ارزیابی پتانسیل روانگرایی در محدوده سازه های زیرزمینی با استفاده از زمین آمار مورد مطالعاتی، مسیر خط دو مترو تبریز
ارزیابی پتانسیل روانگرایی در محدوده سازه های زیرزمینی با استفاده از زمین آمار مورد مطالعاتی، مسیر خط دو مترو تبریز
روانگرایی خاکها در اثر بارگذاریهای دینامیکی همواره نگرانی مهمی برای کارهای مهندسی ژئوتکنیک بوده است که در طی آن خاک بصورت آنی مقاومت برشی خود را از دست میدهد. وضعیت لرزهخیزی شهر تبریز و نیز نوع دانهبندی خاکهای واقع در مسیر خط دو متروی تبریز و عمق آب زیرزمینی در نقاط مختلف آن، این نهشتهها را مستعد روانگرایی ساخته است. عملکرد لرزهای سازههای زیرزمینی حفر شده در خاکهای با استعداد روانگرایی در طی زمینلرزههای گذشته، ارزیابی پتانسیل روانگرایی نهشتههای مذکور را ضروری میسازد. مدلهای تجربی موجود برای این امر، ارزیابی پتانسیل روانگرایی را منحصرا در نقاط نمونهبرداری شده امکانپذیر میسازند. در مطالعه حاضر، در ابتدا با توجه به در دسترس بودن دادههای حاصل از SPT، از معیار یود و همکاران برای تحلیل پتانسیل روانگرایی در اعماق حاوی اطلاعات مورد نیاز استفاده شد. با توجه به اینکه این معیار برای خاکهای حاوی محتوی ریزدانه بالا پیشبینی محافظهکارانهای ارائه میدهد، برای محاسبه فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی این نوع خاکها، از معیارهای بری و سانشیو؛ و اندروس و مارتین نیز استفاده شد. پس از آن، برای تخمین مقادیر این پارامتر در نقاط اندازهگیری نشده، از روش زمینآمار استفاده شد و در نهایت مقاطع دو بعدی در دو راستای XY و YZ ارائه گشت.
واژههای کلیدی: روانگرایی، مقاومت برشی، سازههای زیرزمینی، مدل یود و همکاران، معیار بری و سانشیو، معیار اندروس و مارتین، زمینآمار.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه و اهداف تحقیق. 1
فصل دوم: پدیده روانگرایی و روشهای مختلف بررسی آن. 5
2-1- پدیده روانگرایی. 6
2-2- مکانیزم روانگرایی. 6
2-3- آسیبهای ناشی از روانگرایی خاکها 7
2-3-1- آسیبهای سطحی. 8
2-3-2- آسیبهای ناشی از روانگرایی بر سازههای زیرزمینی. 8
2-3-2-1- انواع خرابیهای سازههای زیرزمینی در اثر وقوع روانگرایی. 9
2-3-2-2- راهکارهای مقابله با خرابیها 11
2-4- روشهای مختلف ارزیابی پتانسیل روانگرایی در یک عمق معین از نهشتههای خاکی. 13
2-4-1- روشهای آزمایشگاهی موجود برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی. 14
2-4-2- روابط تجربی موجود برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی. 17
2-4-2-1- روابط تجربی بر مبنای دادههای حاصل از آزمون نفوذ استاندارد 17
2-4-2-1-1- آزمون نفوذ استاندارد 18
2-4-2-1-2- روش سید و ادریس... 20
2-4-2-1-3- روش ایواساکی و همکاران (1978). 25
2-4-2-2- روابط تجربی بر مبنای دادههای حاصل از آزمون نفوذ مخروط. 27
2-4-2-2-1- آزمون نفوذ مخروط. 27
2-4-2-2-2- روش رابرتسون و وراید (1998) 28
2-4-2-3- روابط بر مبنای سرعت موج برشی. 28
2-4-2-4- مقایسه دقت پیشبینی روابط تجربی . 29
2-5- بررسی تغییرات پتانسیل روانگرایی در دو بعد و نیز در فضا 29
2-6- معیارهای موجود برای بررسی استعداد روانگرایی خاکهای لایدار و رسدار 30
2-7- جمعبندی. 31
فصل سوم: مبانی زمینآمار 32
3-1- مقدمه 33
3-2- واریوگرام 33
3-2-1- کلیات.. 33
3-2-2- واریوگرام جهتی و غیر جهتی. 37
3-2-3- روند. 39
3-2-4- ناهمسانگردی. 39
3-2-5- مدلسازی واریوگرام 40
3-2-5-1- مدل کروی. 40
3-2-5-2- مدل گوسی. 41
3-2-5-3- مدل نمایی. 41
3-2-5-4- مدل خطی بدون سقف.. 42
3-2-5-5- مدل خطی سقفدار 42
3-2-5-6- مدل سینوسی (اثر سوراخ) 43
3-3- واریانس تخمین. 44
3-4- کریجینگ... 45
3-4-1- مقدمه 45
3-4-2-انواع کریجینگ... 45
3-4-2-1- انواع کریجینگ بر حسب مشخصات ساختار فضایی. 45
3-4-2-2- انواع کریجینگ بر حسب حجم پایه 47
3-4-2-2-1- کریجینگ نقطهای. 47
3-4-2-2-2- کریجینگ بلوکی. 47
3-4-2-3- سایر انواع کریجینگ... 47
3-5- مراحل تخمین به روش زمین آماری 47
3-6- مطالعات پیشین صورت گرفته در خصوص استفاده از زمینآمار در ارزیابی پتانسیل روانگرایی 49
3-6-1- ییگوسگیل و همکاران (2006) 49
3-6-2- داوسون و بایز (2005) 50
3-7- جمعبندی 52
فصل چهارم: معرفی مسیر خط دو مترو تبریز. 53
4-1- مقدمه. 54
4-2- وضعیت لایههای زیرسطحی مسیر خط دو مترو تبریز. 54
4-3- زمین شناسی عمومی منطقه. 57
4-4- تکتونیک و لرزهخیزی منطقه. 58
4-5- وضعیت آب زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه 59
4-6- آزمایشهای صحرایی صورت گرفته در ناحیه مورد مطالعه 59
4-7- آزمایشهای آزمایشگاهی صورت گرفته در ناحیه مورد مطالعه 59
4-8- جمعبندی. 60
فصل پنجم: تعیین پتانسیل روانگرایی رسوبات مسیر خط دو مترو تبریز با استفاده از زمینآمار 61
5-1- مقدمه 62
5-2- آمادهسازی و تحلیل آماری دادهها 62
5-3-واریوگرافی. 66
5-3-1- محاسبات واریوگرام تجربی و برازش مدل. 66
5-3-2- اعتبارسنجی دادهها 68
5-4- تخمین کریجینگ... 69
5-5- جمعبندی. 75
فصل ششم: نتایج و پیشنهادها 76
6-1- نتایج. 77
6-2- پیشنهادها 78
منابع و مآخذ. 79
پیوست.. 83
فهرست اشکال
شکل 2-1- شماتیک رفتار ذرات خاک الف) قبل، ب) بعد، ج) حین روانگرایی. 7
شکل 2-2- خرابی سطحی ناشی از حرکت رو به بالای یک سازه زیرزمینی. 8
شکل 2-3- وضعیت تونل الف) قبل، ب)پس از وقوع روانگرایی خاکهای اطراف آن. 10
شکل 2-4- نمایش نحوه نصب دیوارهای آببند به منظور کاهش اثرات روانگرایی خاکهای اطراف تونل. 12
شکل2-5- وضعیت برکنش سازه و آماس سطح ناشی از آن الف) قبل، ب) بعد از نصب دیوارهای آببند. 12
شکل 2-6- تاثیر نصب دیوار آببند بر جابجایی قائم سازه زیرزمینی. 13
شکل 2-7- وضعیت تنش در یک جزء کوچک خاک در صحرا الف) قبل از وقوع زلزله ب) پس از زلزله 14
شکل 2-8- حداکثر تنش برشی در یک عمق برای ستون خاک صلب.. 16
شکل 2-9- ناحیه روانگرایی در صحرا 16
شکل 2-10- نمونهای از روشهای انجام SPT و نیز تجهیزات مورد استفاده در آن. 19
شکل 2-11- فلوچارت تحلیل مربوط به روش یود و همکاران (2001) 21
شکل 2-12- رابطه بین بزرگای گشتاوری و سایر مقیاسهای بزرگا 22
شکل 2-13- محدوده خاکهای روانگرا 30
شکل 3-1- اصول محاسبه واریوگرام 34
شکل 3-2- نمونهای از یک واریوگرام 35
شکل 3-3- رابطه بین واریوگرام و کوواریوگرام 37
شکل 3-4- محدوده مجاز انتخاب نمونهها برای رسم واریوگرام جهتی. 38
شکل 3-5- مدل واریوگرام ناهمسانگردی هندسی. 39
شکل 3-6- مدل واریوگرام ناهمسانگردی منطقهای. 40
شکل 3-7- نمونهای از یک واریوگرام مدل کروی. 41
شکل 3-8- نمونهای از یک واریوگرام مدل گوسی. 41
شکل3-9- نمونهای از یک واریوگرام مدل نمایی. 42
شکل 3-10- مدل خطی بدون سقف.. 42
شکل 3-11- مدل خطی سقفدار 43
شکل 3-12- نمونهای از یک مدل واریوگرام مدل سینوسی. 43
شکل 3-13- نمونهای از نقشههای استعداد روانگرایی ترسیم شده با استفاده از ترکیب کریجینگ معمولی و GIS. 51
شکل 3-14- احتمال وقوع روانگرایی برآورد شده در بالبوئا 52
شکل 4-1- مسیر خط دو بر روی نقشه تبریز. 55
شکل 4-2- بخشی از مقطع زمینشناسی خط دوی متروی تبریز 57
شکل 4-3- نمونهای از دادههای حاصل از آزمونهای نفوذ استاندارد انجام گرفته در منطقه 59
شکل 5-1- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودا احتمال نرمال مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی. 64
شکل 5-2- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودا احتمال نرمال مقادیر تبدیل یافته فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی 65
شکل 5-3- نمودار جعبهای مقادیر تبدیلیافته الف) قبل از حذف؛ ب) بعد از حذف مقادیر خارج از ردیف 65
شکل5-4- واریوگرام تجربی در راستای XY و مدل نمایی برازش شده به آن 67
شکل 5-5- واریوگرام تجربی در راستای محور Z به همراه مدل برازش شده به آن 68
شکل 5-6- نمودار همبستگی مقایر اصلی و تخمینی فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی 69
شکل 5-7-مقطع توپوگرافی مربوط به مسیر خط دو مترو تبریز 70
شکل 5-8- نقشه دو بعدی مقادیر تخمینی پارامتر فاکتور ایمنی در راستای XYو در ارتفاع؛ الف) 1329، ب) 1341، ج) 1365، د)1377 متری 72
شکل 5-9- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی؛ در ارتفاع الف) 1329پ، ب) 1341، ج) 1365، د)1377 متری 73
شکل 5-10- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی در طول؛الف) 611361، ب) 612061، ج) 613261 متری 74
شکل 5-11- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی؛ در طولالف) 611361، ب) 612061، ج) 613261 متری 75
فهرست جداول
جدول 2-1- تعداد نوسانات تنشهای مهم مربوط به .... 16
جدول 2-2- ضرایب اصلاح عدد SPT برای روشها و دستگاههای مختلف صحرایی. 24
جدول 2-3- معیار اندروس و مارتین. 31
جدول 2-4- معیار بری و سانشیو. 32
جدول 4-1- زلزله های روی داده در اثر فعالیت گسل شمال تبریز. 58
جدول 5-1- خلاصه پارامترهای آماری مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی. 66
جدول 5-2- مختصات مربوط به دو نقطه ابتدا و انتهای مسیر مورد مطالعه 70
خرید فایل
لینک منبع :ارزیابی پتانسیل روانگرایی در محدوده سازه های زیرزمینی با استفاده از زمین آمار مورد مطالعاتی، مسیر خط دو مترو تبریز