بخشی از مقاله
خلاصه
زمینشناسی مهندسی و بررسیهای ژئوتکنیکی برای بسیاری از طرحهای عمرانی به عنوان یکی از اولین و مهمترین مطالعات مربوطه مطرح بوده که در رویکرد مرسوم این مطالعات با مشاهده مستقیم پارامترهای مورد نظر مطالعه می گردد. این رویکرد با این که روشی مطمئن میباشد اما دارای نقایصی است که در صورت برطرف نشدن مانع از نتیجهگیری درست میشوند. یکی از نقایص آن زمانبر بودن و هزینه بالای آن و پیوسته نبودن دادهها دلیل امکان عدم حفر چندین گمانه بیشتر بوده، در حالی که ممکن است عدسیهای کوچک بسیار حائز اهمیت ازدید ژنهان باشند.
مطالعات ژئوفیزیکی که بر مبنای واکنش لایههای زمین به محیط استوار است نقایص مطالعات مستقیم را بر طرف میکند. اما این در صورتی است که نتایج بدست آمده در با نتایج مستقیم صحتسنجی شوند.در این مطالعه به بررسی نتایج بدست آمده و تفسیر مشاهدات دادههای ژئوفیزیکی - ژئوالکتریکی و لرزهای - در شهر سمنان پرداخته شده که در ابتدا نقشه های هم مقاومت و همسرعت برای چندین عمق ترسیم شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است.
در پایان با استفاده از نمودارهای سرعت امواج لرزهای در مقابل عمق، لایههای مختلف - بر اساس الگوی رفتاری نسبت به سرعت امواج لرزهای - متمایز و در منطقه ردیابی شده است. در همه بخشهای مطالعه تلاش شده است که مشاهدات مستقیم ژئوتکنیکی و غیرمستقیم ژئوفیزیکی با هم مقایسه شوند که در بیشتر موارد مطابقت بسیار خوبی نشان میدهند.
.1 مقدمه
مطالعات ژئوتکنیکی به عنوان مقدمهای بر طراحی پی سازههای مختلف، چند دهه بیشتر نیست که در دستور کار سازمانها و مؤسسات و نهادهای متصدی ساختمانها و ابنیه مختلف مسکونی، صنعتی، اداری- تجاری و عمرانی قرار گرفته است، پس از این نظر علم جوانی به حساب میآید.
به منظور اجرای هر طرح عمرانی مطالعات ژئوتکنیکی به عنوان یکی از اولین و مهمترین بخش مطالعات مطرح بوده که در صورت ناکامل یا ناقص بودن این مطالعات، انجام یک طرح عمرانی به نتیجه مطلوب نمیرسد. پر واضع است که در صورت دقت بالا از بررسی مستقیم لایههای زمین - در مطالعات ژئوتکنیکی - نتایج دقیقی حاصل میشود. بهطوریکه با استفاده از حفر گمانه بهطور مستقیم لایههای زیرین زمین - تا عمق مورد نظر - مورد بررسی قرار میگیرند
اما مسئله به این سادگی نیست. مطالعه ژئوتکنیکی دقیق و جامع، مطالعهای است که وسعت بیشتری از منطقه مورد مطالعه را پوشش دهد. نکته مهم دیگر نیز این است که حفر گمانه به منظور مطالعات ژئوتکنیکی به صورت پیوسته بسیار گران قیمت میباشد .مبنای روشهای ژئوفیزیکی بر اساس واکنش لایههای زمین نسبت محیط میباشد . بهطوریکه لایههای زمین به دلیل ویژگیهای خاص خود باعث واکنش متفاوت موج یا اشعه در آنها میشود. مشخصات زمین در این روشهاعمدتاً بر اساس برقراری ارتباط بین خواص خاک یا سنگ و خصوصیات امواج فیزیکی حاصل میشود. در نتیجه با استفاده از بررسیهای امواج برگشتی و یا حتی عبوری در موارد زیادی میتوان به ویژگیهای لایههای زمین پی برد .
اما به منظور استفاده از داده ژئوفیزیکی در تحلیل لایههای داخل زمین نیز باید به این نکته دقت کرد که باید در درجه اول این عملیات با دقت بالایی صورت گیرد و در درجه دوم این که صحت این دادهها مورد تأیید قرار گیرد. بدین منظور در این مطالعه داده های ژئوفیزیکی در کنار دادههای ژئوتکنیکی مورد بررسی قرار میگیرند، همچنین الگوهای خاصی به دست میآید که برای بررسی منطقهای بسیار مفید خواهد بود. در پایان سعی بر آن است که با تأیید صحت دادههای ژئوفیزیکی، کل منطقه با استفاده از این دادهها مورد ارزیابی قرار گیرد و یک مدل مفهومی و پیوسته از لایههای زیرین زمین که به برای احداث طرحهای عمرانی مورد نیاز است ارائه گردد.
.2 مطالعات ژئوالکتریکی
ژئوالکتریک یکی از روشهای ژئوفیزیکی است که به طور گسترده در مطالعه پوسته زمین کاربرد دارد. اصول فیزیکی روشهای ژئوالکتریک بر میدانهای الکتریکی و الکترومغناطیسی استوار است. این میدانها میتوانند منشأ طبیعی یا مصنوعی داشته باشند. در این روش برخلاف حفاری مستقیم، ابزار بررسی به صورت غیرمستقیم و با استفاده از میدانهای الکتریکی و الکترومغناطیسی است. این امواج ضمن انتشار در لایههای زمین اطلاعات مربوط به توالی لایهها، عوامل تکتونیکی و غیره اطلاعاتی را به محقق میدهند.
مطالعات ژئوالکتریکی به منظور کاوشهای عمیقتر از مطالعات سایزمیکی - لرزهای - و ژئوتکنیکی جهت آشکارسازی گسلهای نهان، سنگ کف زمینشناسی، وضعیت نهشتههای آبرفتی تا عمق تجسس ژئوالکتریکی، وضعیت آبخوان، جانمائی لنزهای ریزدانه و درشتدانه در نهشتههای سطحی و در نهایت بررسی توزیع مقاومت الکتریکی در افقهای عمقی متفاوت انجام یافته است. کاوش ژئوالکتریکی با روش سونداژ الکتریکی قائم با آرایه شلومبرژه در محدودههای مذکور بکار گرفته شد. دستگاه اندازهگیری دارای حساسیت تا mV 0.01 بوده که به همراه تجهیزات دیگر نظیر الکترودهای برنجی و کابل و قرقره برداشت دادههای صحرایی امکانپذیر شده است.
. 1-2 مطالعات ژئوالکتریکی منطقه مورد مطالعه
مطالعات ژئوالکتریکی با روش سونداژ زنی الکتریکی با آرایه شلومبرژه در نقاط اندازهگیری که پس از بررسیهای میدانی اولیه و با توجه به امکان گسترش سیمها تا 1000 متر تعیین شده بودند، انجام یافت. دور تا دور شهر سمنان بطور منظم برداشت شد و پروفیلهای اطراف شهر را تشکیل دادند که از نظر بررسی اثر گسلها در آبرفتها دارای اهمیت میباشند.
علاوه بر پروفیلهای کناری که محدوده شهر را محصور کردند، در داخل محدوده شهر با توجه به وجود فضای کار نقاط سونداژ پیاده شدند. برداشتهای ژئوالکتریکی سمنان در چند دو مرحله انجام یافت و مشکل اصلی برداشتهای میدانی وجود مستحدثات شهری بوده که گسترش سیمها را به منظور مطالعات عمیقتر با مشکل همراه میخواست.
تعیین محل نقاط برای اندازهگیری وقت زیادی از اکیپ صحرایی را به خود اختصاص داد. در شکل - - 1 نقشه موقعیت مطالعات ژئوفیزیکی نشان داده شده است. مشاهده میگردد که در برخی از نقاط و بخصوص مناطق شلوغ و پرتراکم شهر سمنان بدلیل عدم امکان برداشتهای ژئوالکتریکی فواصل سونداژها بیشتر میباشد.
همانطور که ذکر گردید با توجه به اهداف مطالعات ریز پهنهبندی لرزهای، شناسایی گسلهای نهان و پوشیده در زیر ساختگاه شهر از اهمیت بالایی برخوردار بود که در مطالعات ژئوالکتریکی، دور تا دور محدوده شهر سمنان تا حد امکان بطور منظم برداشت شد، با این طراحی مطالعات مسلماً امتداد گسلهای احتمالی عبوری از ساختگاه شهر و نزدیک به سطح زمین که آبرفتها را نیز تحت تأثیر قرار داده باشد - گسلهای جوان و لرزهزا - قابل شناسایی خواهد بود.
شکل -1 نقشه موقعیت مطالعات ژئوالکتریکی شهر سمنان
. 2-2 شرح نقشههای هم مقاومت الکتریکی ظاهری
به منظور درک چگونگی گسترش لایههای عمقی و دارای مقاومت یکسان و تعیین حدود گسترش زونهای دارای دانهبندی برابر، اشباع یا غیر اشباع و همچنین سنگ کف منطقه اقدام به ترسیم نقشههای هم مقاومت برای عمق تقریبی 5، 10، 15، 20، 30 متر هستند و در این نقشهها تغییرات عمقی مقاومت در کلیه نقاط بررسی شده است. بدیهی است پراکنش نقاط برداشت در ایجاد چنین نقشههائی نقش مهمی دارد که در شهر سمنان بدلیل وجود موانع متعدد پراکندگی نقاط از حالت منظم خارج شده و دچار تغییرات مکانی شده است.
نقشه هم مقاومت الکتریکی ظاهری برای عمق 5 متر: عمق کاوش حدود 5 متر میباشد که در جنوب و جنوب شرقی مقاومت الکتریکی پائینتر و در شمال و شمالغربی و غرب مقاومت بالاتر است. مقایسه دو افق عمقی مطالعه شده نشان میدهد که با افزایش عمق حدود مقاومت بطور کلی کاهش تدریجی مییابد.
