بخشی از مقاله
پهنه بندی ژئوتکنیک لرزه ای شهر سمنان
چکیده؛ تجارب ناگوار زمین لرزه های مخرب گذشته و تکرار پذبر بودن زلزله این اندیشه را پیش می نهد که مدیران و جامعه مهندسی کشور می بایست در راسلای مقاوم سازی ساختمانها و پیشگیری یا کاهش خطرات جبران ناپذیر جائی و اقتصادی گامهای عملی موثرتری را بردارند.
یکی از این گامها انجام مطالعات لرزهخیزی و ژئوتکنیکی برای شهرهای ایران می باشد، شهر سمنان با ۱۵۰۰۰۰ نفر جمعیت، از یک طرف حدود ۶۰٪ از واحدهای صنعتی استان سمنان را در خود جای داده و از طرف دیگر نزدیکی به تهران باعث رشد بسیار سریع اقتصادی و اجتماعی آن گردیده است. در این مقاله بالغ بر ۱۹ سری مطالعه ژئوتکنیکی و تعداد ۲ مورد مطالعه ژئوفیزیکی جمع آوری گردید. پس از آن با توجه به مطالعات زمین شناسی از طریق روشهای آماری و تحلیلی گسله های فعال شناسایی شدند، سپس سطح شهر سمسئان با بررسیهای ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی لایه های خاک و گمانه ها و تیپ بندی پروفیل خاک تقسیم بندی گردید بر اساس این مطالعات، تعدادی شتاب نگاشت با مشخصات معین از بانکهای اطلاعاتی (ESM) داخلی و خارجی جمع آوری و با نرم افزارهای ژئوتکنیکی تحلیلهای دینامیکی صورت گرفت. در این تجلیل با در نظر گرفئن میرائی و سایر پارامترهای خاک، شتاب سنگ بستر لرزه ای به سطح زمین انتقال یافت و نهایتاشناب در سطح زمین بدست آمده است.
کلمات کلیدی: پهنه بندی، گسل ژئوتکنیک، زلزله سنگ بستر
مقدمه اهمیت اجتماعی سیاسی سمنان از یک سو و احتمال وقوع زمین لرزه های بزرگ از سوی دیگر لزوم بررسی هر چه دقیق تر لرزهخیزی منطقه و عوامل مختلف موثر در آن را آشکار می نماید. بدیهی است که عوامل گوناگونی در رابطه با مخاطرات لرزه ای یک منطقه دخالت دارند که بررسی هر یک از آنها ضروری است. یکی از عوامل موثر که با توجه به تجربه زلزله های مختلف دنیا و زلزله سال ۱۳۶۹ منجیل از مهمترین آنهاست، شرایط محلی و ژئوتکنیکی آبرفت های واقع بر روی سنگ بستر می باشد. منطقه مورد مطالعه (شهر سمنان) به شکل مستطیل و به ابعاد تقریبی ۵ × ۶ کیلومتر می باشد که از شمال جاده کمربندی سمنان از غرب به منتهی الیه محدود شهری سمنان شامل ترمینال مسافربری و خیابان زاوقان از شرق به پارک سوکان و دانشکده مهندسی و از جنوب به بلوار شریف واقفی و بلوار خرمشهر محدود می گردد، به منظور شناسایی چگونگی گسترش آبرفت های مجدوده مورد مطالعه و ویژگیهای دینامیکی لایه های خاک در منطقه تحت مطالعه، اطلاعات ۱۹ گمانه حفاری گردیده و ازمایشات صحرایی و ازمایشگاهی بر روی نمونه های اخذ شده جمع آوری گردید. پس از بررسی کلیه اطلاعات زمین شناسی عمومی، زمین شناسی مهندسی، گزارشات ژئوتکنیکی جمع آوری شده و نتایج حاصل از حفاری گمانه های اکتشافی، برای هر یک از واحدهای شبکه ای منطقه به ابعاد ۱ × ۱ کیلومتر پروفیل ژئوتکنیکی تهیه گردیده است. با کنار هم قراردادن و تلفیق این پروفیلهای ژئوتکنیکی و تعمیم نتایج برای واحدهای بدون اطلاعات تعداد ۸ مقطع ژئوتکنیک لرزه ای بهصورت عرضی و در جهت شرقی-غربی و به فاصله یک کیلومتر از همدیگر برای محدوده شهر سمنان تهیه گردید، در تهیه این مقاطع همچنین از داده های مطالعات لرزه نگاری موجود منطقه و نتایج حاصل از ۲ برداشت ژئوفیزیکی استفاده شده استال. در نهایت با استفاده از اطلاعات ذکر شده و پس از دسته بندی پروفیل های مشابه تعداد ۱۶ پروفیل نماینده ژئوتکنیک لرزه ای برای شهر سمنان استخراج و مورد تحلیل قرار گرفته است. جهت انجام تحلیل دینامیکی آبرفت ویژگیهای لزره خیزی سنگ بستر منطقه بررسی گرد بده و بر اساس ان ۷ شتابنگاشت از زمین لرزه های داخلی و خارجی انتخاب شده است که بتواند حرکت بستر را به ازاء زمین لرزه های محتمل منطقه مدل نماید. با توجه به گسترش افقی لایه های خاک تحت الارضی و نبود عوارش توپوگرافی در سطح زمین از تحلیل بکر بعدی برای انجام محاسبات دینامیکی استفاده شده است، در این تحلیل ها از نرم افزار NERA که بر اساس تداوری انتشار قائم امواج برشی و حل معادلات دیفرانسیل حرکت امواج بنا شده و یکی از نرم افزارهای مرجع در زمینه بررسی اثرات ساختگاهی می باشد استفاده گردیده است، تحلیل دینامیکی آبرفتارهای شهر سمنان برای کلیه پروفیل های نماینده منطقه و توسط شتابنگاشت های انتخاب شده انجام گردیده و نتایج آن به صورت شتاب بیشتر در سطح زمین در مناطق مختلف ارائه شده است،
ضرورت انجام مطالعات براورد و پهنه بندی خطر زمین لرزه در گستره استان سمنان پدیده خطر افرین و ناگوار زمین لرزه در پیوند بافر کشت کره زمین بوده و می تواند خطر جدی برای انسان و زیستگاه او و سرمایه های وی باشد و زمانی منجر به فاجعه ای جبران ناپذیر شود. کشور ایران و از ان جمله گستره وسیع استان سمنان سرزمین لرزه خبزی است. با توجه به وجود گسله های کاری و همچنین رخدادهای لرزه ای سترگا در این ناحیه که بیش از هر استدلال دیگر انجام مطالعات و پهنه بندی خطر زمین الرزه سامان بافته و در قالب محیط های رقومی نو بن و قابل استفاده در محیط های نرم افزاری دارای قابلیت تحلیلی را تو جبه می نماید. تجارب ناگوارزمین لرزه های مخرب گذشته و تکرار پذیر بودن این خطر طبیعی، این اندیشه را پیش می نهد که مدیران و جامعه مهندسی کشور می بایست در راستای مقاوم سازی ساختمان و پیشگیری با کاهش خطر تلفات جبران ناپذیر جانی و التصادی گامهای عملی موثرتری را بردارند.
چارچوب اجراى پروژه
موقعیت محدوده مورد مطالعه با توجه به تقسیمات کشوری طول جغرافیایی ۲۳ و ۵۳ شرقی و عرض جغرافیایی ۳۴ و ۳۵ شمالی قرار گرفته است، با توجه به موقعیت قسمتهای جدید شهر که بیشتر ساخت و ساز در ان شکل می گیرد ساختمانهای دولتی و مراکز مهم و با توجه به نقشه شهر سمنان از طریق خیابان قدس بلوار ۱۷ شهریور به دو منطقه تقریبی جدید و قدیم تقسیم می گردد. لذا بیشتر اطلاعات رنو تکنیکی جمع آوری شده در مناطق شمالی شھر می باشد، ویژگیهای اقلیمی شهر سمنان متاثر از موقعیت فرار گیری در حاشیه شمالی کوپر مرکزی و حاشیه جنوبی کوههای البرز می باشد، در واقع رشته ارتفاعات البرز همانند دیوار بلندی اب و هوای گرم و مرطوب شمالی را از اقلیم خشک ایران مرکری و مناطق کوبری جدا نموده است که شهر سمنان در قسمت جنوبی این ارتفاعات واقع شده است، اطلاعات ژئوتکنیکی جمع اوری شده در این پروژه که جهت احداث پروژه های مختلف می باشد، توسط مهندسین مشاور و آزمایشگاه مکانیک خاک و آزمایشگاه های خصوصی صورت پذیرفته است.
لرزه خیزی گستره سمنان
یکی از داده های بنیادی برای ارزیابی خطر و ریسک، زمین لرزه، و آشنایی با پیشینه ی لرزه خیزی و سیمای لرزه زمین ساختی هر پهنه، بررسی تاریخچه ی زمین لرزه های گذشته (باستانی، تاریخی و سده ی بیستم) است. روشن است برای دستیابی به ویژگیهای لرزه زمین ساختی باباد تاریخچه ی زمین لرزه ها گرداوری و بررسی شود. چنانچه در بررسی فراوانی روبېداد زمېن لرزه ها از دوره های کوتاهی (چون زمېرن ارزه هاى سلنه بېستم) استفاده شول، اېر رسيهای دوره یی بازگشت زمېن لرزه ها ممکن است پهنه های لرزه خیز، بصورت بیارزه با کم ارزه نشان داده شوند. برای نمونه پیش از زمین لرزه یا ۱۶ سپتامبر ۱۹۷۸ طبس، دست گرم برای مد تا ۱۱ سده تاریخچه از زمین ارزه های بزرگ وجود نداشت، در این بخش داده های موجود درباره ی لرزه خیزی گسنره سمنان از سرچشمه های گوناگون گردآوری و مورد بررسی ارزه زمین ساختی قرار گرفته است. داده های لرزه خیزی تنها بصورت تاریخچه بازگو نشده بلکه کوششی شده است. گسله های مسئول رویداد زمین لرزه ها شناسایی و معرفی شوند. روشن است به سبب کمبود داده ها این نکته برای تمامی زمین لرراه ها در حال حاضر ممکن لیست و اسید است این بررسی راهگشای پژوهشهای اینده در این زمینه باشد.
مطالعات ژئوتکنیکی در این قسمت مطالعات ژئوتکنیکی که شامل جمع اوری اطلاعات حاصل از حفاریهای ژئوتکنیکی، اخذ نمونه ها و آزمایشات ازمایشگاهی می باشد، که سه بخش انسالی را شامل می گردد:
۱- تکمیل و جمع آوری اطلاعات مورد نیاز موجود و در دسترس
۲- مطالعات ژنو تکنیکی صحرائی
۳- مطالعات ژنو تکنیکی از مایشگاهی
تکمیل و جمع اوری اطلاعات مورد نیاز و در دسترس این مرحله مطالعات اولیه و بازنگری منابع موجود را در برگرفته و طی آن اطلاعات ژئوتکنیکی موجود و در دسترس، به هنگام و تکمیل گردیده است در این مرحله اطلاعات ژئوتکنیکی ۱۹ نفطه جمع آوری شده است که فواصل فرار گیری انها یکسان نمی باشد و مناطق مختلف ناحیه شهر سمنان را در برگرفته اسسیما. اطلاعات محدوده مطالعاتی و لبز پارامترهای مورد نیاز جهت این پروژه در هر یک از واحد های شبکه ای از طریق ابهادها با سازمانها و مشاوربین ذیربط در پروژه های عمرانی دولتی و خصوصی در شهر سمنان تهیه شده اند، توزیع مکانی و پراکندگی اطلاعات ژئوتکنیکی در شکل (۱) مشخصی گردیده اند که در ۱۹ نقاطله شهر قرار و بیش از ۶۰ گمانه را در بر می گیرند، با توجه به توضیحات فوق معین می گردد جهت تحلیل از طریق آزمایشات و قضاوت مهندسی، تکمیل و براورد می گردد.
مطالعات لرزه نگاری
در ریز پهنه بندی ژئوتکنیک، لرزه ای و تحلیل دینامیکی آبرفت ، مطالعات لرزه نگاری از اهمیت ویژه ای برخوردارند زیرا با این بررسیها سرعت انتقال امواج لرزه ای توسطا لایه های زمبن اندازه گیری شده و مدول الاستیک و مدول برشی آنها بدست می ایند. سرعت عبور امواج در لایه های زمین رابطه مستقیمی باجلسی، تراکم، مقاومت و دراصل اشباع دارد، پارامتر سرعت موج برشی در محاسبات مربوط به تعیین پاسخ لرزه ای ابرفت از اهمیت ویژه ای برخوردار است برای اندازه گیری سرعت امواج S.p خاک، روشهای مختلفی وجود دارد، امروزه علاوه بر روشهای مستقیم الدازه گیری سرعت امواج در خاک سامی مبشود از روشهای غیر مستفی نیز برای ارزیابی ان استفاده شود. روشهای مستقیم اندازه گیری سرعت امواج در خاک به طور کلی به دو دسته آزمایشگاهی و صحرانی تقسیم بندی میشود که هر کدام نیز به روشهای مختلفی انجام میشوند. در آزمایشگاه سرعت انتشار امواج را می توان با آزمایشی ستون تشدید
ReSOnant Column و آزمایش بارگذاری تناوبی (loding یا Cyclic) بدست اورد. در صحرا نیز سرعت انتشار امواج به طرفی مختلفی از جمله روشهای سطحی و درون چاهی اندازه گیری می شوند. روشهای سطاحی عبارتند از روش انعکاسی و روش انکساری و روشهای درون چاهی شامل روش سطح به گمانه (down hole) روشی گمانه سطح (up hole) و روسی گمانه به گمانه (cross hole ) می باشند، در این پروژه جهت برآورد. خواص ژئوتکنیکی لرزه ای خاک با توجه به محدودیت انجام این گونه ازمایشات در شهرستان فقط دو نقطه از آن قابل دسترسی بوده است که
