تبليغاتX
Geotechnic
نظری اجمالی بر مهندسی ژئوتکنیک

مهندسی ژئوتکنیک یکی از شاخه‌های مهندسی عمران است که سالیان اخیر در پی رشد روزافزون تاسیسات حیاتی و صنایع بزرگ از یک سو و خسارات وارده بر مناطق زلزله خیز از سوی دیگر، موجب شده تا این رشته از دیدگاه بررسی تاثیر رفتار لرزه‌ای خاک بر سازه ها بسیار مورد توجه قرار گیرد. زیرا، طراحی لرزه‌ای یا مقاوم سازی سازه‌ها با ملحوظ نمودن ابعاد ژئوتکنیکی آن امری اجتناب ناپذیر است.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:27  توسط محمد رضا احمدی  | 

 مسئوليت حرفه اي يك زمين شناس مهندسي

   به طور كلي مسئوليت حرفه اي يك زمين شناس مهندسي را مي توان در موارد زير خلاصه كرد :
_ توصيف محيط زمين شناختي مربوط به پروژه مهندسي
_ توصيف زمين مواد ، توزيع آنها و ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي آنها
_ استنتاج پيشينه رويدادهاي موثر در زمين مواد
_ پيش بيني رويداد هاي آتي و شرايطي كه مي تواند ايجاد شود
_ توصيه مواد معرف براي نمونه برداري و آزمون
_ توصيه نحوه هاي كار و عمل با مواد و فرآيتدهاي گوناگون زمين
_ توصيه يا ارائه معيارهاي طراحي استخراج به خصوص در مورد زاويه شيب هاي برش در موادي كه آزمون مهندسي آنها نامناسب بوده است يا در جاهايي كه عناصر زمين شناسي عامل كنترل پايداري هستند
_ وارسي حين كار ساختماني براي تحقق شرايط

از قرنها پبش معماران و سازندگان ابنيه بر اين نكته معترف بودند كه براي جلوگيري از نشست ، كج شدن يا فروريختن ساختمانشان محتاج آگاهي از شرايط زمين هستند . البته ساختمانهاي قديمي همواره با توجه به تجربيات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث مي شد . در سال 1776 و زماني كه كولمب براي اولين بار تئوري هاي مربوط به فشار زمين را ارائه داد ، استفاده از روش هاي تحليلي در بررسي زمين آغاز شد . بررسي هاي كولمب بر روي ديواره هاي حايل نشان داد كه وقتي ديوار حايلي كج مي شود ، گوه اي از خاك ناپايدار در پشت آن ايجاد مي گردد كه يك طرف آن ديوار و سمت ديگر آن يك سطح گسيختگي است . كولمب فشار اوليه وارده به ديوار را به وزن گوه و مقاومت برشي در امتداد سطح برش ، كه بر حسب اصطكاك داخلي بيان نمود، مربوط كرد . در سال 1871 اتومهر فرضيه اي عمومي براي مقاومت مصالح زمين شناسي در برابر گسيختگي ارائه كرد .
اين دانش دانشي است كه سطح جهان  به خوبي تعريف نشده و دامنه فعاليت هاي آن مشخص نگرديده است . بطور خلاصه مي توانيم بگوييم كه اين دانش كه اسامي مختلفي چون زمين شناسي مهندسي يا ژئو تكنيك به آن داده اند به دنبال حل آن دسته از مسايلي است كه در ارتباط با زمين براي سازه هاي مهندسي ايجاد مي شود .

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:27  توسط محمد رضا احمدی  | 

هدف هاي اكتشاف ژئو تكنيكي

    با توجه به آنچه گفته شد هدف هاي اكتشاف ژئو تكنيكي را به نحوه زير مي توان خلاصه كرد :
1)تعيين نحوه توزيع جانبي و قائم سنگ و خاك در محدوده تاثير سازه اي كه قرار است احداث شود .
2)شناسايي شرايط آب زيرزميني با توجه به تغييرات فصلي آن و تاثير استخراج و بهره برداري از آب ، بر وضعيت آب زيرزميني .
3)تشخيص شرايط مخاطره آميز طبيعي مثل : دامنه هاي ناپايدار ، گسل هاي فعال يا بالقوه فعال ، لرزه خيزي ناحيه اي ، دشتهاي سيلابي و قابليت نشست ، فرو ريزش يا تورم زمين .
4)اندازه گيري ويژگي هاي فيزيكي و مهندسي خاك و سنگ و تعيين كيفيت آب زيرزميني .
5)برآورد واكنش زمين در برابر تغيير در شرايط طبيعي مثل بارگذاريهاي ناشي از احداث سازه يا باربرداريهاي حاصل از حفاريها و استخراج مواد معدني .
6)تعيين ميزان مناسب بودن مصالح خرده سنگي جهت استفاده در بتن ، راه و خاكريز ها و به طور كلي تهيه مصالح ساختماني مناسب براي اجراي پروژه مهندسي .
پس از آنكه در يك محل خاص خطرات زمين شناسي اصلي شناسايي و ارزيابي شد و ساختگاه انتخابي مناسب تشخيص داده شد ، بايد اطلاعات تفصيلي لازم براي طراحي و برنامه ريزي ساختمان گردآوري شود . در صورتي كه اطلاعات گردآوري شده ناكافي يا نامناسب باشد ، يا به نحو نادرستي تعبير و تفسير شود ، ممكن است منجر به تاخير در ساختمان ، افزايش ناخواسته هزينه ها و بالاخره كارايي كمتر از انتظار سازه شود و در مواردي نيز مي تواند به صدمه ديدن سازه و حتي تخريب آن بيانجامد . انواع مختلف سازه ها در ارتباط با مسائل زمين شناسي ، هر يك حساسيت هاي مخصوص به خود را دارند و اين نكته ايست كه بايد در طول بررسي ها و اكتشافات همواره مورد توجه قرار گيرد .

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:26  توسط محمد رضا احمدی  | 

گرد آوري داده هاي ژئو تكنيك
   وظيفه اصلي زمين شناسي مهندسي تعيين رابطه فعاليت هاي عمراني با محيط زمين شناسي است . برخي از فعاليت ها مستقيما" ناشي از احداث سازه است ، در صورتي كه برخي ديگر به طور طبيعي صورت گرفته يا توسط فعاليت هاي بشري تحريك و تشديد مي شود . سازه مهندسي به توسط مصالح زمين شناسي (سنگ ، خاك و آب) و همچنين فرايند هاي مخربي چون زمين لرزه ، فرسايش و سيل با محيط زمين شناسي رابطه دارد . اين واسطه ها ممكن است مستقيما" يا به طور غير مستقيم بر فعاليت هاي بشري تاثير بگذارند .
دستيابي به روش هاي موثر جهت مرتفع نمودن يا كنترل اين گونه مشكلات مستلزم انجام بررسيهاي دقيق به منظور شناسايي محيط زمين شناسي است . اين بررسي ها شامل توصيف انواع سنگ و خاك و تعيين ويژگي هاي توده هاي سنگي و سازنده هاي خاكي ، تعيين وضعيت آب زيرزميني و بالاخره آگاهي از امكان وقوع پديده هاي مخربي چون سيل ، فرسايش ، گسيختگي دامنه اي نشست زمين و زمين لرزه است . دستيابي به مجموعه اين اطلاعات محتاج يك برنامه اكتشافي سازمان يافته است . براي سالهاي متمادي اكتشاف محيط زمين شناسي جهت ايجاد يك سازه جديد توسط مهندسان خاك و پي و تنها با استفاده از دانش مكانيك خاك انجام مي شد . امروزه دانش ژئو تكنيك ، كه از سه رشته مكانيك خاك ، مكانيك سنگ و زمين شناسي مهندسي درست شده است ، روشهاي اكتشافي كاملتري را ارائه مي دهد كه بازده به مراتب بيشتري دارد .
به طور كلي هر سازه مهندسي زماني مي تواند به طور اقتصادي احداث شود ، همچنين از كارايي لازم برخوردار باشد و بر سازه ها و محيط اطراف تاثير منفي نداشته باشد ، كه از قبل تمام عناصر محيط زمين شناسي (مصالح ، ساختها و فرايندها) به دقت شناسايي و ويژگي هايشان اندازه گيري و ارزيابي شده باشد . بايد توجه داشت كه هر گونه ارزيابي از وضعيت محيط زمين شناسي مستلزم دسترسي به داده هاي مناسب است و داده هاي مناسب توسط بررسي هاي اكتشافي به دست مي آيد . از اين روست كه به جرات مي توان گفت كه : « اكتشاف» زمين مهمترين مرحله در هر پروژه ساختماني يا عمراني است .
متاسفانه بررسي و اكتشاف محيط زمين شناسي همواره به سادگي امكان پذير نيست . به عنوان مثال شرايط زمين شناسي ممكن است حالتي پيچيده داشته باشد و در طول زمان نيز تغيير نمايد . از طرف ديگر همچنان كه گفتيم به دليل نوپا بودن اين دانش ، هنوز محدوديت هاي زيادي در رابطه با كاربرد تئوري ها و مفاهيم ، ابزار ها و وسايل و بالاخره روش هاي تحليل مسايل وجود دارد . نكته مهم ديگر محدوديت هاي اقتصادي يك طرح اكتشافي است كه امكان بررسي همه عناصر محيط زمين شناسي را از ما مي گيرد .
« اكتشاف ژئو تكنيكي » را مي توان مشتمل بر بررسي صحرايي ، اندازه گيري هاي صحرايي و آزمايشگاهي و ابزار بندي صحرايي دانست . حاصل يك برنامه اكتشافي موفق داده هاي كافي و معتبري است كه مي تواند در تحليل هاي مهندسي بكار رفته و طراحي ايمن سازه را امكان پذير سازد . مهمترين هدفي كه در سرتاسر اين وبلاگ دنبال شده است ارائه روش هايي است كه توسط آنها بتوان داده هاي ژئو تكنيكي مناسب را گرد آوري نمود .
تحليلها و ارزيابي هاي ژئو تكنيكي اغلب در اطراف مسايل مربوط به پي ها ، دامنه ها ، خاكريز ها ، راهها ، سازه هاي نگاهدارنده و حفاريهاي زيرزميني دور مي زند . البته بايد توجه داشت كه در اين دانش نوپا استفاده از مفاهيم نظري و روش هاي تحليلي تنها مي تواند راهنماي جستجو گر به حساب آيد و حل موفقيت آميز هر مسئله اساسا" محتاج قضاوت هايي است كه مبتني بر تجربيات يا يافته هاي ديگران است . در مهندسي ژئو تكنيك ، به خلاف ديگر شاخه هاي مهندسي ساختمان ، مشكلات و مسايل اغلب غير عادي و معمولا" به طور غير منتظره ظاهر مي شوند و اين مسئله اي است كه هشياري و آمادگي دائمي را طلب مي كند .
آشناترين روش اكتشافي براي همه ما حفر چاهك و گمانه است ولي بايد توجه داشت كه روش هاي متنوع ديگري نيز براي آگاهي از وضعيت زمين وجود دارد كه مي توان آنها را به چند گروه : بررسي هاي سطحي ، اكتشاف زير سطحي ، نمونه گيري ، آزمون هاي صحرايي و آزمايشگاهي و بالاخره ابزار بندي و رفتار سنجي تقسيم كرد .
گرد آوري اطلاعات و بررسي هاي سطحي مخصوصا" در جاهايي كه محدوده مورد بررسي وسيع است يا اين كه منطقه براي جستجوگر ناآشناست ، بسيار مفيد واقع مي شود . گرد آوري اطلاعات موجود ، مجموعه يافته هاي قبلي را در پيش روي ما قرار مي دهد و مطالعات صحرايي نيز اطلاعات ذيقيمتي درباره شرايط زمين شناسي بدست مي دهد و ما را قادر مي سازد تا مصالح را بر حسب منشاء و نحوه تشكيلشان تقسيم بندي كنيم . به اين ترتيب است كه مي توان به نتايج مقدماتي درباره ويژگي هاي مهندسي مصالح دست يافت . براي نواحي متوسط تا بزرگ تهيه نقشه زمين شناسي مهندسي ، كه در آن شرايط سطحي و نزديك به سطح مصالح (خاك ، سنگ و آب) و بلاياي زمين شناسي مشخص شده باشد ، ابزاري ضروري براي برنامه ريزي اكتشاف هاي دقيقتر است .
اكتشاف زير سطحي با استفاده از روش هاي ژئو فيزيكي ، گمانه هاي آزمايشي و ديگر روش هاي شناسايي مثل حفر چاهك ، حفاري با اوگر و مانند آنها انجام مي شود . اطلاعات مربوط به نواحي وسيع يا مناطقي كه دسترسي به آنها مشكل است بهتر از همه توسط روش هاي ژئو فيزيكي بدست مي آيد . به اين منظور بيشتر از روش هاي لرزه اي و مقاومت الكتريكي استفاده مي شود . روش هاي ديگري كه كمتر به كار گرفته مي شوند عبارت از گراني سنجي ، مغناطيس سنجي و استفاده از رادار زميني است . روش هاي ساده و اقتصادي چندي جهت اكتشافات كم عمق و روش هايي نيز براي حفر گمانه هاي آزمايشي در خشكي و دريا وجود دارد . امروزه ابزارهاي متنوع دور سنجي مثل دوربين ها و سوندها ، به منظور ايجاد نموداري ممتد از وضعيت ديواره گمانه ، مورد استفاده قرار مي گيرد . سوندهاي هسته اي اطلاعاتي در مورد ميزان رطوبت و چگالي مصالح فراهم مي كند . تعيين دقيق وضعيت آب زيرزميني يكي ديگر از وجوه بررسي ها است . داده هاي قابل اطمينان در اين مورد تنها با به كار گيري روش هاي مناسب قابل دستيابي است .
نمونه گيري از مصالح زمين شناسي براي شناسايي آنها و انجام آزمونهاي آزمايشگاهي يكي از هدف هاي اصلي يك برنامه اكتشافي است . به اين منظور ابزارهاي متعددي ابداع شده كه استفاده از هر يك با توجه به نوع نمونه و نحوه كاربرد آن صورت مي گيرد . كيفيت نمونه خاك يا مغزه حفاري سنگي به مقدار زيادي وابسته به تكنيك نمونه گيري است .
نمونه هاي گرد آوري شده به منظور تعيين ويژگي هاي مختلف آنها ، در آزمايشگاه يا در صحرا آزموده مي شوند . بررسي هاي آزمايشگاهي ، به علت تغييرات و دستخوردگي هايي كه در نمونه صورت مي گيرد ، از دقت كمتري نسبت به آزمايش هاي صحرايي برخوردارند ولي در عوض سريعتر و كم خرجتر هستند . در مقابل آزمايشهايي كه به طور مستقيم در صحرا و به روي نمونه هاي به هم نخورده انجام مي شود ، گرچه بسيار به واقعيت نزديكترند ولي معمولا" مخارج زيادي را به همراه دارند و صرف زمان بيشتري را طلب مي كنند .
در بسياري موارد محتاج آگاهي از رفتار زمين و سازه در طول زمان هستيم . به اين منظور روش هاي متنوع رفتار سنجي ابداع شده است كه به توسط آنها مي توان نظارتي دايمي بر وضعيت ساختگاه و سازه مهندسي در طي مراحل اكتشاف ، احداث سازه و بهره برداري از آن داشت .
 
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:26  توسط محمد رضا احمدی  | 

مسايلي مربوط با مهندسي ژئو تكنيك

   عمده ترين مسايلي كه مهندسي ژئو تكنيك با آن درگير است عبارت از : آماده سازي ساختگاه براي احداث سازه ، آگاهي از تاثير احداث سازه بر بناها و تاسيسات موجود در اطراف آن ، طراحي پي هاي كم عمق و عميق ، مسايل مربوط به پايداري دامنه هاي طبيعي يا مصنوعي ، سازه هاي نگاهدارنده سطحي و تونلها و فضاهاي زيرزميني است .
بايد توجه داشت كه مهندسي ژئو تكنيك بسيار جوان است و هنوز به كمال خود نرسيده است . از اين رو محدوديت هاي بسياري در بكار گيري فرضيه ها و مفاهيمي كه يكي بعد از ديگري در اينجا و آنجا ارائه مي شود ، وجود دارد . لذا مي توان گفت در حال حاضر هنوز هم استفاده از تجربه و قضاوت مهندسي ركن اساسي بررسي ها و طراحي هاي ژئو تكنيكي است
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:26  توسط محمد رضا احمدی  | 

کاربرد ژ ئوتکنيک

   از مواردي كه زمين شناسي مهندسي در آن ها كاربر دارد مي توان به موارد زير اشاره كرد .
_ مطالعه پي سازه هاي مختلف همچون سد ، پي ، ساختمان هاي مرتفع و خانه ها
_ ارزيابي شرايط زمين شناسي در طول مسير تونل ها ، خطوط لوله و بزرگراه ها
_ پي جويي مواد طبيعي لازم جهت احداث ساختمان ها
_ بررسي و توسعه منابع آب سطحي و تحت الارضي
_ ارزيابي خطرات طبيعي و زمين شناختي مانند زمين لرزه ها ، سيل ها و زمين لغزش ها

 
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیستم مهر 1385ساعت 5:25  توسط محمد رضا احمدی  |