بخشی از مقاله
مطالعات تکميلي ريزپهنه بندي جنوب تهران از ديدگاه شرايط ساختگاه
چکيده : به دنباق تعريف طرح ملي تحقيقات مطالعات تکميلي ريزپهنه بندي جنوب تهران از ديدگاه شرايط ساختگاه مقرر گرديد که مطالعات انجام شده غبلي در جنوب شرق و جنوب غرب تهران توسط پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله تکميل و نقشه هاي مختلف ريزپهنه بندي با دغت بيشتر تهيه و آماده شوند. در اين راستا بخشهاي مختلف مطالعات مرحله غبل مورد بررسي و ارزيابي مجدد غرارگرفته و با توجه به داده هاي جديد و عمليات صحرايي انجام گرفته ،نقشه هاي ريزپهنه بندي تاحد ممکن تدغيق شده اند.در اين ارتباط و پس از تعيين پروفيلهاي ژئوتکنيکي منطقه و مقايسه و تيپ بندي آنها، پاسخ لرزه اي پروفيلهاي تيپ براساس حرکات ورودي تعيين شده در سطوح مختلف زلزله بدست آمده است .تحليلها به صورت يک بعدي و با استفاده از نرم افزار SHAKE انجام گرفته و اهم نتايج شامل نقشه هاي توزيع پريود طبيعي آبرفت ، پريود ديناميکي آبرفت ، حداکثر شتاب سطح زمين و حداکثر سرعت سطح زمين بدست آمده اند.در اين مقاله خلاصه مطالعات انجام گرفته ارائه خواهد گرديد.
مقدمه
اهميت اجتماعي ،سياسي و اغتصادي تهران از يک سو و احتماق وغوع يک زمينلرزه بزرگ از سوي ديگر، لزوم بررسي هرچه دغيقتر وضعيت لرزه خيزي اين منطقه و ابعاد مختلف آن را آشکار مي سازد که بايستي بطور جداگانه مورد بررسي غرار گيرند.يکي از ابعاد مطالعات لرزه خيزي شهرهاي بزرگ نظير تهران که بنا به تجربه زلزله هاي مختلف دنيا و زلزله منجيل - رودبار(۱۳۶۹) شايد از مهمترين آنها باشد، بررسي تاثير شرايط محلي ژئوتکنيکي آبرفت بر روي مشخصات جنبش غوي سطح زمين است . در اين مطالعات که در غالب ريزپهنه بندي ژئوتکنيک لرزه اي شهرها از نقطه نظر تاثير ساختگاه صورت مي پذيرد، مناطق مشابه از نقطه نظر پاسخ لرزه اي سطح زمين شناسايي و طبقه بندي مي شوند.نقشه هاي ريزپهنه بندي بدست آمده در اين مطالعات ابزار کارآمدي در برنامه ريزيهاي شهري ، توسعه شهري و شناسايي مناطق آسيب پذير در حين زلزله بشمار مي روند.
پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله در راستاي اهداف و وظايف خود و به منظور کاهش خطرات ناشي از زمينلرزه در کشور، ريز پهنه بندي مقدماتي ژئوتکنيک لرزه اي جنوب تهران از ديدگاه تاثيرات ساختگاه را در غالب يک طرح تحقيقاتي از ساق ۱۳۷۴ آغازو در ساق ۱۳۷۶ به پايان رساند.در طوق اين مدت ، ضمن جمع آوري اطلاعات موجود نظير اطلاعات مربوط به حفاريهاي ژئوتکنيکي ، مطالعات گسترده صحرايي نيز بهمراه آزمايشات لرزه نگاري و برداشتهاي خرد لرزه اي (ميکروترمور)صورت پذيرفت .پس از اتمام مطالعات صحرايي ، مطالعات دفتري شامل تفسير داده هاي حاصل از آزمايشات لرزه نگاري و برداشتهاي خردلرزه اي ، تهيه پروفيلهاي نماينده ، تعيين حرکت ورودي ، تحليل ديناميکي آبرفت و تهيه نقشه هاي ريزپهنه بندي و تفسير نتايج حاصله نيزانجام گرديد.محدوده اين مطالعات که وسعتي برابر۲۸۶ کيلومتر مربع دارد، از شماق به خيابانهاي انقلاب ، آزادي و دماوند، از جنوب به منطقه بهشت زهرا و شهر ري ، از شرق به کوههاي شرق تهران و از غرب به مسيل کن محدود مي گردد.در منطقه مورد مطالعه بدليل شيب کم زمين ، وضعيت توپوگرافي اهميت و تاثير چنداني نداشت و بررسيها منحصر به تاثير شرايط خاف محل شده است .
در مطالعات فوق الذکر براي بررسي و تحليل تاثير آبرفت در نقاط مختلف ، منطقه به واحدهاي مربع شکل به ابعاد ۱*۱ کيلومتر تقسيم و با استفاده از کليه اطلاعات زمين شناسي و گزارشات ژئوتکنيکي در دسترس مربوط به منطقه ، براي هر واحد پروفيل ژئوتکنيکي تعيين گرديد.براي تعيين پروفيلهاي ژئوتکنيک لرزه اي منطقه و در تعدادي از نقاط ، پروفيلهاي لرزه نگاري برداشت و با توجه به مجموعه اين اطلاعات ، وضعيت ژئوتکنيکي منطقه در غالب تعدادي پروفيل نماينده جهت تحليل ديناميکي آبرفت تعريف و مشخص گرديد. پس از انجام تحليلهاي يک بعدي با استفاده از نرم افزارهاي معتبر موجود و به منظور کنترق موغعيت سنگ بستر لرزه اي و پريود طبيعي محاسباتي ، در نقاطي از سطح منطقه مطالعات خردلرزه سنجي هم انجام گرديد. نهايتاً نتايج تمامي اين مطالعات در غالب دو گزارش جداگانه براي جنوب غرب (۱۳۷۶)و جنوب شرق (۱۳۷۷) تهران توسط پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله انتشار يافت .
متعاغب تعريف طرح تحقيقات ملي مطالعات ژئوتکنيک لرزه اي شهر تهران بعنوان يکي از اولويتهاي تحقيقاتي پيش بيني شده توسط کميسيون عمران و زلزله شوراي پژوهشهاي علمي کشور مقرر شد که مطالعات ريز پهنه بندي ژئوتکنيک لرزه اي جنوب تهران از ديدگاه تاثيرات ساختگاه انجام گرفته توسط پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله ، بعنوان بخشي از مطالعات ژئوتکنيک لرزه اي شهر تهران تکميل و تدغيق شده و نقشه هاي مختلف ريز پهنه بندي (شامل پريود طبيعي ، پريود ديناميکي آبرفت ، شتاب بيشينه سطح زمين و...) براساس آخرين اطلاعات جمع آوري شده به روز گردند.اين مقاله به طور خلاصه نتايج نهايي مربوطه به اين طرح تحقيقات ملي (۱۳۸۰) را ارائه مي دهد.
چارچوب انجام مطالعات
با توجه به چارچوب کلي مطالعات غبلي در زمينه ريز پهنه بندي ژئوتکنيک لرزه اي از ديدگاه تاثيرات ساختگاه در جنوب غرب و جنوب شرق تهران ، محدوده اي از شهر تهران که در اين مطالعات مورد بررسي غرار گرفته و مطالعات غبلي
را تکميل و تدغيق نموده ، در شکل (۱)نشان داده شده است .چارچوب کلي انجام مطالعات شامل بخشهاي زير بوده است :
تکميل و جمع آوري اطلاعات ژئوتکنيکي
اين مرحله مطالعات اوليه و بازنگري منابع موجود را در بر گرفته و طي آن اطلاعات ژئوتکنيکي موجود و در دسترس ، بهنگام و تکميل شده است .اطلاعات تکميلي مورد نياز جهت ارزيابي وضعيت زمين شناسي و ژئوتکنيکي محدوده مورد مطالعه و نيز پارامترهاي مورد نياز جهت تحليل پاسخ لرزه اي آبرفت در هريک از واحدهاي شبکه اي از طريق نهادها، سازمانها و مشاورين ذيربط در پروژه هاي عمراني سطح شهر تهران تهيه شده اند. توزيع مکاني و پراکندگي اطلاعات ژئوتکنيکي جمع آوري شده در اين مرحله از مطالعات در گستره طرح که ۱۸۷ محل و بيش از ۲۷۰ گمانه را در برمي گيرد در شکل شماره (۲) آمده است . همچنين در شکل (۲) اطلاعات جمع آوري شده مطالعات غبلي که در اين مرحله از مطالعات هم مورد استفاده غرار گرفته است نمايش داده شده اند. اين اطلاعات نيز به ۱۸۹ محل و ۴۰۰ گمانه بالغ مي گردد.
مطالعات ژئوتکنيکي صحرائي
در بخش مطالعات ژئوتکنيکي صحرائي ، حفاري ۲۶ حلقه گمانه در نواحي و بخشهاي مختلف محدوده تحت مطالعه در اعماق گوناگون بامتراژ کلي در حدود ۷۶۰ متر صورت پذيرفته است .انتخاب محل گمانه ها براساس امکان انجام عمليات حفاري و آزمايشات مربوطه ، تامين شرايط مناسب جهت انجام آزمايشات لرزه نگاري درون چاهي ، بدست آوردن اطلاعات و پارامترهاي مورد نياز در نواحي که کمبودهاي اطلاعاتي داشته اند و نيز عدم وجود معارض و ساير محدوديتها بوده است .
کليه عمليات حفاري باکيفيت مناسب به روش مغزه گيري پيوسته صورت پذيرفته و مجموعا ۲۳۸ نمونه دست خورده و ۸۶ نمونه دست نخورده در انواع و اعماق مختلف اخذ شد و مجموعا۲۳۳ آزمايش نفوذ استاندارد (SPT) نيز متناسب با لايه بندي گمانه در حاق حفاري و در اعماق مختلف و همچنين فواصل پيش بيني شده انجام گرديد.شکل شماره (۲) توزيع مکاني گمانه هاي حفاري شده رانيزنشان مي دهد.
مطالعات ژئوتکنيکي آزمايشگاهي
اين بخش از مطالعات ، متعاغب انجام حفاريهاي مربوط به بخش مطالعات ژئوتکنيکي صحرايي و اخذ نمونه هاي دست خورده و دست نخورده آغاز گرديده و شامل آزمايشات گوناگون و متعددي بوده است :
-آزمايشات تعيين خواص فيزيکي خاک شامل دانه بندي , دانسيته خشک و اشباع , درصد رطوبت و تعيين وزن مخصوص ؛
- آزمايش تحکيم يک بعدي براي ارزيابي وضعيت پيش تحکيمي خاک ؛
-آزمايش سه محوري استاتيکي به منظور کنترق نتايج آزمايشات تحکيم يک بعدي ؛
-آزمايش کنترق تنش سه محوري تناوبي و ستون تشديد به منظور تعيين مشخصات ديناميکي مورد نياز جهت تحليل پاسخ لرزه اي آبرفت (براي بررسي و مشاهده نتايج مي توان به مقاله جعفري و همکاران (٢٠٠٢) Jafari et al مراجعه نمود).
مطالعات تکميلي لرزه نگاري
در اين مرحله ، با توجه به عمليات لرزه نگاري انکساري انجام گرفته در مطالعات غبلي در بيش از۳۷ محل و با توجه به انجام عمليات حفاري در مطالعات حاضر و امکان انجام عمليات لرزه نگاري درون چاهي ، مطالعات لرزه نگاري انکساري در
۲۰ محل و مطالعات درون چاهي سطح به عمق در۹ محل انجام گرفته است که با عنايت به توزيع مکاني در نظر گرفته شده ، برآورد نسبتاً مناسبي از توزيع سرعت امواج برشي در لايه هاي مختلف در محدوده مطالعاتي بدست آمده و علاوه بر اينها از نتايج حاصله در تهيه پروفيلهاي نماينده استفاده گرديده است . شکل شماره (۳)توزيع مکاني محل انجام آزمايشات لرزه نگاري انکساري و درون چاهي را نشان مي دهد.
تهيه و تدغيق پروفيلهاي تيپ و تحليل لرزه اي پاسخ آبرفت
در اين مرحله از مطالعات و با توجه به نتايج حاصل از اطلاعات ژئوتکنيکي جمع آوري شده ، اطلاعات حاصل از حفاري گمانه ها، آزمونهاي نفوذ استاندارد، آزمايشات آزمايشگاهي و آزمايشات لرزه نگاري انجام شده (انکساري و درون چاهي )و تلفيق آنها ۱۷۴
