بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به اجرای ترانشه کیلومتر 288+763 الی 288+976 آزادراه اصفهان - شیراز ، و مشاهده ناپایداری در دیوارههای ترانشه، لزوم پایدارسازی ضروری میباشد. در همین راستا به منظور تحلیل پایداری و ارائه راهکارهای مناسب جهت پایدارسازی، مطالعات در سه بخش دفتری، صحرایی و نرمافزاری انجام گردید. بر اساس مطالعات صحرایی و ژئوتکنیکی، دیوارههای ترانشه شامل یکی دو متر پوشیده از خاک و بلوکهای آهکی است و زیر آنها رسوبات شیل و مارن گورپی است. شیلهای مارنی، یکنواخت و سست و زود فرسا هستند. که به مرور زمان تحت تاثیر فرایندهای هوازدگی ریزش مینمایند.
به منظور تحلیل پایداری با استفاده از روشهای تحلیلی در نرمافزار SLIDE استفاده شده است. تحلیل پایداری ترانشه مذکور به روش استاتیکی و شبه استاتیکی صورت گرفت، نتایج مطالعات و بررسیها نشان میدهد در مصالح مارنی، شیلی با تغییر هندسه شیب نمیتوان به ضریب اطمینان مطلوبی برای پایدارسازی رسید. بنابراین برای رسیدن به پایدارسازی مطلوب در دراز مدت نیاز به اجرای عملیات شاتکریت، نیلینگ ویا احداث دیوار حایل میباشد.
1. مقدمه
تجزیه و تحلیل و ارزیابی پایداری شیروانی در محیط خاکی و سنگی متاثر از عوامل زیادی بوده و مستلزم در نظر گرفتن اثر تمامی این عوامل میباشد.خصوصیات ساختاری و زمینشناسی، هیدرولوژی، توپوگرافی، هندسه و مصالح بر پایداری یک شیروانی اثر میگذارند. در روند طراحی شیب توجه به این نکته ضروری است که مشخصات توده سنگ و خاک در حالت طبیعی با پارامترهای که از طریق آزمایش بر روی نمونهها بدست میآید به علت وجود زونهای ضعیف در توده خاکها و صفحات ناپیوستگی از قبیل ترکها، درزهها، گسلها و ... در سنگها، ممکن است کاملاً متفاوت باشد. از طرفی وضعیت توپوگرافی و هندسه صفحات ناپیوستگی نیز میتواند در رفتار سنگ تاثیر بگذارد.
آزادراه اصفهان شیراز 325 کیلومتر طول دارد . 116 کیلومتر این مسافت ، یعنی از اصفهان تا نزدیک ایزدخواست ، مسیر در استان اصفهان قرار می گیرد و کم و بیش به موازات جاده موجود در یک دشت صاف و هموار پیش می رود . ازکیلومتر 116 به بعد آزادراه وارد استان فارس می شود و تا شیراز ، از سرزمین های مختلف شامل دشت های صاف و هموار تا مناطق تپه ماهوری و کوهستانی عبور می کند و از این رهگذر حدود 6 تونل و 36 ترانشه بلندتر از ده متر و تعدادی گالری را پشت سر می گذارد .
از نظر تقسیمات زمین شناسی ایران ، آزادراه از کیلومتر صفر تا حدود کیلومتر 160 در زون سنندج سیرجان قرار می گیرد و از کیلومتر 160 به بعد وارد زاگرس می شود که بخش اول آن یعنی از کیلومتر 160 تا حدود کیلومتر 220 در منطقه زاگرس مرتفع - - High Zagros است و بقیه در زاگرس چین خورده است .
بنابراین احداث آزادراه در این استان از زیرساخت های مهم در توسعه اقتصادی کشور میباشد. و در همین راستا با توجه به کوهستانی بودن برخی مناطق در مسیر آزادراه و احداث ترانشه ها به ارتفاع بلند در خاک مارنی و شیلی و همچنین مشاهده باپایداری در دیواره ترانشه ها، تحلیل پایداری ترانشه ضروری است.به همین منظور ترانشه کیلومتر 288+763 الی 288+976 مورد بازدید قرار گرفت و جهت تحلیل پایداری از برنامه SLIDE استفاده شده است. منطقه مورد مطالعه در 120 کیلومتری شمال غرب شهر شیراز واقع شده است، که در شکل 1 ، موقعیت منطقه مورد بررسی روی تصویر Google Earth نشان میدهد.
شکل - 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه روی تصویر Google Earth
بخش عمده این ترانشه از یک سرزمین نسبتاً تپه ماهور و نیمه کوهستانی عبور داده شده، که تنها بخش انتهایی ترانشه، مرفولوژی نسبتاً ناهموار و تپه ماهوری دارد شکل .2 در اینجا جنس تودهسنگ اصلی در برگیرنده ترانشه بعد از یک الی دو متر خاک سطحی، شیلهای مارنی سست سازند گورپی است.
شکل- 2 نمایی از محل اجرای ترانشه و ناهمواریهای زمین شناسی منطقه مورد بررسی
2. مشخصات فیزیکی ترانشه مورد مطالعه
ترانشه مورد بررسییک ترانشه دو طرفه با دیوارهای نسبتاً بلند است که ارتفاع دیوارههای سمت چپ و راست تقریباً تفاوت زیادی ندارد. بیشترین ارتفاع ترانشه در محور راه حدود 28 متر است. در سراسر مسیر ترانشه، زمین پوشیده از جنگل و یکی دو متر خاک سطحی است. زیر خاک سطحی شیلهای سازند گورپی است که در شکل شماره 2 ملاحظه میشود. در مسیر این ترانشه همچنان بلوکهای بزرگ آهکی در سطح زمین پراکنده است.
سازند گورپی در ترانشه شامل شیل مارنی متناوب با مارن و به ندرت میان لایههای آهک مارنی متوسط تا نازک لایه است که شیب و امتداد شیبی برابر 25/255 درجه دارندو. هر چند سطح آنها عموماً بعلت هوازدگی پوشیده از خاک است و درزهها دیده نمیشوند اما در بعضی آبراههها رخنمونهای محدودی از این شیلهای مارنی وجود دارد که اثر درزه درشان به وضوح دیده میشود.
3. برآورد پارامتر های ژئومکانیکی
جهت تعیین پارامترهای ژئومکانیکی تودهسنگ از نتایج آزمایشگاه ژئوتکنیک و همچنین توصیفات و برداشتهای زمین-شناسی کمک گرفته شده است و در نهایت با استفاده از نرمافزار و نهایتاَ قضاوت مهندسی پارامترهای ژئومکانیکی تودهسنگ انتخاب شده است. تودهسنگ در محدودههای مورد بررسی عموماَ درزهدار و خرد شده میباشد و در محلهایی که امکان درزهبرداری وجود داشته اقدام به برداشت درزهها شده است. در شکل شماره 3 مشاهده میشود مشخصات این درزهها به قرار زیر است:
شکل - 3 دسته بندی درزه ها در محل ترانشه
آزیموت محور راه در محل ترانشه S25E است که با امتداد لایههای شیل زاویهای حدود 10 درجه میسازد در
نتیجه در نیمرخ طولی زمینشناسی ترانشه شیب ظاهری لایهها 5درجه خواهد شد. در مقطع عرضی زمین شناسی 80 درجه است لذا با شیب واقعی لایهها رو به رو خواهیم بود.
