بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله تلاش شده است تا با توجه به اطلاعات بدست آمده از بخشی از آبرفتهاي سطحی شهر گرگان، مشخصات ژئوتکنیکی آنها تعیین گردد. بدین منظور با توجه به گمانههاي اکتشافی حفر شده در ناحیه مورد مطالعه و آزمایشات ژئوتکنیکی انجام شده در آنها، پارامترهاي مهندسی بخشی از رسوبات سطحی شهر گرگان، درمحدوده مورد مطالعه تعریف و تدقیق شده است. براساس نتایج مطالعات ژئوتکنیک، رسوبات سطحی شهر گرگان تا عمق 5 متري از دو تیپ متفاوت زمین شناسی تشکیل شده است. تیپ اول که در قسمتهاي شمالی شهر بیشتر دیده میشود شامل رسوبات ریزدانه رسی میباشد که اغلب از دیدگاه طبقهبندي متحد در دسته رسهاي لاغر قرار میگیرند اما تیپ دوم که در جنوب شهر و نواحی کوهپایهاي بیشتر گسترش دارد، از دو لایه تشکیل شده است که تا عمق 3 متري از همان خاك ریزدانه بوده و زیر آن لایهاي از رسوبات درشت دانه شنی - GP - قرار دارد.
.1 مقدمه
با توجه به گسترش روز افزون شهرنشینی، هر روز نیاز بشر به ساخت سازههاي عمرانی افزایش مییابد. بنابراین داشتن درك صحیحی از مشخصات ژئوتکنیکی خاك ها براي ساخت سازه هاي جدید فاکتور مهمی در توسعه مهندسی محدوده شهرها میباشد. علاوه بر این تقریباً در تمامی پروژه هاي عمرانی، مطالعات ژئوتکنیک بخش آغازین و مهمی از آن را به خود اختصاص می دهد. شهر گرگان در استان گلستان از شهرهایی است که ساخت و سازهاي فراوانی در آن صورت میگیرد که رو به افزایش نیز میباشد. گرگان بر روي رسوبات سست و جوان بنا شده است. بخش زیادي از رسوپوشاننده گستره مورد مطالعه که در شمال ایران قرار دارد از نهشتههايعمدتاً ریز دانه می باشد. این رسوبات علیرغم قوام و سختی بالا در زمان خشک بودن، پس از جذب رطوبت مقاومت خود را به سرعت از دست میدهند.
در زمینه شناسایی خواص مهندسی و پهنه بندي مهندسی محدوده هاي شهري مطالعات فراوانی در سطح جهان صورت پذیرفته است که در ادامه این بخش به برخی از آنها اشاره خواهد شد. ماتیلدس و همکاران[1] 1 مدل سه بعدي ژئوتکنیکی شهر لیسبون در کشور پرتغال را تهیه کردند. آنها پایگاه دادههاي زمینشناسی، ژئوتکنیکی و تکتونیکی شهر لیسبون را در پلاتفرم GIS ایجاد کردند. بدین ترتیب با این مدل قادر بودند مقاطع طولی و عرضی از نقاط مختلف شهر تهیه و اطلاعات آن را استخراج کنند. با این وجود امکان وارد کردند اطلاعات گمانههاي ژئوتکنیکی و بسط مدل مذکور میسر نبوده است. با این وجود آنها معتقد بودند مدلی که تهیه کردهاند به راحتی قابل بسط و گسترش است.
تاچ و همکاران[2] 2 سعی کردند با استفاده از مدل سازي سه بعدي زمینشناسی به خصوصیات ژئوتکنیکی لایههاي زیرین شهر فوم پن در کامبوج دست یابند. آنها براي دست یابی به این هدف از نرم افزار مدلسازي آب زیرزمینی ٣GMS استفاده کردند. آنها از اطلاعات 1200 گمانه اکتشافی در سطح شهر پنومپن4 استفاده کردند و مدل سه بعدي بدست آمده قادر بود اطلاعات خصوصیات فیزیکی خاك شامل، دانه بندي و حدود اتربرگ و ... را در کنار خصوصیات مقاومتی خاك شامل مقاومت برشی و زاویه اصطکاك را ارائه و در هر نقطه رابطه بین مقاومت برشی و عدد SPT را نشان دهد. آنها در نهایت خلاصه اي از ویژگیهاي ژئوتکنیکی شهر مورد مطالعه را ارائه نمودند.
عمر و همکاران[3] 5 به صورت مطالعه موردي در بریتانیا به بررسی مدلهاي سه بعدي زمینشناسی و ژئوتکنیکی پرداختند. به عقیده آنها، به دلیل کاستیهاي زیاد مدلهاي دو بعدي، تلفیقی از مدل هاي سه بعدي و نرمافزار GIS سبب میشود درك بسیار بالاتر و بهتري نسبت به ویژگیهاي خاك و سنگ منطقه داشته باشیم. به گفته آنها، گسترش استفاده از مدلسازي سهبعدي زمینشناسی براي اعماق کم سبب میشود با شناخت بهتري که نسبت به وضعیت لایههاي سنگ و خاك بوجود می آید، هزینه هاي اجرایی پروژههاي ساختمانی کاسته شود. همچنین به عقیده آنها این مدلها سبب کاهش ریسک در عملیاتهاي ساخت و ساز میشود.
تونینی و همکاران[4] 6 از ایده ساخت مدل سه بعدي زمینشناسی در حفاري و ساخت تونلی در مرکز ایتالیا بهره بردند. آنها ابتدا در نرمافزار GIS، بانک داده ها تشکیل داده و از آنها براي استفاده در نرمافزار AutoCAD خروجی میگرفتند. سپس مدل سه بعدي از واحدهاي زمینشناسی و ساختاري در مسیر تونل تهیه میشود و بدین ترتیب مقاطع مختلف زمینشناسی از مسیر تونل تهیه شده و خصوصیات زمینشناسی و ژئوتکنیکی در طول مسیر تونل مشخص گردیده است. تونینی معتقد است از این روش میتوان براي ساخت مدلهاي خاکی نیز بهره برد. زلاتنوا و همکاران[5] 7 به بررسی نقاط ضعف و قوت نرم افزار GIS در ساخت مدلهاي سه بعدي در زمینههاي مختلف و همچنین کاربرد آن در پهنه بندي مهندسی پرداختند.
لی و همکاران[6] 1 از مدل هاي سه بعدي براي درك بهتري از شرایط پیچیده زمینشناسی و ژئومکانیکی در سنگها استفاده کردند. بدین ترتیب که با ایجاد مدل سه بعدي از ناپیوستگیهاي تودهسنگ و به کارگیري روش مونتکالرو در ساخت سازههاي زیرزمینی مانند نیروگاه ها استفاده کردند. سرزینی و همکاران[7] 2 سعی کردند مدلی سه بعدي از طیف پاسخ زمینلرزه براي شهر تسالونیکی یونان تهیه کنند. آنها با جمعآوري اطلاعات لرزه اي منطقه، مدل عددي از شتاب زمینلرزه تهیه کردند.
هدف اصلی این مقاله تعیین خواص ژئوتکنیکی بخشی از رسوبات سست و سطحی شهر گرگان با استفاده از نتایج برخی از آزمایشات آزمایشگاهی و برجاي صورت گرفته در آنها و پس از آن تعیین محدوده پارامترهاي ژئوتکنیکی خاك منطقه می باشد. بدین منظور، با جمع آوري اطلاعات گمانه هاي اکتشافی ژئوتکنیکی حفر شده در برخی از نقاط شهر گرگان و اطلاعات برخی آزمایشات آزمایشگاهی و صحرایی موجود در آنها مشخصات ژئوتکنیکی خاك هاي سطحی گستره مورد مطالعه تعیین شده است.
تعیین محدوده پارامترهاي مقاومتی خاك هاي دانه ریز و دانه درشت سطحی منطقه مورد نظر تا عمق 7 متري می باشد. از این برداشت هاي صحرایی پارامترهاي مهندسی بخشی از این آبرفتها، که در محدوده مورد مطالعه گسترده است، تعریف و تدقیق می گردد. با توجه به مطالب بالا، میتوان کاربردهایی را براي این تحقیق در نظر گرفت. بعنوان مثال با توجه به تدقیق انجام گرفته و پارامترهاي ارائه شده میتوان در طراحیهاي مربوط به پروژههاي کوچک یا مطالعات اولیه مربوط به پروژههاي بزرگ که در نواحی نزدیک به منطقه مورد مطالعه اجرا میشوند از پارامترهاي ارائه شده در این تحقیق براي طراحی پیها استفاده کرد. همچنین در پروژهه هایی که نیاز به گودبرداري در آنها کمتر از 7 متر است میتوان از نتایج تحقیق حاضر و الگوي گودبرداري ارائه شده در خاك هاي ریزدانه چسبنده، براي گودبرداري پروژه مورد نظر استفاده کرد.
.2 مواد و روشها
.1 .2 منطقه مورد مطالعه
محدوده مورد مطالعه بنام شهر گرگان شناسایی میگردد که در استان گلستان و بین مختصات 54 درجه، 23 دقیقه
æ 53 ثانیه تا 54 درجه، 31 دقیقه و 11 ثانیه طول جغرافیایی و 36 درجه و 36 دقیقه و 51 ثانیه تا 36 درجه و 43 دقیقه
æ 59 ثانیه عرض جغرافیایی قرار گرفته است. موقعیت شهر گرگان بر روي نقشه ایران در شکل 1 نشان داده شده است.
