بخشی از مقاله
چکیده
شرایط پیها و آنالیز گسیختگیهاي پی، نشان میدهد که ساختار زمینشناسی اغلب ویژگی مهمی است که طراحی و احداث پیهاي سنگی را تحت تاثیر قرار میدهد. اطلاعات جزئی درباره مشخصههاي ناپیوستگی جهتداري، طول فاصلهداري، ویژگیهاي سطح و مواد پرکننده همگی اطلاعات ضروري موردنیاز براي طراحی هستند. آزمایش زمینشناسی ساختاري یک محل به روشهاي مختلف انجام گرفته است.نمونه برداري و بارگذاري صحیح و تکنولوژي هاي موجود در امر اندازه گیري مثل روش هاي ژئوفیزیک ، استفاده از قوانین طبیعت ، ابزارهاي اندازه گیري و تکنولوژي هاي بسیار پیشرفته براي شناسایی عمیق و مسائل موجود ، مثل مشخص شدن عمق و اندازه ترك ها یا عمق و میزان فرسودگی مصالح از موضوعهاي این بخش هستند .
آزمایش ها به لحاظ هندسی ، بارگذاري ، کنترل و مدل سازي زمان حتی الامکان با مسئله واقعی هماهنگی دارد . - Stress – Path - به علت لایه لایه بودن و ترك خوردگی درسنگ بستر و وجود لایه هاي ماسه سنگ سست و شیب ها و عدم هدایت آبها ي سطحی و وجود آلاینده هاي ارگانیکی سنگ بستر نیاز به پایدار سازي دارد . با تحلیل هاي انجام شده روي نتایج ژئو فیریک و تحلیل عددي سه بعدي انجام شده - 3D finite Element - محل هاي ضعیف و نیازمند به تقویت معین شدهاند. روش استحکام بخشی به چهار شکل امکان پذیر بود : استفاده از شمعهاي بتن آرمه در جا، استفاده از شمعهاي پس تنیده بتن آرمه با استفاده از یک پل با حلقه بتن آرمه در سطح تزریق، استفاده از شمعهاي کوتاه یا میکرو پایل. در بررسی هاي انجام شده با توجه به شرایط محیطی و توان اجرایی آلترناتیو اول انتخاب شد و نقشه هاي اجرایی آن تهیه گردید.
واژگان کلیدي: قلعه فلکالافلاك، مقاومسازي، زمین شناسی مهندسی، بستر سنگی، شمع
مقدمه
زمینشناسی ساختاري به طور قابل توجهی روي پایداري پیهاي سنگی تاثیرگذار است. اغلب سنگها و تودههاي سنگی ذاتاً داراي استحکام و مقاومت کافی جهت تحمل بارهاي ناشی از سازههاي مختلف می باشند اما شرایط مختلفی که براي سنگها مطرح می گردد - از قبیل هوازدگی، تركخوردگی، رشد و توسعه درزها، گسلزایی و ... - می توانند رفتار آن را در قبال بارهاي وارده تغییر داده و موجبات ناپایداري و تزلزل توده سنگی را فراهم نمایند. اگر سنگ در برابر بارهاي وارده ضعیف باشد، تغییر شکلهاي بزرگی در سنگ پدید می آید که نهایًتا منجر به انهدام پی سنگی و تخریب سازه متکی به آن میگردد. در مواردي که سنگ ذاتاً ضعیف است مثل سنگ-هاي گچی، شیلهاي رسی، ماسهسنگهاي خرد شونده توفهاي آتشفشانی، سنگهاي آهکی متخلخل و یا سنگ در معرض هوازدگی قرار میگیرد و یا سیستمهاي زیادي از درزها در سنگ وجود داشته باشد و یا داراي حفرات زیادي باشد تغییر شکلهاي ایجاد شده در سنگ ناشی از وارد شدن بارهاي سازه بر آن به شدت بر مقاومت و تاب تحمل سنگ تاثیر میگذارند.
براي پیهاي روي سنگ قوي اما درزدار، گسیختگیهاي ظرفیت باربري و نشست بیش از حد که به ندرت اتفاق میافتد، و دلیل رایجتر ناپایداري حرکت بلوكهاي سنگ است. اطلاعات طراحی که نیازمند زمینشناسی ساختاري است شامل جهتداري، طول و فاصلهداري ناپیوستگیها و مشخصههاي سطح و مواد پرکننده میباشد. اولین پارامتر از سه پارامتر ذکر شده شکل و اندازه بلوکها را در پی تعریف میکند و همچنین جهتی که در آن جهت لغزش میکنند، در حالیکه دو پارامتر بعدي، مقاومت برشی و مشخصههاي نشست را تعیین میکند.بلوكهاي تشکیل شده بوسیله ساختار زمینشناسی میتواند به سه دسته مختلف تقسیم شود بلوكهاي صفحهاي، بلوكهاي گوهاي و بلوكهاي واژگونی - شکل . - - a-c - 1 در مقابل، در سنگی که تركخوردگیهاي تصادفی نزدیک به هم دارد جهت غالبی در ساختار وجود ندارد و معمولاً یک سطح لغزش منحنی شکل کمعمق با شعاع بزرگ تشکیل میشود - شکل . - - d - 1
در شکل - 1 - دو نوع شرایط زمینشناسی که عموماً پیهاي پایدار را تشکیل میدهد نشان داده شده است. در جایی که ساختار زمینشناسی اصلی موازي با جبهه - شکل - - e - 1 است یا به سمت جبهه شیبدار است - شکل - - f - 1، لغزش غیرممکن است. اگرچه براي شرایط نشان داده شده در شکل - - e - 1 - ، در صورتیکه شیب زیاد باشد و لایهها یک شکل محدب رو به بیرون داشته باشند خطر کمی براي گسیختگیهاي کمانش وجود دارد 1981 - ، . - Cavers در جایی که لایهها به سمت نما شیب دارند، پی پایدار خواهد بود، اما در صورتیکه لایهها شامل یک ماده پرکننده تراکمپذیر باشند ممکن است نشست رخ دهد. روشهاي آنالیز پایداري که در این فصل ارائه شده است بر اساس روش تعادل حدي است. این تکنیک توسط هوك و بري - 1981 - ایجاد شد و هنوز با گستره وسیعی از شرایط ژئوتکنیکی انطباق دارد.[1]
پیشینه تحقیق
حفاظت از سازه هاي تاریخی، با توجه به اثر زلزلههاي گذشته در دنیا و با استفاده از تکنولوژيهاي جدید تجربه علمی گستردهاي رادر بر دارد. خلق ابزارهاي توانمند - تکنولوژي - و مصالح جدید با خواص مناسب مهندسی و طرح، توانسته است در راستاي کوشش مهندسین، حافظ سازههاي تاریخی، فتح مهندسین را در این جدال خورندگی طبیعت و میل بقاء انسان به بار بیاورد. تکنولوژي تعمیر و تقویت از زمان هر سازهاي به صورت سنتی وجود داشته که سعی شده از هندسه و مصالح مشابه و با رعایت پیوستگی کامل انجام شود. در ایران تعمیر و مقاومسازي سنگ بستر , مثل سازههاي موجود در پاسارگاد , تختجمشید , کتیبه بیستون , پل خسرو و به شکلهاي مختلف بست و ترکیب و سنگدوز یا Anchor bolt موجود وابسته است.
در سالهاي اخیر با توجه به قدرتمندتر شدن کامپیوترها ، مدلهاي تحلیلی ، مدلهاي رفتاري مصالح ، تحقیق و خلاقیت در تولید مصالح دلخواه - عصر مصالح مهندسی - ، با مدلسازي ریاضی سازه مورد نظر میتوان رفتار سازه را با اعمال تغییرات تعمیري، با دقت بسیار بالایی پیشبینی نمود. میتوان میزان مقاوم سازي را مشخص نمود , میتوان اندر کنش قسمت الحاقی را با قسمت اصلی مشخص نمود و میتوان عمر مقاومت را تعیین نمود.در این روند وضعیت موجود اعم از زمین زیر سازه، پی، اسکلت، دیوارها و سقفها و خرابیهاي موجود، بارگذاريهاي انجام شده و حافظه مکانیکی بنا و ... مدلسازي شده، حال سازه به صورت عددي معین میشود.
با داشتن وضعیت فعلی سازه و پیشبینی اتفاقهاي طبیعی آینده و اعمال اصلاحات سازهاي ، با استفاده از مدلهاي سه بعدي، غیرخطی و تابع زمان رفتار سازه در شرایط مختلف تفسیر و پیشبینی میشود. با این پیشبینیها تصمیمگیريها روي آلترناتیوهاي مختلف و قضاوتهاي مهندسی انجام میگیرد. با استفاده از مدلهاي رفتاري پیشرفته براي مصالح، مدل تحلیلی سازه در روش تحلیل مناسب میتوان گذشته سازه را با روش ریاضی بازسازي نمود - Back Analysis - با این کار مدلها در روشها ، خواص مصالح انتخابی، زمین و مدل مصالح کالیبره میشوند.تعیین نقاط ضعف و یا محلهاي امکان تقویت و یا نحوه و سیستم سازهاي کمکی میزان دخالت در سازه , همه از موضوعاتی هستند که در شرایط فعلی تحلیل مهندسی قابل کنترل و تعیین هستند.
مشخصات قلعه قلعه فلکالافلاك در شهرستان خرمآباد واقع شده است و متعلق به دوره ساسانی میباشد. قلعه روي صخره بلندي واقع شده است کهمتشکل از سنگهاي لایه بندي شده است. قلعه روي یک یال طاقدیس طولانی لایههاي آهکی ساخته شده که محور طاقدیس و قلعه تقریباً غربی-شرقی می باشد. ارتفاع کرسی چینی آن حدود 20 متر و ارتفاع بالاي کرسی چینی حدود 5 متر و جمعاً 25 متر می باشد.زاویه شیب لایههاي زمین باعث چند مدل خرابی در قلعه شده است. قسمت اصلی طاقدیسی که قلعه روي آن ساخته شده - برجهاي 2، 3 و - 4 در سمت راست روي بخش بریده شده طاقدیس - شکست طبیعی - یعنی با کرسی چین بسیار بلند حدود 20 متر و برجهاي 6 و 7 در سمت چپ روي یال ممتد و پایدار کلی طاقدیس قرار دارند. در این جبهه پایداري قطعات صخره به صورت وضعی است.برجهاي 5 و 8 در بخشهاي بریده شده و عرضی طاقدیس قرار دارند.
زمین قلعه زمین به دو بخش تقسیم می شود:
:G1 پوسته زمین و زمین زلزله ساز
:G0 بستر سنگ و زمینی که پی روي آن قرار میگیرد - زلزله: α=0.35 ، - α =0.45 –A سنگ بستر ، لایه هاي سنگ آهک در بخشی از یک طاقدیس - Bed Rock - – B ارتباط سنگ بستر و کرسی چینی - صفه - و تراش سنگ بستر Interface
تاثیر زمین بر سازه
