنه، جهت نفوذ انرژی به لایه روانگرا تعیین می گردد، در غیر اینصورت بر اثر بالا بودن رقوم سطح زمین و عمیق بودن لایه های روانگرا در پائین، امکان عدم رسیدن به انرژی لازم در لایه مورد نظر وجود خواهد داشت. بسته به شرایط سایت بعضا محدودیتهائی در مورد وزنه موجود در کارگاه وجود دارد که بایستی میزان انرژی مورد نیاز را با تغییر رقوم ارتفاعی و با توجه به رابطه ۵-۵ ارائه شده توسط منارد تغییر داد. [۱]
۵-۵
که در آن D عمق بهبود ( که با توجه به عمق لایه روانگرا و با بهره گرفتن از پروفیلهای به دست آمده از مطالعات ژئوتکنیکی به دست می آید و n ضریب ثابت ( که توسط محققین مختلف مقادیر متفاوتی ارائه شده است، در سایت مورد بحت بسته به درصد ریز دانه از ۵۵/۰ تا ۶۶/۰ متغیر است)،W مقدار وزن وزنه به تن(که بسته به وزنه موجود در سایت در الگوی پیشنهادی پایه که انتخاب شده تغییرات را بایستی اعمال کرد وH نیز ارتفاع سقوط وزنه به متر(که با تغییر وزنه الگوی کوبش مبنا تغییر میکند) می باشد.
۵-۱۰-۷- تاثیر سقوط وزنه بر روی زمین
با توجه به سقوط متناوب وزنه بر روی سطح زمین چاله ایجاد می شودکه عمق چاله نبایستی از ۱٫۳برابر ارتفاع وزنه بیشتر باشد(این عدد براساس تجربه به دست آمده )زیرا در زمان کوبش دیواره چاله بر اثر ضربه بر روی وزنه ریزش مینماید.که در صورت ریزش بیش از حد دیواره، بیرون آوردن قلاب جهت اتصال به بکسل جرثقیل به شکل روبرو خواهد شد(در جرثقیلهائی که کارگر با دست قلاب متصل به بکسل را به حلقه وزنه متصل میکند )که با نظارت مستمر بایستی چاله مجددا با مصالح پر شده و کوبش ادامه یابد
۵-۱۰-۸- پهنه بندی محوطه جهت کوبش
در یک محوطه با سطح زیاد بایستی محوطه به قطعات کوچکتر (پهنه )تقسیم گردد تا کنترل بهتری در زمان عملیات کوبش صورت پذیرد و ابعاد پهنه بندی طوری صورت پذیرد که با ابعاد شبکه بندی داخل پهنه تناسب داشته باشد (هر پهنه جهت کوبش بایستی شبکه بندی گردد).در شکل۵-۱۵ (الف تا و) بررسی گسترش جانبی یا شعاعی با توجه به نتایج آزمایشات نفوذ مخروط در شبکه ای به ابعاد ۶×۶آمده است.
د ج ب الف
و
شکل ۵-۱۵- بررسی گسترش جانبی با توجه به نتایج آزمایشات نفوذ مخروط
۵-۱۰-۹- کوبش دینامیکی در مجاورت سازه در حال احداث
با توجه به ایجاد ارتعاش براثر کوبش دینامیکی سازه هائی که دارای پی عمیق نیستند در معرض تخریب قرار میگیرند، به همین دلیل بایستی در احداث سازه از پی عمیق استفاده گردد، ویا با احداث کانال بین سازه و محوطه مورد کوبش از انتقال انرژی سطحی جلوگیری بعمل آید. که در این رابطه عرض کانال مهم نبوده و عمق کانال مورد توجه قرار میگیرد و عمق بایستی به میزانی باشد که از کانال به بعد انرژی سطحی، خاک زیر سازه را تحت تاثیر قرار ندهد.
۵-۱۰-۱۰- به دست آوردن مبنای مقایسه ای با توجه به آزمایشات ژئوتکنیکی
با توجه به اینکه در طی آزمایشات ژئوتکنیکی مشخص گردید که در منطقه سایت درصد ریز دانه های مختلفی وجود دارد بنابراین قبل از انجام عملیات تراکم با توجه به بخش ۴-۶-۲ توضیح داده شده در فصل چهارم آزمایش نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط انجام گردید، با توجه به آزمایشات انجام شده میانگین ماکزیمم اندازه ذرات ۲/۰ میلی مترفرض شده است و ضریب معادل برای تصحیح عدد نفوذ استاندارد و مقاومت مخروط پیشنهاد شده، که واحد آن هم مگاپاسکال است. بنابراین با توجه به شرایط موجود و آزمایشات صورت گرفته یک طرح ساده شده مورد نیاز برای اطلاعات تست نفوذ مخروط که در شکل ۵-۱۶ آمده است می توان تعریف کرد. این منحنی ها با بهره گرفتن از اطلاعات ژئوتکنیکی موجود و در محل اجرای فازهای قدیم در همان محدوده مورد بررسی ما و بر مبنای مقادیر عددی آزمایش نفوذ استاندارد ازآئین نامه ژاپن محاسبه شده اند.
حال که مبنای مقایسه ای ما به دست آمد، نظر به وسیع بودن سطح پروژه در ابتدا منطقه را به بخش های مختلفی بایستی تقسیم کرد، با توجه باینکه ابعاد هر بخش بالغ بر ۱۰۰×۱۰۰ متر می باشد بنابراین ضروریست در هر بخش بسته به ابعاد آن یک یا چند منطقه آزمایشی انتخاب نموده سپس نسبت به انجام و ثبت تست نفوذ مخروط اقدام کرد، حال بسته به مقدار ریزدانه منطقه آنرا با منحنی به دست آمده در شکل ۵-۱۶ مقایسه نمائیم منحنی به دست آمده زمانی مورد تایید است که در سمت راست منحنی مرجع قرار گیرد.
حال با توجه به منحنی به دست آمده و تجارب میدانی بایستی نسبت به انتخاب و اجرای الگوی کوبش مورد نظر اقدام نمود، بعد از اجرای عملیات کوبش مجددا تست نفوذ مخروط را انجام داده و بایستی با منحنی مخروط مقایسه کرد، تغییر الگوی کوبش و تست نفوذ مخروط و مقایسه آن با منحنی مرجع تا زمانی ادامه دارد که منحنی به دست آمده بعد از کوبش تا عمق بهبود در سمت راست منحنی مرجع قرار گیرد. نتایج مربوط به یک سطح آزمایشی در پیوست شماره ت آمده است.
مقادیر عددی در تست نفوذ استاندارد
gggggg
تراز نسبت به (متر) CD
gggggg
شکل۵-۱۶- تغییرات (مگاپاسکال)با عمق با توجه به مقادیر مختلف ریزدانه در منطقه آزمایشی
۵-۱۱- پیشنهادات
چنانچه قابل درک است در حالت بهبود زمین با بهره گرفتن از روش تراکم دینامیکی، با توجه باینکه انرژی منتقل شده توسط این روش به زمین، به لایه عمیق تر روانگرا نمی رسد لذا خطر جریان جانبی خاک پشت دیواره اسکله دیافراگمی برای آن پیوسته هنوز باقی است.
و در چنین مناطقی پیشنهاد می گردد فشار خاک القا شده بر روی لایه روانگرا در نظر گرفته شود، یا از روش های دیگری مانند تزریق گروت یا جایگزینی لرزه نگاری برای تقویت باقیمانده لایه روانگرا در عمق های پائین تر استفاده شود. بعلاوه در حالتیکه شمع های جرثقیل در لایه های روانگرا قرار می گیرند، اثر روانگرائی بایستی برای طراحی شمها در نظر گرفته شود و یا حتی در صورت ضرورت، روش های تقویت در چنین مناطقی بکار برده شود. از آنجائیکه تراکم دینامیکی یک روش سنتی است و به خوبی به عنوان روشی برای افزایش تقویت خاک جا افتاده است و برای تمامی موقعیتها کاربردی است و بعلاوه تجهیزات مورد نیاز در محدوده کاری موجود است، استفاده از این روش جهت تقویت خاک منطقی بنظر می رسد.
۵-۱۱-۱- تمهیدات لازم جهت تراکم بخش بالائی
با توجه به آنکه انرژی وارده با سقوط وزنه که اثر سطحی (یا شعاعی ) دارد و از سطح زمین به پائین انرژی وارده کاهش می یابد نتیجتا بخش بالائی خاک، به دلیل تداخل موج کوبش، بافت خود را از دست می دهدکه ضروریست در انتهای عملیات، تمهیدات لازم جهت تراکم آن دیده شود. جهت تحکیم بخشی از بافت خاک که بهم خورده است راه های زیر پیشنهاد میگردد.
الف-برداشت خاک و خاکریزی به صورت لایه به لایه و کوبش آن
ب)کوبش دینامیکی با وزنه کوچکتر به صورت همپوشانی در کل پهنه که در شکل ۵-۱۷ نشان داده شده است،که به آن اطو کردن می گویند.
شکل ۵-۱۷-نوار کوبیده شده از بخشی از یک پهنه
۵-۱۱-۲- سطح آزمایشی ابتدائی قبل از کوبش پهنه
پیشنهاد میگردد جهت اطمینان حاصل نمودن از درست بودن الگوی کوبش در هر پهنه، بخشی را به عنوان منطقه آزمایشی انتخاب نموده و عملیات کوبش بر اساس الگوهای مطرح شده در سایت انجام شود، پس از انجام آزمایش نفوذ مخروط مشخص می گردد که آیا جواب مورد نظر مطلوب بوده است یا خیر، در صورت عدم دستیابی به جواب مطلوب بخش دیگری از پهنه باید به عنوان منطقه آزمایشی در نظر گرفته شود و کوبش انجام پذیرد. در صورت عدم دستیابی مجدد به جواب مورد نظر در آزمایش نفوذ مخروط بایستی گمانه دیگری زده شودتا مجددا وضعیت دانه بندی پهنه مربوطه مشخص شود تا بتوان نسبت به بررسی نتایج آزمایش نفوذ مخروط اقدام نمود. در بررسی وضعیت پهنه بعد از کوبش در نمودار تست نفوذ مخروط نسبت به عمق بایستی نتایج نفوذ مخروط در نمودار ترسیم شود تا قضاوت انجام گردد.
فهرست منابع و مآخذ
[۱] - جلالی ح،(۱۳۷۵)."ارزیابی روانگونگی خاکها در زلزله"،اولین سیمینار سدسازی ایران ،دانشگاه شهید بهشتی، ۳۰-۱۶خرداد۱۳۶۶،صفحات۳۹-۵
[۲]-لیتکوهی س،(۱۳۷۱)."تراکم دینامیکی برای جلوگیری از رمبندگی و روانگرائی در مجتمع آلومینیوم المهدی بندرعباس"،دومین سیمینار بین المللی مکانیک خاک و مهندسی پی،۳تا ۵آبان ۱۳۷۱،صفحات ۱۰۶-۸۷
[۳]-معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور،(۱۳۹۱)."راهنمای ارزیابی پتانسیل روانگرائی خاک،پیامدها و روش های کاهش مخاطرات آن"،بخشنامه به دستگاه های اجرائی،مهندسان مشاور و پیمانکاران،نشریه شماره ۵۲۵
[۴]-Been, K., Jefferies, M. G., and Hachey, J. (1991), “The Critical State of Sands,” Journal of Geotechnique, 41(3), pp. 365-381.
[۵]- Terzaghi, K. (1925), “Modern Conceptions Concerning Foundation Engineering,” Jurnal of Contributions to soil mechanics, pp. 1-43.
[۶]-Casagrande, A. (1936), “Characteristics of Cohesionless Soils Affecting the Stability of Slopes and Earth Fills,” Jurnal of the Boston Society of Civil Engineers , Vol. 23, No. 1, pp. 13-32.
[۷]-Seed, H. B. (1979), “Soil Liquefaction and Cyclic Mobility Evaluation for Level Ground During Earthquake,” Jurnal of Geotechnical Engineering, ASCE, 105(2), pp. 201-255.
[۸]-Terzaghi, K., and Peck, R. B. (1948), Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley and Sons, New York, p. 108.
[۹]-Poulos, S. J. (1997), “Comments on Laboratory Determination of Undrained Steady State Shear Strength,” NSF Workshop: Post-Liquefaction Shear Strength of Granular Soils Work shop , Urbana
[۱۰]-Castro, G., Poulos, S. J., France, J. W., and Enos, J. L. (1982), “Liquefaction Induced by Cyclic Loading,” Report to National Science Foundation, Washington, D.C.
[۱۱]-Kramer, S. L., and Elgamal, A. W. (2001), “Modeling Soil Liquefaction Hazards for Performance-Based Earthquake Engineering,” Pacific Earthquake Engineering Research Center.
[۱۲]-Ishihara, K. (1993), “Liquefaction and Flow Failure During Earthquakes,” Geotechnique, 43(3), pp. 351-415.
[۱۳]-Youd, T. L., and Idriss, I. M., eds, (1997), “NCEER Workshop on Evaluation of Lique-faction Resistance of Soils,” Technical Report NCEER-97-0022, National Center for Earth-quake Engineering Research,Buffalo, NY.
[۱۴]-Castro, G. (1969), “Liquefaction of Sands,” Harvard Soil Mechanics Series, No. 81, Harvard University,Cambridge, M.A.
[۱۵]-Housman,A.,M.R.,(1990): “Engineering principles of ground modification “,Published by MC Graw-Hill.
[۱۶]-Van Impe ,W . F.,Haegeman,W.,Menge,P.,Madhav,M.R.,(1993):"Dynamic soil improve ment methods":Soil dynamic and geotechnical earthquake engineering. ,Seco P.,Pinto,E., (ed) (1993)
[۱۷]-Smoltezyk,U.,(1983):"Deep compaction",General report .proc.8th.ECSMMFE.,Helsinki, Vol3 , PP-1105-1116
[۱۸]-Bell,F.G.,(1993):"Engineering treatment of soils",Published by E & FNEpson.
[۱۹]-Gambin,M.P.,(1984):"Ten years of dynamic consolidation",proc .8th.Regional cons .SMFE, Africa,PP 363-370.
[۲۰]-Van Impe,W.P.,(1989):"soil improvement techniques and their evolution",A.A.Balkama, Roterdam
[۲۱]-Menard,L.and Broise,Y.,(1975):"Theoritical and practical aspects of dynamic consolidation” , Geotechnique,Vol 25,No1,PP 3-17
[۲۲]-Andrews, D. C. A., and Martin, G. R. (2000), “Criteria for Liquefaction of Silty Soils,” Proceeding of the 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand.
[۲۳]-Seed, H. B., and Idriss, l. M. (1971), “Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential,”Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 97(SM9), pp. 1249-1273.
[۲۴]-Seed, H. B., and Idriss, I. M. (1982), “Ground Motion and Soil Liquefaction During Earthquakes,” Earthquake Engineering Research Institute, Oakland, CA.
[۲۵]-Wang, W.(1979), “Some Findings in Soil Liquefaction,” Report of the Water onservancy and Hydro-electric Power Scientific Research Institute, Beijing, China, pp. 1-17.
[۲۶]-Andrews, D. C. A., and Martin, G. R. (2000), “Criteria for Liquefaction of Silty Soils,” Proceeding of the 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand.
[۲۷]-Youd, T. L., Idriss, I. M., Andrus, R. D., Arango, I., Castro, G., Christian, J. T., Dobry, R., Finn, W. D.L., Harder, L. F. Jr., Hynes, M. E., Ishihara, K., Koester, J. P., Liao, S. S. C., Marcuson III, W. F.,Martin, G. R., Mitchell, J. K., Moriwaki, Y., Power, M. S., Robertson, P. K., Seed, R. B., and StokoeII, K. H. (1997), Summary Paper, Proceeding of the NCEER Workshop on Evaluation of LiquefactionResistance of Soils, NCEER-97-0022.
[۲۸]-Youd, T. L., Idriss, I. M., Andurus, R. D., Arango, I., Castro, G., Christian, J. T., Dobry, R., Finn, W. D.L., Harder, L. F., Haymes, M. E., Ishihara, K., Koester, J. P., Liao, S. S. C., Marcusson, W. F., Martin,G. R., Mitchell, J. K., Moriwaki, Y., Power, M. C., Robertson, P. K., Seed, H. B., and Stokoe, K. H.(2001), “Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils,” Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, ASCE, Vol. 127, No. 10, pp. 817-833 and Vol. 127, pp. 297-313
[۲۹]-Seed, R. B., Cetin, K. O., Moss, R. E. S., Kammerer, A. M., Wu, J., Pestana, J. M., Riemer, M. F.,Sancio, R. B., Bray, J. D., Kayen, R. E., and Faris, A. (2003), “Recent Advances in Soil Liquefaction Engineering: A Unified and Consistent Framework,” Proceeding of the 26Th Annual ASCE Los Angeles Geotechnical Spring Seminar, Keynote Presentation, H. M. S. Queen Mary, Long Beach, California , April. 30, 71 pp.
[۳۰]-Bray, J. D., Sancio, R. B., Durgunoglu, H. T., Onalp, A., Seed, R. B., Stewart, J. P., Youd, T. L., Baturay, M. L., Cetin, K. O., Christensen, C., Karadayilar, T., and Emrem, C. (2001), “Ground Failure in Adapazari, Turkey,” Proceeding of the Earthquake Geotechnical Engineering Satellite Conference of the XVth International Conference on Soil Mechanics & Geotechnical Engineering, Istanbul, Turkey,Aug. 24-25.
[۳۱]-Sancio, R. B. (2003), “Ground Failure and Building Performance in Adapazari, Turkey,” PhD Dissertation (in progress), Supervised by Prof. J.D. Bray, University of California, Berkeley.
[۳۲]-Sancio, R. B., Bray, J. D., Stewart, J. P., Youd, T. L., Durgunoglu, H. T., Onalp, A., Seed, R. B., Christensen, C., Baturay, M. B., and Karadayilar, T. (2002), “Correlation Between Ground Failure and Soil Condition in Adapazari, Turkey,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22, 1093-1102.
[۳۳]-Whitman, R. V. (1971), “Resistance of Soil to Liquefaction and Settlement,”Soils and Foundations, 11(4), pp. 59-68.
[۳۴]-Dobry, R., Ladd, R., Yokel, F., Chung, R., and Powell, D. (1982),Prediction of Pore Water Pressure Buildup and Liquefaction of Sands During Earthquakes by the Cyclic Strain Method, National Bureau of Standards Building Science Series, 138, U.S. Dept. of Commerce.
[۳۵]-Gutenberg, B., and Richter, C. F. (1956), “Magnitude and Energy of Earthquakes,”
Ann. Geofis., Vol. 9,pp. 1-15.
[۳۶]-Davis, R. O., and Berrill, J. B. (1982), “Energy Dissipation and Seismic Liquefaction in Sands,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 10, pp. 59-68.
[۳۷]-Liao, S.S.C. and Whitman, R.V. (1986), “Overburden Correction Factors for SPT in Sand”,Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 112(3), pp. 373–۳۷۷٫
[۳۸]-Castro, G. (1995), “Empirical Methods in Liquefaction Evaluation”,Primer Ciclo d Conferencias Internationales, Leonardo Zeevaert, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Mexico City.
[۳۹]-Seed, H.B. and DeAlba, P. (1986), “Use of SPT and CPT Tests for Evaluating the Liquefaction Resistance of Sands”,Use of In-Situ Tests in Geotechnical Engineering, ASCE, Geotechnical Special Publication, Vol. 6, pp. 281-302.
[۴۰]-Robertson, P.K. and Wride, C.E. (1998), “Evaluating Cyclic Liquefaction Potential Using the Cone Penetration Test”,Canadian Geotechnical Journal, 35(3), pp. 442-456.
[۴۱]-Youd, T. L., and Noble, S. K. (1997a), ‘‘Liquefaction criteria based on statistical and robabilistic analyses,’’Proceedings of the NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils,Nat. Ctr. for Earthquake Engrg. Res., State University of New York at Buffalo, 201–۲۱۵٫
[۴۲]-Day, Robert W. (2002), “Geotechncial Earthquake Engineering Handbook",McGraw ill, ISBN 0-07-137782-4
[۴۳]-Sowers, G. F. (1962), “Shallow foundations”, Foundation Engineering, ed. G.A. Leonards, McGraw Hill Book Co., New York, N. Y., pp. 525-632.
[۴۴]-Hsai-Yang Fang,(1996), “Foundation Engineering Handbook", Second Edition,Chapman & Hall, New York, p.p. 905.
[۴۵]- “Marine structures-Part 1: Code of practice for general criteria”, BRITISHSTANDANRD (BS 6349-1:2000), ISBN 0 580 33169 5.pp. 93-94.
[۴۶]- “Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards (Revised Version)”(۱۹۹۹), The Japanese Geotechnical Society, Tokyo, Japan. ISBN 4 88644 809 7
[۴۷] Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan (OCDI 2002) , Japan, p.p. 600.
پیوست الف
نتایج ارزیابی پتانسیل روانگرائی با بهره گرفتن از روش سید و ادریس
گمانه ۱۰۵
در محل گمانه ۱۰۵ تست نفوذ استاندارد جهت بدست آوردن اطلاعات ژئوتکنیکی لازم در راستای ارزیابی پتانسیل روانگرائی به روش سید و ادریس انجام شد. همچنانکه در شکل الف-۱ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استاندارد و نیز وزن مخصوص و ریزدانه در عمق های ذکر شده ،ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای الف-۲ الی الف-۶ آمده است.
شکل الف-۱-اطلاعات ثبت شده در نزدیک محل گمانه ۱۰۵ در اعماق مختلف
با توجه به اطلاعات ورودی شتاب و بزرگی زلزله و تراز آب زیرزمینی و غیره در نرم افزار روانگرائی[۲۲] عامل محرک به صورت شکل الف-۲ حاصل میگردد.
شکل الف-۲-مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
با ورود اطلاعات به دست آمده از تست نفوذ استاندارد در محل گمانه ۱۰۵(شکل الف ۲) در نرم افزار روانگرائی عامل مقاوم را به دست می آوریم.
شکل الف-۳-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
ضریب اطمینان و نشست در عمقهای مختلف با توجه به شکلهای الف-۴ الی الف-۵به دست می آید.
شکل الف-۴-مقدار ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی به دست آمده در محل گمانه ۱۰۵
شکل الف-۵-مقدار نشست بعد از رخداد روانگرائی در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
در نهایت میتوان آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۰۵عامل های محرک در نظر گرفته شده بصورت شکل الف-۶- نشان داد.
شکل الف-۶- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۰۵
گمانه ۱۱۱
عمق این تست که در محل گمانه ۱۱۱انجام شده است برابر ۲۷٫۵متر می باشد،همچنانکه در شکل الف-۷ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استانداردو نیز وزن مخصوص و ریزدانه شده ، در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای الف-۸ الی الف-۱۲ آمده است.
شکل الف-۷-اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۱۱ در اعماق مختلف
شکل الف-۸- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل الف-۹- مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل الف-۱۰-مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل الف-۱۱-مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل الف-۱۲- آنالیز روانگرائی درعمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۱۱
گمانه ۱۱۵:
عمق این تست که در محل گمانه ۱۱۵ انجام شده است برابر ۲۶٫۵متر می باشد،همچنانکه در شکل الف-۱۳ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استانداردو نیز وزن مخصوص و ریزدانه ،در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای الف-۱۴ الی الف-۱۸ آمده است.
شکل الف-۱۳-اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۱۵ در اعماق مختلف
شکل الف-۱۴- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در گمانه ۱۱۵
شکل الف-۱۵-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل الف-۱۶-مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل الف-۱۷-مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل الف-۱۸- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۱۵
گمانه ۱۲۶:
عمق این تست که در محل گمانه ۱۲۶ انجام شده است برابر ۱۷٫۴متر می باشد،همچنانکه در شکل الف-۱۹مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استاندارد و نیز وزن مخصوص و ریزدانه ، در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای الف-۲۰ الی الف-۲۴ آمده است.
شکل الف-۱۹-اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۲۶در اعماق مختلف
شکل الف-۲۰- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل الف-۲۱-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل الف-۲۲- مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل الف-۲۳-مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل الف-۲۴- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۲۶
پیوست ب
نتایج ارزیابی پتانسیل روانگرائی با بهره گرفتن از روش سید و ادریس
گمانه ۱۰۵
در محل گمانه ۱۰۵ تست نفوذ استاندارد جهت بدست آوردن اطلاعات ژئوتکنیکی لازم در راستای ارزیابی پتانسیل روانگرائی به روش سید و ادریس انجام شد. همچنانکه در شکل ب-۱ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استاندارد و نیز وزن مخصوص و ریزدانه در عمق های ذکر شده ،ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای ب-۲ الی ب-۶ آمده است.
شکل ب-۱-اطلاعات ثبت شده در نزدیک محل گمانه ۱۰۵ در اعماق مختلف
با توجه به اطلاعات ورودی شتاب و بزرگی زلزله و تراز آب زیرزمینی و غیره در نرم افزار روانگرائی[۲۳] عامل محرک به صورت شکل ب-۲ حاصل میگردد.
شکل ب-۲-مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
با ورود اطلاعات به دست آمده از تست نفوذ استاندارد در محل گمانه ۱۰۵(شکل ب-۲) در نرم افزار روانگرائی عامل مقاوم را به دست می آوریم.
شکل ب-۳-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
ضریب اطمینان و نشست در عمقهای مختلف با توجه به شکلهای ب-۴ الی ب-۵به دست می آید.
شکل ب-۴-مقدار ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی به دست آمده در محل گمانه ۱۰۵
شکل ب-۵- مقدار نشست بعد از رخداد روانگرائی در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۰۵
در نهایت میتوان آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۰۵عامل های محرک در نظر گرفته شده بصورت شکل ب-۶- نشان داد.
شکل ب-۶- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۰۵
گمانه ۱۱۱
عمق این تست که در محل گمانه ۱۱۱انجام شده است برابر ۲۷٫۵متر می باشد،همچنانکه در شکل ب-۷ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استانداردو نیز وزن مخصوص و ریزدانه شده ، در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای ب-۸ الی ب-۱۲ آمده است.
شکل ب-۷- اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۱۱ در اعماق مختلف
شکل ب-۸- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل ب-۹- مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل ب-۱۰-مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل ب-۱۱- مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۱
شکل ب-۱۲- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۱۱
گمانه ۱۱۵:
عمق این تست که در محل گمانه ۱۱۵ انجام شده است برابر ۲۶٫۵متر می باشد،همچنانکه در شکل ب-۱۳ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استانداردو نیز وزن مخصوص و ریزدانه ،در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای ب-۱۴ الی ب-۱۸ آمده است.
شکل ب-۱۳-اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۱۵ در اعماق مختلف
شکل ب-۱۴- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در گمانه ۱۱۵
شکل ب-۱۵-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل ب-۱۶-مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل ب-۱۷-مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۱۵
شکل ب-۱۸- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۱۵
گمانه ۱۲۶:
عمق این تست که در محل گمانه ۱۲۶ انجام شده است برابر ۱۷٫۴متر می باشد،همچنانکه در شکل ب-۱۹مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ استاندارد و نیز وزن مخصوص و ریزدانه ، در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای ب-۲۰ الی ب-۲۴ آمده است.
شکل ب-۱۹-اطلاعات ثبت شده در محل گمانه ۱۲۶در اعماق مختلف
شکل ب-۲۰- مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل ب-۲۱-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل ب-۲۲- مقادیر ضریب اطمینان در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل ب-۲۳-مقادیر نشست در عمق های مختلف در محل گمانه ۱۲۶
شکل ب-۲۴- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در محل گمانه ۱۲۶
پیوست پ
نتایج ارزیابی پتانسیل روانگرائی با بهره گرفتن از روش روبرتسون و راید
گمانه ۱۰۵
در نزدیک گمانه ۱۰۵ تست نفوذ مخروط جهت بدست آوردن اطلاعات ژئوتکنیکی لازم در راستای ارزیابی پتانسیل روانگرائی به روش روبرتسون و راید انجام می شود. همچنانکه در شکل پ-۱ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ مخروط و نیز وزن مخصوص و ریزدانه در عمق های ذکر شده بهمراه اندازه الکی که ۵۰درصد مصالح از آن رد شده باشد، ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای پ-۲ الی پ-۶ آمده است.
شکل پ-۱-اطلاعات ثبت شده در نزدیک محل گمانه ۱۰۵ در اعماق مختلف
با توجه به اطلاعات ورودی شتاب و بزرگی زلزله و تراز آب زیرزمینی و غیره در نرم افزار روانگرائی[۲۴] عامل محرک به صورت شکل پ-۲ حاصل میگردد.
شکل پ-۲-مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در نزدیکی گمانه ۱۰۵
با ورود اطلاعات به دست آمده از تست نفوذ مخروط در نزدیکی گمانه ۱۰۵(شکل پ ۲) در نرم افزار روانگرائی عامل مقاوم را به دست می آوریم.
شکل پ-۳-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در نزدیکی گمانه ۱۰۵
ضریب اطمینان و نشست در عمقهای مختلف با توجه به شکلهای پ-۴ الی پ- ۵به دست می آید.
شکل پ-۴-مقدار ضریب اطمینان در مقابل روانگرائی به دست آمده در نزدیکی گمانه ۱۰۵
شکل پ-۵-مقدار نشست بعد از رخداد روانگرائی در عمق های مختلف در نزدیکی گمانه ۱۰۵
در نهایت میتوان آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در نزدیکی گمانه ۱۰۵عامل های محرک در نظر گرفته شده بصورت شکل پ-۶- نشان داد.
شکل پ-۶- آنالیز روانگرائی در عمقهای مختلف و با توجه به داده های ثبت شده در نزدیکی گمانه ۱۰۵
گمانه ۱۱۱
عمق این تست که در نزدیکی گمانه ۱۱۱انجام شده است برابر ۱۶/۲متر می باشد،همچنانکه در شکل پ-۷ مشخص است اطلاعات مربوط به تست نفوذ مخروط و نیز وزن مخصوص و ریزدانه شده بهمراه اندازه الکی که ۵۰درصد مصالح از آن رد شده باشد در عمق های ذکر شده ثبت شده است و نتایج حاصل از آنالیز روانگرائی به ترتیب در شکلهای پ-۹ الی پ-۱۳ آمده است.
شکل پ-۷-اطلاعات ثبت شده در نزدیکی گمانه ۱۱۱ در اعماق مختلف
شکل پ-۸-اطلاعات ثبت شده در نزدیکی گمانه ۱۱۱ در اعماق مختلف
شکل پ-۹-مقدار عامل محرک در عمق های مختلف در نزدیکی گمانه ۱۱۱
شکل پ-۱۰-مقدار عامل مقاوم در عمق های مختلف در نزدیکی گمانه ۱۱۱