فارسی
Today: Friday, 8 March.

عنوان مقاله : مطالعه خصوصيات ژئوتکنيکی آبرفتهای سازند هزار دره تهران (سازند A) با آزمايشهای برجا

محققان :اکبر چشمی-علی فاخر-ماشاالله خامه چيان

طراح صفحه :اميد عليزاده

اين مقاله از طريق انجمن علمی دانشجويان مهندسی عمران دانشکده فنی دانشگاه تهران تامين گرديده است

 

 

 

 

 

 

 
 
مطالعه خصوصیات ژئوتکنیکی آبرفتهای سازند هزاردره تهران (سازند A) با آزمایشهای برجا

 

اکبر چشمی1، علی فاخر2، ماشاءالله خامه چيان3

1. دانشجوی دوره دکتری دانشگاه تربيت مدرس،گروه زمين شناسی مهندسی

cheshomi@sahelce.com

2. دانشیار دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی عمران

afakher@ut.ac.ir

3. استادیار دانشگاه تربيت مدرس،گروه زمين شناسی مهندسی

khamechm@modares.ac.ir

 

چکیده

شهر تهران بر روی نهشته های دوران چهارم زمین شناسی بنا شده است. در گذشته ویژگیهای این رسوبات توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته است ولی از همه بیشتر طبقه بندی ریبن (Rieben) مورد توجه و استناد بوده است. ریبن در سال 1955 رسوبات آبرفتی تهران را از قدیم به جدید به چهار گروه A ، B ، C و D تقسیم نمود. بخش اعظمی از نواحی شمالی تهران و عمده تپه های سطح شهر توسط آبرفتهای گروه A (سازند هزاردره) پوشیده شده است لذا تعیین پارامترهای مهندسی این آبرفتها لازم و ضروری است. در این مقاله خصوصیات زمین شناسی و شرایط تشکیل آبرفتهای تهران توضیح داده شده و برخی آزمایشهای برجا برای تعیین خصوصیات مکانیکی آبرفتهای سازند A معرفی گردیده است، آنگاه ضمن بیان نقاط ضعف و قوت هر آزمایش نتایج حاصله از این آزمایشها که در انتهای کوی نصر انجام شده  تعبیر و تفسیر گردیده و با برخی آزمایشهای مشابه دیگر که توسط محققین مختلف در این محل  انجام شده مقایسه شده و شباهت ها و تفاوتهای بین آنها تشریح گردیده است.

واژه های کلیدی: آبرفتهای تهران، طبقه بندی ریبن، برش مستقیم برجا، بارگذاری صفحه ای، لرزه ای درون چاهی، نفوذ مخروط سوئدی

1- مقدمه
گستره تهران در کوهپایه‌ای جنوبی از کوههای البرز مرکزی قرار گرفته است. دشت تهران دشتی است با شیب از شمال به جنوب که بوسیله بلندی‌ها و فرونشست‌های خاوری- باختری به بخشهای گوناگون تقسیم می‌شود. این بخشها از شمال به جنوب عبارتند از: بلندای البرز، چین‌های کناری البرز، گستره کوهپایه‌‌ای تهران و دشت تهران. نهشته‌های پوشاننده شهر تهران آبرفتهای جوانی هستندکه حاصل فعالتهای رودخانه ها و سیلابهای فصلی می‌باشند که از کوههای البرز جریان یافته است. (بربریان و همکاران 1364).
 با توجه به گسترش روز افزون ساخت وساز و انجام پروژه های عمرانی مختلف در گستره تهران شناخت ویژگیهای ژئوتکنیکی آبرفتهای درشت دانه تهران لازم است. شناخت این ویژگیها مستلزم انجام آزمایشهای برجا و آزمایشگاهی می باشد. با توجه به خصوصیات آبرفتهای درشت دانه تهران و محدودیت آزمایشهای آزمایشگاهی در تعیین پارامترهای مهندسی خاکهای درشت دانه اهمیت آزمایشهای برجا برای تعیین پارامترهای مهندسی این گونه خاکها بیشتر می باشد، لذا شناخت آزمایشهای برجای توانمند و مفید و روش انجام آنها برای تعیین پارامترهای مهندسی آبرفتهای درشت دانه تهران امری ضروری در شناسایی های ژئوتکنیکی می باشد.

 

2- زمین شناسی آبرفتهای تهران و ضرورت تحقیق حاضر

شهر تهران بر روی نهشته های آبرفتی دوران چهارم بنا شده است. ریبن در سال 1955 رسوبات آبرفتی تهران را از قدیم به جدید به چهار گروه A، B، C و D تقسیم نمود. (بربریان و همکاران، 1364). مبنای تقسیم بندی ریبن، زمان تشکیل رسوبات بوده و به جنبه های ژئوتکنیکی و کاربردی برای تقسیم بندی کمتر توجه کرده است.(چشمی و همکاران 1384). در جدول (1) خصوصیات زمین‌شناسی آبرفتهای مختلف پوشاننده گستره تهران با همدیگر مقایسه شده است. علاوه بر آن در شکل های (1) و (2) برخی از ویژگیهای آبرفتهای سازند A نشان داده شده است. با توجه به اینکه بخشی از نواحی شمال شهر تهران توسط آبرفت های سازند A پوشیده شده است و انجام برخی آزمایشهای برجای متداول نظیر SPT و CPT در این مصالح کاربرد ندارد لذا انجام آزمایشهایی نظیر برش مستقیم برجا و بارگذاری صفحه ای برای استخراج پارامترهای مهندسی مناسب است. محدودیت اصلی این آزمایشها هزینه و زمان بالای انجام آزمایش و تا حدودی غیر ایمن بودن شرایط انجام آزمایش است، لذا انجام آنها در پروژه های معمولی مقدور نمی باشد. پرسیومتر نیز با وجود ارائه نتایج قابل قبول در مورد متغییرهای سختی خاکها درشت دانه و ریز دانه نیازمند حفر گمانه اکتشافی بوده و در مصالح درشت دانه بدلیل قرارگیری قطعات درشت دانه در جدار گمانه و قرارگیری آنها در مجاورت سلول اندازه گیر، رفتار متفاوت با رفتار توده خاک را نشان میدهد ضمن اینکه قطعات درشت و بخصوص زاویه دار باعث پارگی غشاء سلول ها می شوند. لذا پیشنهاد می شود برای شناسایی های ژئوتکنیکی درگستره تهران از آزمایشهای دقیق انجام شده در پروژه های بزرگ یا پروژه های پژوهشی مثل تحقیق حاضر استفاده کرده و آنها را با زمین شناسی رسوبات تطابق داد و نتیجه گیری نمود و در پروژه های معمولی با شناسایی های ژئوتکنیکی ساده و اطلاع از زمین شناسی آنها شناخت ژئوتکنیکی خوبی بدست آورد.


 

 

شکل (1)- آبرفتهای سازندA  در انتهای کوی نصر ( تپه گيشا)، شيب دار بودن آبرفت ها ووجود لايه های ماسه ای در این شکل مشاهده می شود. (بهار 1384).

 

 

 

 

 

 

شکل (2) نمونه ای از رسوبات سازند A در حوالی گردنه قوچک ، بدلیل سیمانتاسیون بالا دیوارهای قائم تشکیل شده از این آبرفتها پایدار می باشد. (زمستان 1383)


 

جدول (1) مقایسه سازندهای گستره تهران

موضوع مقایسه

سازند A

سازند B

سازند C

سازند D

سن

5 میلیون سال

700000 سال

50000 سال

10000 سال

سیمانتاسیون

سیمان شده و سخت شده

متغییر ولی عموما دارای سیمان ضعیف

سیمان ضعیف تر از A و سخت نشده

سیمان نشده

دانه بندی

از حد رس تا دانه هایی به قطر 10 تا 25 سانتیمتر

بسیار متغییر با قطعات چند متری

از حد سیلت تا حداکثر دانه به قطر 20 سانتیمتر

از حد رس تا قطعات سنگی بزرگتر از یک متر

شیب لایه ها

دارای شیب حداکثر تا 90 درجه

بصورت دگر شیب بر روی آبرفت A و دارای شیب کمتر از 15 درجه

افقی

افقی

ضخامت

حداکثر 1200 متر

حداکثر 60 متر ( به سمت جنوب کم می شود)

حداکثر 60 متر

کمتر از 10 متر

شرایط تشکیل

سیلابی

یخچالی - سیلابی

سیلابی رودخانه ای

سیلابی رودخانه ای

محل های مشاهده شده

در محدوده کن، اوین، قیطریه، عباس‌آباد، گردنه قوچک و ابتدای جاده هراز

باغ فیض، شهرک غرب، حوالی دانشگاه شهید بهشتی، ولی‌عصر و شریعتی

بخش مهمی از شهر تهران به روی این رسوبات ساخته شده است

بستر و مسیر رودخانه های کنونی و مسیل های قدیمی


 

3- برنامه ریزی انجام آزمایشات برجا

با توجه به محدودیت های متداول در تمام پروژه های پژوهشی منجمله هزینه های بالای انجام آزمایشهای بزرگ مقیاس مطالعه حاضر نمی توانست روی کل رسوبات تهران انجام شود. بنابراین مطالعه روی رسوبات A صورت پذیرفت، زیرا اولا مشکلات شناسایی های متداول در این رسوبات بیشتر است، ثانیا شباهت های فراوانی بین این رسوبات و رسوبات سری C وجود دارد و ثالثا در ادامه مطالعات انجام شده توسط پهلوان (1381)، اصغری (1381) وبرخی کارهای تحقیقاتی دیگر است.

برای مطالعه خصوصیات ژئوتکنیکی آبرفتهای سازند هزار دره (سری A ) تهران نقطه ای در انتهای کوی نصر (ضلع شمالی بزرگراه آیت اله حکیم و جنوب برج چند منظوره میلاد) انتخاب شد. علت انتخاب این نقطه وجود نتایج برخی آزمونهای برجا در این محل در چارچوب کارهای تحقیقاتی و یا حرفه ای و نیز قرارگیری این محل در بخشی از مسیر خط 7 متروی تهران بوده است.

برای مشاهده رسوبات و توصیف آنها از نقطه نظر شکل و اندازه دانه‌ها، وضعیت تراکم، سیمانتاسیون، شرایط آب زیرزمینی و همچنین فراهم آوردن شرایط محیطی مناسبی برای انجام آزمونهای برجا اقدام به حفر یک حلقه چاهک دستی به قطر 1 متر و تا عمق 20 متر گردید. با توجه به اینکه امکان انجام آزمونهای برجا در داخل چاهک دستی فراهم نبود اقدام به حفر گالری اکتشافی شد. بمنظور فراهم آوردن شرایط مناسب برای شناسایی های بیشتر و دقیقتر منجمله انجام تعداد آزمایش بیشتر، گالریهای اکتشافی در دو تراز حفر گردید. گالریها به شکل مثلثی حفر شد، (دارای قاده 6/1 متر، ارتفاع 8/1 متر و طول 5 متر) با حفر گالری به این شکل امکان انجام آزمایش برش مستقیم برجا، بارگذاری صفحه‌ای و نفوذ مخروط سوئدی فراهم گردید. گالری‌ها در ترازهای 7 متر و 13 متر از سطح زمین حفاری شد. پروفیل زیر سطحی مصالح در طول چاهک و گالری‌های اکتشافی در شکل (3) نشان داده شده است

 


 

  شکل (3) پروفیل زیر سطحی مصالح در طول چاهک و گالری های اکتشافی حفر شده، تمام مصالح مربوط به سازند A می باشد ولی تغییراتی از نظر دانه بندی و سیمان در آن وجود دارد. سختی تمام لایه ها خیلی بالا است.


 

4- آزمونهای برجا

برای انجام این تحقیق و با توجه به ویژگی های آبرفتهای سری A تهران آزمونهای برجای برش مستقیم، بارگذاری صفحه ای، نفوذ مخروط سوئدی و درون چاهی لرزه ای پیش‌بینی و انجام گردید.

 4-1- آزمایش برش مستقیم برجا (In situ Direct shear Test)

جهت تعیین پارامترهای مقاومتی ( چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک ) بصورت برجا از آزمایش برش مستقیم برجا استفاده می شود. با توجه به اینکه خاک در محل تحت اعمال نیروی برشی و قائم قرار می گیرد اثرات مربوط به سیمان بین دانه ها و اندازه دانه ها در پارامترهای استخراج شده ملحوظ می گردد. هزینه و زمان بالا و شرایط سخت انجام این آزمایش از محدودیت های اصلی این آزمایش است. استاندارد(1981) BS برای انجام این آزمایش پیشنهاد شده است. دراین تحقیق برای انجام آزمایش سه قالب فلزی به ابعاد 60×60 سانتیمتر و ارتفاع 15 سانتیمتر با ضخامت حدود 2 سانتیمتر ساخته شد. بارهای قائم و افقی توسط جک هایی اعمال گردید. طراحی و ساخت قالبها و سیستم انجام آزمایش توسط نویسنده انجام و در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت (شکل 4). در این آزمایش بازاء بار قائم مشخص حداکثر بار افقی لازم برای گسیخته شدن خاک اندازه گیری می شود، تغییر شکلهای قائم و افقی در حین انجام آزمایش تا زمان گسیخته شدن نمونه قرائت شده و با رسم نمودار تنش قائم در مقابل تنش برشی مقادیر C و f خاک استخراج می‌شود.

                

شکل (4)- سیستم اعمال بار افقی و قائم، سیستم غلطکی و قالبها در آزمایش برش مستقیم برجا، انتهای کوی نصر، عمق 7 متری.

 

نتایج اخذ شده از آزمونهای برش برجای انجام شده عبارتند از :

1- بدلیل ماهیت درشت دانه خاک، تغییر شکلهای قائم و افقی بلافاصله پس از اعمال بار قائم و افقی اتفاق می افتد. و پس از آن ثابت می ماند.

2- در هنگام اعمال بار افقی، بدلیل وجود ذرات درشت دانه در سطح برش تغییرات چشمگیری در جابجایی های قائم اتفاق میافتد.

3- زاویه اصطکاک داخلی برای آبرفتهای سازند A تهران در این منطقه با توجه به نتایج 4 آزمایش انجام شده حدود ْ40 پیشنهاد می‌گردد. چسبندگی خاک متغیر بوده بنحوی که در گالری قرار گرفته در عمق 7 متری حدود 6/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و در گالری قرار گرفته در عمق 13 متری 7/0 تا 8/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بوده است. علت کم بودن چسبندگی در گالری پایینی براساس مشاهدات سطحی اشباع بودن خاک و وجود جریان آب در این تراز بوده است. جریان آب باعث شسته شدن سیمان بین دانه ها شده ودر نتیجه کاهش چسبندگی را بهمراه داشته است.

4- بدلیل سیمان قوی بین دانه ها و نزدیک بودن رفتار این آبرفتها به مصالح سنگی نرم گسیختگی در تغییر شکل های کم اتفاق می افتد.

4-2- آزمایش بارگذاری صفحه ای(Plate load Test)  

برای تعیین پارامترهای تغییر شکل پذیری خاک از آزمایش بارگذاری صفحه ای استفاده می شود. با توجه به اینکه در این آزمایش تغییر شکلهای خاک به صورت مستقیم قرائت میشود لذا شرایط انجام آزمایش خیلی نزدیک به شرایط واقعی می باشد. محدودیت های موجود در انتخاب ابعاد صفحه متناسب با اندازه دانه ها، اعمال نیرو، ریزش سقف گالری ( در زمانی که آزمایش داخل گالری انجام می شود) از جمله نقاط ضعف این آزمایش است. این آزمایش براساس استاندارد ASTM (2000b)D1194-94 انجام شد. در این آزمایش از صفحه بارگذاری دایره‌ای شکل به قطر 30 سانتیمتر و جک 120 تنی استفاده گردید (شکل 5). در این آزمایش تغیر شکلها بازاء بارهای اعمال شده قرائت و پس از رسم منحنی تنش قائم به جابجایی امکان استخراج مدول تغییر شکل پذیری، مدول عکس العمل بستر و مدول تغییر شکل پذیری در منحنی‌های بارگذاری مجدد فراهم می‌گردد. نتایج اخذ شده از آزمونهای بارگذاری صفحه‌ای انجام شده عبارتند از:

1- تغییرات نشست در مقابل زمان (بازاء بار قائم مشخص ) اندک است. بعبارتی رفتار خاک متاثر از بخش درشت دانه می باشد.

2- در آزمایش انجام شده در گالری غربی وعمق 13 متر، پس از اعمال تنش 63 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع گسیختگی در اطراف صفحه بارگذاری مشاهده شد (شکل 6).

3- با توجه به نتایج 4 آزمایش انجام شده مدول الاستیسیته برای آبرفتهای سازند A این منطقه حدود 1412 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و مدول عکس العمل بستر حدود 65 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و مدول بارگذاری مجدد حدود 337 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع پیشنهاد می گردد.


 

                               

Text Box: شکل (6)- گسیختگی ایجاد شده در سطح زمین 
Text Box: شکل (5)- مراحل انجام آزمایش بارگذاری صفحه ای

 

 

 
(Swedish Weight Sounding Test)4-3- آزمایش نفوذ مخروط سوئدی

هدف اصلی از انجام این آزمایش تجربه عملی ساخت، راه اندازی و بکارگیری این آزمایش در رسوبات تهران و نیز ارزیابی آن به عنوان یک اندیس ساده می باشد. بنحوی که در ادامه تحقیقات بتوان با توجه به نتایج این آزمایش و برخی آزمایشهای ساده دیگر ( نظیر دانه بندی، برش مستقیم کوچک، انحلال پذیری و ...) درباره پارامترهای ژئوتکنیکی آبرفتها درشت دانه قضاوتی کرد. این آزمایش براساس استاندارد Euro cod 7 (2003) انجام شد. برای انجام این آزمایش از یک نوع پیچ، لوله‌های به قطر 22 میلیمتر و تعدادی وزنه (5، 10، 10، 25، 25 و 25 کیلوگرم) همانطور که در شکل(7 الف و ب) نشان داده شده است استفاده می‌شود. در این آزمایش بار بصورت تدریجی افزایش می‌یابد، بدون اینکه دستگاه چرخانده شود،  افزایش بار بایستی بنحوی باشد که در هنگام افزایش بار نرخ نفوذ نوک 50 میلیمتر در ثانیه ( 3 متر در دقیقه) باشد. زمانی که نفوذ با بار یک کیلونیوتنی انجام نشد، لازم است که دستگاه چرخانده شود. در این حالت تعداد نیم دورهای لازم برای 20 سانتیمتر نفوذ ثبت می‌شود. ( Nwst). دستگاه مذکور برای اولین بار در ایران برای این تحقیق توسط نویسنده ساخته شد و جهت ارزیابی کارکرد در آبرفتهای تهران مورد آزمایش قرار گرفت (شکل 7 ج ).

نتایج اخذ شده از آزمایش نفوذ مخروط سوئدی عبارتند از:

1- با توجه به سیمان قوی و دانه های درشت موجود در آبرفت های سری A تهران میزان نفوذ نوک در آزمایش اندک است، لذا انجام آن در چاهک و یا گالری توصیه می شود.

2- Nwst برای رسوبات سری A با توجه به نتایج 16 آزمایش انجام شده بین60 تا 94 متغییر می باشد.

 


 

                                 

 

شکل (7) (الف) : شماتیک دستگاه (ب): شکل پیچ (ج) : تجربه ساخت و بکارگیری

 

4-4- آزمایش درون چاهی لرزه‌ای (Down hole)

روشهای لرزه ای بر مبنای انتشار امواج مکانیکی در یک محیط الاستیک استوار هستند. موج تولید شده توسط چشمه لرزه‌ای به گیرنده امواج می‌رسد و سپس توسط دستگاه لرزه نگار تقویت و ثبت می‌شود. با توجه به جهت حرکت موج در داخل زمین دو نوع موج در مهندسی بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. موج تراکمی یا طولی (Longitudinal) که جهت حرکت ذره در جهت انتشار موج است. موج برشی یا عرضی (shear) که جهت حرکت ذره عمود بر جهت انتشار موج است. با در دست داشتن سرعت امواج تراکمی و برشی و همچنین چگالی محیط انتشار می‌توان مدولهای دینامیکی مصالح موجود را محاسبه نمود. روشهای لرزه ای کرنش های بسیار کوچک ( کمتر از 0.001%) را در مصالح مورد استفاده اعمال می کنند. در شکل (8) دستگاه آزمایش لرزه ای درون چاهی نشان داده شده است. نتایج اخذ شده از آزمایش لرزه ای درون چاهی عبارتند از:

1- با افزایش عمق بدلیل بالا رفتن تراکم مصالح سرعت امواج P و S افزایش می یابد.

2- سرعت موج P و S در رسوبات سری A در منطقه مورد مطالعه بین 745 تا 1380 متر بر ثانیه و 400 تا 770 متر بر ثانیه متغییر میباشد.

Text Box: شکل (8)- سیستم گیرنده امواج، اعمال ضربه و دستگاه ثبت اطلاعات در آزمایش لرزه ای درون چاهی

 

             

 


 

5- مقایسه نتایج

5-1- مقایسه نتایج آزمایشهای برجای انجام شده در این تحقیق

در جدول (2) نتایج آزمایش برش برجا با آزمایش نفوذ مخروط سوئدی برای تعیینf  خاک با هم مقایسه شده است، همانطور که ملاحظه می‌گردد انطباق خوبی بین این دو آزمایش درتعیینf  خاک وجود دارد. در جدول (3) نتایج آزمایشهای بارگذاری صفحه ای، نفود مخروط سوئدی و لرزه ای درون چاهی برای محاسبه مدول الاستیسیته خاک مقایسه شده است.

 

جدول (2) -مقایسه نتایج آزمایش نفوذ مخروط سوئدی و برش درجا برای تعیین f خاک

ردیف

محل

عمق(متر)

(f) برش درجا

(f)، نفود مخروط سوئدی

1

گالری غربی

7

45

41

2

13

6/40

8/40

3

گالری شرقی

7

40

5/41

4

13

40

2/40

 

جدول (3)- مقایسه  نتایج آزمایشهای بارگذاری صفحه‌ای، نفوذ مخروط سوئدی و لرزه‌ای درون چاهی برای محاسبه میزان مدول الاستیسیته خاک

ردیف

محل

عمق(متر)

مدول الاستیسیته (kg/cm2)

بارگذاری صفحه‌ای

نفوذ مخروط سوئدی

لرزه ای درون چاهی

1

گالری غربی

7

1456

510

18.600

2

13

1651

486

21.310

3

گالری شرقی

7

1412

552

18.600

4

13

1412

480

21.310

 

با مقایسه جداول می‌توان نتایج زیر را گرفت :

1- مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش نفوذ مخروط سوئدی کمتر و از آزمایش لرزه‌ای درون چاهی بیشترین مقدار را دارا می‌باشد.

2- مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش لرزه ای درون چاهی 12 تا 15 برابر آزمایش بارگذاری صفحه‌ای، مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش بارگذاری صفحه‌ای 2.5 تا 3.4 برابر آزمایش نفوذ مخروط سوئدی و مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش لرزه‌ای درون چاهی 36 تا 44 برابرآزمایش نفوذ مخروط سوئدی می‌باشد. علت تغییرات به ویژگیهای هر آزمایش و دامنه کرنش های مختلفی که در هر آزمایش به مصالح اعمال می شود مرتبط است.

 

5-2- مقایسه نتایج با آزمونهای برجای انجام شده قبلی

در جدول (4) نتایج آزمونهای برجای انجام شده بر روی آبرفتهای سری A با برخی آزمونهای برجای مشابه که در پروژه‌ها و تحقیقات قبلی انجام شده است مقایسه گردیده است.

با مقایسه پارامترهای ارائه شده در جدول (4) میتوان نتایج زیر را گرفت :

1- در بیشتر موارد همگرایی و انطباق بین نتایج وجود دارد.

2- علت وجود اختلاف در برخی نتایج تفاوت در محل و عمق انجام آزمایش، وجود ناهمگنی در آبرفتهای A، تفاوت در روشهای انجام آزمایش و اختلاف درصد رطوبت طبیعی خاک می باشد.

3- با توجه به اینکه پارامترهای ارائه شده توسط تحقیقات قبلی عموماً حداکثر  تا عمق 4 متر می‌باشد، لذایکی از  ویژگی تحقیق انجام شده انجام آزمونهای دقیق در عمقهای بیشتر است.

 

 

 

جدول (8)- مقایسه نتایج آزمونهای برجای انجام شده در انتهای کوی نصر بر روی آبرفتهای A در این تحقیق با برخی آزمونهای برجای مشابه انجام شده در تحقیقات قبلی

چشمی

اصغری(1381)

پهلوان( 1381 )

شرکت خدمات مهندس خاک 1375

امینی
1373

آزمایش کننده‌ها

ویژگیها

انتهای کوی نصر

(جنوب تپه گیشا)

انتهای کوی نصر

(جنوب تپه گیشا)

ساختگاه هتل پنج ستاره تهران

(شمال تپه گیشا)

شمال بزرگراه رسالت

(جنوب تپه گیشا)

ساختگاه هتل پنج ستاره تهران

(شمال تپه گیشا)

محل عمومی برج چند منظوره تهران

( تپه گیشا)

محل هتل پنج ستاره تهران (شمال تپه گیشا)

بصورت کلی برای رسوبات A

محل انجام آزمایش

GW-GM

GP-GC

GM-GC

 

GW-GM

GP-GC

GP-GM

GM-GC

GW-GM

GW

GP-GM

GP-GC

GM-GC

GW

GP-GC

GW-GM

GP-GM

GC

GW-GC

CP-GC

GW-GM

GP-GM

GW-GC

SC-SM

SC/GC/GM

GC-GP-GM

GW-GM

GC-GM

SC

GW,GP,GC

GW-GM

GP-GW

GM-GC

طبقه بندی خاک (یونیفاید)

50 <

-

-

50 <

50 <

50 <

50 <

-

NSPT

65/1 -72/0

-

-

-

-

2.93

0

15/0-3/0

C (kg/cm2)

40- 45

-

-

-

-

41 -37

41

42 -38

(درجه    ) f

-

-

-

--

-

-

-

2/2 -9/1

gd (gr/cm2)

08/2 -2

-

-

17/2

2/2

2

2

-

دانسیته طبیعی (g/cm2)

-

18 - 3

10 - 5

9 -8

-

-

9 -3

%W

1651 1412

2380 - 1110

2040 1950

3897 1975

3357 - 1819

1250

1250

1700

E (kg/cm2)

76 65

110 51

94 90

179 94

154 83

-

35 17

28

Ks (kg/cm3)

458 337

1150 250

600

1450 500

1500 200

-

-

-

Kr (kg/cm3)

576 (میانگین از سطح رمین  تا عمق 13 متر)

-

-

962

816

-

-

-

Vs (m/sec)

 

57/2

 

 

 

 

 

شن

GS

 

59/2

 

 

 

 

 

ماسه

 

68/2

 

 

 

 

 

ریزدانه

 

6- نتیجه گیری

با توجه به مطالب ذکر شده در بخش های قبلی می توان نتایج زیر را گرفت:

1- بدلیل درشت دانه بودن و سیمانتاسیون قوی آبرفتها سازند A حفر چاهک دستی و گالری اکتشافی روش خوبی برای مطالعه این رسوبات می باشد.

2- آبرفتهای سازند A تهران، ناهمگن و دارای سیمان قوی می باشند. سیمان پر کننده بین دانه ها ناشی از عملکرد آب زیر زمینی بوده و عمدتا کلسیتی می باشد. جریان آب می تواند باعث انحلال مجدد این سیمان و در نتیجه کاهش چسبندگی شود.

3- قطعات درشت دانه با قطر حدود 50 سانتیمتر در این آبرفتها مشاهده شده است ولی عموما اندازه دانه ها کمتر از 20 سانتیمتر می باشد.

4- برای تعیین دقیق پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل پذیری این آبرفتها آزمایش برش مستقیم برجا و بارگذاری صفحه قابل استفاده است. استفاده از آزمایش نفوذ مخروط سوئدی به عنوان یک آزمایش نشانگر ساده و کم هزینه در داخل چاهک و گالری توصیه می شود.

4- 5- انطباق خوبی بین نتایج آزمایش برش مستقیم برجا و نفوذ مخروط سوئدی برای تعیین fآبرفت های درشت دانه A تهران در منطقه مورد آزمایش وجود دارد.

6- مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش نفوذ مخروط سوئدی کمتر از آزمایش بارگذاری صفحه ای و لرزه ای درون چاهی می باشد. نسبت مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش بارگذاری صفحه ای به آزمایش نفوذ مخروط سوئدی 2.5 تا 3.4 و نسبت مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش لرزه ای درون چاهی به مدول الاستیسیته استخراج شده از آزمایش بارگذاری صفحه ای 12 تا 15 می باشد.

7- نتایج آزمایشات قبلی عموما تا عمق 4 متر بوده، در حالیکه نتایج حاصله در این تحقیق برای عمق 7 و 13 متر بوده است. دلیل اصلی تفاوت پارامترهای اندازه گیری شده در این تحقیق با مطالعات قبلی افزایش درصد رطوبت با عمق و تفاوت در شرایط انجام آزمایش می باشد.

8- زاویه اصطکاک داخلی برای آبرفتهای سازند A تهران در این منطقه حدود ْ40 درجه پیشنهاد می‌گردند. چسبندگی خاک ( c) بین 0.7 تا 1.6 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع متغییر می باشد که بستگی به وضعیت آب زیر زمینی دارد. مدول الاستیسیته حدود 1412 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و مدول عکس العمل بستر حدود 65 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و مدول بارگذاری مجدد حدود 337 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع پیشنهاد می‌گردند. توسعه پارامترها به بخش های دیگر آبرفتهای سازند A مستلزم افزایش اطلاعات و انجام آزمونهای بیشتر می باشد.

 

7- مراجع

اصغری، ا، (1381)، " تاثير سيمانی شدن بر مقاومت برشی و تغيير شکل پذيری خاکهای درشت دانه با نگرشی به آبرفتهای تهران"، پايان نامه دکتری زمين شناسی مهندسی، دانشگاه تربيت مدرس، دانشکده علوم پايه، 252 صفحه.

امینی، م، (1373)، " ويژگيهای ژئوتکنيکی رسوبات کواترنر دشت تهران"، مجموعه مقالات نخستين سمپوزيوم بين المللی کواترنر، دانشگاه تهران، 14 صفحه، ص 171-175.

بربريان، م، قريشی، م، ارژنگ، ا، مهاجر اشجعی، ا، (1364)، پژوهش و بررسی ژرف نو زمين ساخت و خطر زمينلرزه، گسلش در گستره تهران و پيرامون، گزارش شماره 56 سازمان زمين شناسی کشور، 315 صفحه.

پهلون، ب، (1381)، "مطالعه تغيير شکل پذيری آبرفت درشت دانه تهران با استفاده ازپرسيومتر"، پايان نامه دکتری زمين شناسی مهندسی، دانشگاه تربيت مدرس، دانشکده علوم پايه، 285 صفحه.

جعفری، م و همکاران، (1381)،"گزارش ريز پهنه بندی لرزه ای شمال  تهران از ديدگاه شرايط ساختگاه"، پژوهشگاه بين المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، 84 صفحه.

چشمی، ا، فاخر، ع، خامه چیان، م، (1384)، "مطالعه خواص مکانيکی آبرفت های درشت دانه تهران بر اساس آزمون ها معمول و ابزار ساده مکانيکی"، پايان نامه دکتری زمين شناسی مهندسی، دانشگاه تربيت مدرس، دانشکده علوم پايه، فاخر، ع ( استاد داهنما )، خامه چیان، م، ( استاد مشاور)، در حال انجام.

شرکت مهندسی خدمات مکانیک خاک (1375)، گزارشهای ژئوتکنیک برج چند منظوره میلاد تهران، شرکت یادمان سازه.

مرکز مطالعات زلزله و زيست محيطی تهران بزرگ با همکاری آژانس همکاری های بين الملل ژاپن (JICA)"،(1380) گزارش ريز پهنه بندی لرزه ای تهران بزرگ  ، 381 صفحه

ASTM (2000a), Standard test method for direct shear test of soil under drained condition (D3080-98), Annual book of ASTM standard, Vol 04-08, 894-904

ASTM (2000b), Standard test method for bearing capacity of soil for static load and spread footing (D1194-94), Annual book of ASTM standard, Vol 04-08, 115-117

B. S. Standard (19810, Code of practice for site investigation, B S 5930, British standard

Clayton, C.I.R., Simons, N.E. and Matthews, M.C., (1982), Site investigation, Granada, Pub., Great Britain.

Euro code 7 : Geotechnical design, part 3 ; Design assisted by field testing. ENV 1997-3 :2000, PP 55-58 & 78-83

J I S 1221, (2001), "Japanese code for site investigation".

Tsokamoto Y, Ishihara K, Sawad S, (2004), "Correlation between penetration resistance of swedish weight sounding test and SPT blows counts sandy soils" Soils and foundation journal Vol. 44, No33