سرفصل های درس زمین شناسی مهندسی و پیشرفته

نام بسته درسی : زمین شناسی مهندسی و پیشرفته

————————————————————————–

فهرست 

فصل اول کلیات

فصل دوم هوازدگی

فصل سوم حرکت های توده ای

فصل چهارم  آبهای زیرزمینی

فصل پنجم زمین شناسی مهندسی در تونل

فصل ششم زمین شناسی مهندسی در سد

فصل هفتم فرونشست

فصل هشتم زمین لرزه 

فصل هشتم  زمین‌شناسی مهندسی ساحل 

بخش هایی از بسته درسی زمین شناسی مهندسی و پیشرفته

فصل اول کلیات

زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی عبارتست از کاربرد دانش و اطلاعات زمین شناسی در طراحی  و اجرا و بهره برداری از پروژه های عمرانی.

با توجه به اینکه اکثر طرح های عمرانی به طور مستقیم یا غیر مستقیم با زمین مرتبط هستند، بنابراین شناخت خصوصیات زمین شناسی در محل اجرای طرح ها از اهمیت زیادی برخوردارند.

دامنه فعالیت های زمین شناسی مهندسی را می توان در سه دسته اصلی قرار داد:

1- مطالعات ژئومکانیک:

در این مطالعات به مطالعه رفتار مکانیکی خاک ها و سنگها در مقابل نیروهای وارد بر سطح آنها می پردازد.

2- مطالعات ژئودینامیک:

در این مطالعات به مطالعه فرآیند های فعال زمین شناسی و پیش بینی خطرات ناشی از آنها می پردازد.

3- مطالعات ژئوتکنیک:

در این مطالعات به مطالعه رفتار مهندسی سنگ ها و خاکها در محل اجرای طرح ها و ارائه راه حل های مناسب جهت اصلاح و بهسازی زمین می پردازد.

فصل دوم هوازدگی و خاک

هوازدگی و تشکیل خاک

معمولاً در هنگامی که مرز خاک و سنگ بستر تدریجی باشد تشخیص این دو از یکدیگر با مشکل روبرو است. به منظور شناسایی این دو از یکدیگر، اطلاع از هوازدگی ضروری به نظر می‌‌‌رسد. در صورتیکه سنگ را برای هر منظوری استفاده می‌کنیم اطلاع از کیفیت سنگ در برابر هوازدگی بسیار مهم است.

      هوازدگی چیست؟

هوازدگی عبارتست از خرد شدن سنگ‌ها و تجزیه آنها به همراه رسوبات.

سنگی‌هایی که در سطح زمین می‌بینیم در شرایطی متفاوت با شرایط اولیه تشکیل خود قرار دارند (حرارت و فشار و … نسبت به زمان تشکیل آ‌نها تغییر کرده است) بنابراین می‌بایست خود را با شرایط جدید مطابقت دهند و این زمینه را برای هوازدگی فراهم می‌کند.

فرآیند هوازدگی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود.

• هوازدگی فیزیکی
• هوازدگی شیمیایی

هوازدگی فیزیکی (physicalweathering)

هوازدگی فیزیکی به خردشدگی مکانیکی سنگ‌ها گفته می‌شود. منظور از خرد شدگی مکانیکی فرآیندهایی است که با تغییر دما و فشار منجر به شکسته شدن سنگ‌ها می‌شود. مهمترین این فرآیندها عبارتند از :

• Ø یخ زدن
• Ø تغییرات بار وارده
• Ø نمک‌ها

یخ زدن

زمانی که آب یخ می‌زند حجم آن 9 درصد افزایش می‌یابد. بنابراین در صورتی که آب در سنگ وجود داشته باشد و یخ بزند، نیروی فشاری قابل توجهی به سنگ وارد می‌کند این موضوع در سنگ‌های درزه‌ دار نمود بیشتری دارد و کمک فراوانی به هوازدگی سنگ‌ها در نواحی سردسیر می‌کند.

شکافته شدن و خرد شدن بتن‌ها نیز می‌تواند ناشی از یخ زدن آب در حفرات کوچک سنگدانه‌های بتن باشد. چرت‌ها، دولومیت‌ها، شیل‌ها و سنگ‌های آهکی رس‌دار پس از یخ زدن آب منجر به پوسته پوسته شدن سطح بتن می‌شوند.

باربرداری

بار رخ دادن فرسایش وزن طبقات فوقانی بر لایه‌های زمین کاهش می‌یابد و انبساط آن‌ها را سبب می‌شود. این موضوع در دراز مدت سبب آزاد شدن تنش لیتواستاتیک شده و کم‌کم تغییر شکل ناشی از آن ایجاد می‌شود. در سنگ‌هایی نظیر گرانیت و ماسه سنگ‌های توده‌ای این فرآیند سبب ایجاد درزه‌های بزرگی شده که اصطلاحاً ورقه‌ای شدن (Shetting) گفته می‌شود.این درزه‌ها که عموماً از شیب عمومی زمین پیروی می‌کنند، مناظر پوست پیازی در سنگ‌هایی مثل گرانیت‌ها را سبب می‌شوند. این موضوع در هنگام خاکبرداری در نواحی دارای این نوع سنگ‌ها اهمیت دارد زیرا درزه‌هایی به موازات شیب و در جهت جاده ایجاد می‌کنند.در اثر انفجار یا باربرداری سریع، درزه‌ها با سرعت بیشتری گسترش می‌یابد. یکی دیگر از فرآیندهای ناشی از باربرداری ترکیدن سنگ‌ها است. این پدیده در دیواره معادن عمیق از جنس کوارتزیت و گرانیت معمولاً به چشم می‌خورد.

آزمون خودسنجی:

1- سرعت هوازدگی در کدام یک  از کانی های زیر بیشتر است؟

1- کلسیت

2- اولیوین

3- کوارتز

4- آلبیت

2- کدام یک از تعاریف زیر توصیف زمین شناسی خاک است؟

1- مواد سخت نشده روی سنگ بستر

2- ترکیبی که دارای مواد آلی است

3- بخشی که سرعت امواج P کمتر از 2500 متر بر ثانیه است.

4- تا عمقی از زمین که مقاومت فشاری کمتر از 960 کیلو پاسکال است.

پاسخ نامه :

1- گزینه 1 صحیح است

رده‌بندی عمومی برای سرعت هوازدگی کانی‌های اصلی

کاهش سرعت هوازدگی

2- گزینه 1 صحیح است

در زمین شناسی به مواد سخت نشده روی سنگ بستر، خاک اطلاق می شود.

برای مشاوره اینجا بزنید