زمین شناسی مهندسی-مقدمه
- admin2
- زمین شناسی مهندسی, محتواهای آموزشی
معرفی زمین شناسی مهندسی
برای حصول اطمینان از پابرجایی سازه ها محتاج آگاهی از شرایط زمین هستیم. عموماً سازه ها در قدیم به صورت تجربی و آزمون خطا احداث می شدند. شروع بررسی علمی رفتار زمین توسط چارلز آگستین کولومب (1776) آغاز شد و بعد از ایشان آقای اتو موهر (1871) مطالعاتی در زمینه ی مقاومت مصالح زمین شناسی انجام دادند.سالها پس از آن آقای ترزاقی (1936) علم مکانیک خاک را به صورت شاخه ای از مهندسی عمران مطرح کرد که به بررسی ویژگی ها و نحوه رفتار خاکها می پردازد. پس از شکست دانش مکانیک خاک در ارزیابی پایداری سازه های سنگی، علم مکانیک سنگ نیز در سال 1966 به رسمیت شناخته شد و به بررسی عکس العمل سنگ در برابر نیروهای وارده می پردازد.دانش دیگری که آن هم عمر کوتاهی دارد زمین شناسی مهندسی است و تاثیر محیط زمین شناسی بر سازه های مهندسی را بررسی کرده و راه حل هایی جهت کاهش خطرات ارائه می دهد.
تاریخچه
بررسی پیرامون رفتار مهندسی و مکانیکی سنگها از سال 1964 به دنبال رخداد حوادث دل خراشی آغاز گردید. مهمترین این حوادث، شکسته شدن سد وایونت (vajonet) در ایتالیا، در اکتبر سال 1963 بود.زمین لغزش عظیمی در تکیه گاه چپ بر روی سنگ بستر لایه ای آهک اتفاق افتاد و حدوداً یک سوم آب سد به یکباره سرریز شد که در پایین دست منجر به کشته شدن 2500 نفر شد.
همچنین شکسته شدن پیهای سد قوسی بتنی مالپاست(Malpasset) در فرانسه که در اثر آن، سیل عظیمی حدود 450 نفر را کشت.
در سال 1960 نیز در معدن زغالسنگی در منطقه ی زغالی بروک(Coal brook) آفریقای جنوبی، ریزشی اتفاق افتاد که حدود 432 نفر قربانی گرفت.
این حوادث در دههی 1960، انگیزهای برای تحقیق جدی پیرامون شناخت رفتار سنگها، تحت اثر بارگذاریهای مختلف شد.
زمین شناسی مهندسی
- استفاده از واژه ی زمین شناسی مهندسی به جای واژه ی ژئوتکنیک اشتباه است.
ژئوتکنیک عبارتست از:
♦مکانیک خاک
♦مکانیک سنگ
♦زمین شناسی مهندسی
زمین شناسی مهندسی یکی از شاخه های مطالعاتی ژئوتکنیک است که به مطالعه ی ساختار و جنس زمین در محل انجام پروژه های مهندسی از جمله ساخت سازه های عظیم از قبیل پل های با دهانه ی عریض، سازه های صنعتی، نیروگاه ها، سدها، جاده ها، تونل ها و سایر پروژه های عمرانی می پردازد که این امر نیازمند آگاهی و درک کامل ساختارهای زمین شناسی از جنبه ی مهندسی می باشد. برای دستیابی به موفقیت، مهندس ژئوتکنیک از علم زمین شناسی، مکانیک خاک، هیدرولوژی، مکانیک سنگ و ژئومکانیک بهره گرفته و با اجرای برخی آزمایش ها نتایج کمّی و کیفی ارزیابی حاصل از این مطالعات را با زبانی مشترک به سایر مهندسین انتقال می دهد.
- امروزه احداث یک پروژه ی عمرانی بزرگ می بایست توسط گروهی از متخصصین رشته های گوناگون طراحی و اجرا می شود.
- از دیدگاه زمین شناسی مهندسی، پروژه های عمرانی را می توان به سه گروه تقسیم کرد: (الف) پروژه های گسترده (ب) پروژه های خطی (ج) پروژه های متمرکز
- در تمامی اینها بررسی های ژئوتکنیکی می بایست توسط متخصصین مکانیک خاک، مکانیک سنگ و مهندس زمین شناسی انجام شوند و گزارش ها بایستی با زبان تخصصی ژئوتکنیک جهت کاربرد های ساختمانی ارائه شوند.
- هدف از ارائه ی درس زمین شناسی مهندسی برای شما یادگیری و تفهیم الفبای زمین شناسی و مفاهیم اصلی این دانش است تا اینکه از مفاهیم گزارش های ژئوتکنیکی به خوبی آگاه شوید و بتوانید از اطلاعات دقیقی که از این طریق ارائه می شود استفاده کنید.
رعایت اصول زمین شناسی مهندسی در احداث بناهای باستانی راز بقای این ابنیه است
مسج شیخ لطف الله،یکی از مسجدهای تاریخی و شناخته شده شهر اصفهان، در ضلع شرقی میدان نقش جهان، اصفهان است. میدان نقش جهان است که در دوران صفوی ساخته شده است. این مسجد شاهکاری از معماری و کاشیکاری قرن یازدهم هجری است که توسط استاد محمدرضا اصفهانی از معماران نامدار آن دوره ساخته شدهاست. مسجد شیخ لطفالله به فرمان شاه عباس اول در مدت هجده سال بنا شده و در ضلع شرقی میدان نقش جهان و مقابل عمارت عالیقاپو و در همسایگی مسجد شاه واقع شده است. این مکان مذهبی برای تجلیل شیخ لطفالله میسی بنا گردیده و سالانه گردشگران زیادی را جذب خود میکند.به توصیه آرتور پوپ، در میانه سالهای دهه ۱۹۲۰، رضاشاه دستور بازسازی و مرمت کلی مسجد شیخ لطفالله را داد.
سد شاه عباسی مربوط به سدهٔ ۷ و ۱۱ ه.ق است و در ۲۵ کیلومتری جنوب ساوه واقع شده و این اثر در تاریخ ۱۴ مهر ۱۳۵۴ با شمارهٔ ثبت ۱۱۸۲ بهعنوان یکی از آثار ملی ایران به ثبت رسیدهاست.بندر شاه عباس ساوه در فهرست آثار ملی به ثبت رسیده بود؛ اما در هنگام ساخت سد الغدیر ساوه به زیر آب رفته و در حال حاضر هیچ اثری از آن باقی نماندهاست.
پیامد ضعف مطالعات زمین شناسی در سد سازی
ناکامی و گسیختگی بیش از یک سوم از سد ها در سطح جهان نتیجه ضعف مطالعات زمین شناسی مهندسی محل اجرای آنها بوده است که دلیل روشنی بر اهمیت دیدگاههای زمین شناسی مهندسی در اجرای موفق طرح های سد سازی می باشد،سد ها به دلیل تغییرات زیاد در وضعیت محیط زمین شناختی در طول زمان حتی پس از پایان یافتن عملیات ساخت سد نیز نیاز به مطالعات بیشتر زمین شناسی در محیط اطراف سد می باشد.
سدّ گُتوَند عُلیا یکی از بزرگترین سدهای ایران بر روی رودخانه کارون در جنوب غربی ایران است. هدف از احداث سد و نیروگاه گتوند، تأمین بخشی از برق مورد نیاز ایران (۴۵۰۰ گیگاواتساعت در سال)، کنترل سیلابهای فصلی کارون و نیز تنظیم آب کشاورزی پاییندست است. همچنین دریاچه سد، پس از آبگیری میتواند به عنوان یک جاذبهٔ گردشگری برای منطقه درآید.مهمترین چالش ایجاد شده پیرامون این سد، بحث وجود گنبدها و رگههای نمکی در اطراف محل آبگیری سد است که پس از آبگیری سد به زیر آب رفته و منجر به افزایش شوری آب در پاییندست این سد شده است.
سد لار سدی خاکی با هسته رسی واقع در بخش لاریجان شهرستان آمل است.این سد که یکی از 5 سد اصلی تأمین آب شرب استان تهران است و نسبت به دیگر سدهای این استان از وضعیت بسیار نامطلوبی برخوردار است به طوری که تنها 2 درصد از مخزن 960 میلیون مترمکعبی این سد آب را ذخیره می کند. میزان فرار آب از سد لار در طول یکسال رقمی بین ۲۲۰ میلیون مترمکعب تا ۲۵۰ میلیون مترمکعب آب شیرین را شامل می شود که رقم بسیار بزرگی است. هیچ سدی در دنیا تاکنون این میزان فرار آب نداشته و در این خصوص سد لار رکورد فرار آب را در دنیا از آن خود کرده است.
راهسازی از جمله فعالیت های عمرانی است که از جمله کار های بنیادی آن بررسی های زمین شناسی است عدم انجام مطالعات ژئو تکنیکی در هنگام طراحی مسیر موجب به وجود آمدن مشکلاتی پس از حفر ترانشه و خاکبرداری در مناطقی با تشکیلات زمین شناسی مساعد وقوع زمین لغزش می شود و همچنین منجر به خسارات مالی و جانی و آسیب به منابع طبیعی می گرددساختار زمین شناسی یک محل برای ساخت جاده(سد،تونل ، پل و…) به وسیله عواملی همچون امتداد و شیب لایه ها ساختمان های چین خورده گسل ها و درزه ها و… کنترل می شود.