ارزیابی پتانسیل روانگرایی خاک در اثر وقوع زلزله با استفاده از روش VS (مطالعه موردی: شهر اردبیل)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 1، دوره 3، شماره 1 - شماره پیاپی 9، اردیبهشت 1393، صفحه 1-15   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v3i1.23257

نویسندگان

فریبا اسفندیاری درآباد^* ؛ عطا غفاری گیلانده؛ خداداد لطفی

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

کشور ایران در یکی از مناطق مهم لرزه خیز دنیا واقع شده و تاکنون شاهد وقوع زمین لرزه‌های شدیدی بوده است. وقوع زمین لرزه با خطراتی برای زندگی بشر همراه است که از جمله خطرهای ناشی از آن، خطرهای ژئوتکنیکی است. یکی از خطرهای ژئوتکنیکی مهم، پدیده روانگرایی می‌باشد. روانگرایی خاک، دلیل بسیاری از خرابی‌های ناشی از زلزله است. بروز پدیده روانگرایی در حین زلزله می‌تواند خسارات زیادی به شریان‌های حیاتی، کج شدن و فرو رفتن سازه‌های روزمینی و بالا آمدن سازه‌های سبک مدفون در خاک (مثل لوله‌ها) و پر شدن چاه‌های آب گردد. منطقه مورد مطالعه (شهراردبیل) بر روی یک دشت رسوبی با مواد سست آبرفتی استقرار یافته و در طول تاریخ، شاهد وقوع زلزله‌های متعددی بوده است؛ از این رو می‌تواند مستعد وقوع روانگرایی باشد. در این تحقیق، روش اندازه گیری سرعت موج برشی (VS) جهت ارزیابی پتانسیل روانگرایی خاک‌های شهر اردبیل مورد استفاده قرارگرفته است. نتایج به دست آمده از این مطالعات برای شرایط سیمانی، نشان می‌دهد بخش‌هایی از منطقه (1 و 2) شهرداری، با خطر زیاد روانگرایی مواجهه‌اند و در شرایط بدون سمنتاسیون، بخش‌هایی از مناطق 1 و 4، با خطر خیلی زیاد به جهت احتمال وقوع روانگرایی همراه هستند.

کلیدواژه‌ها

اردبیل؛ روانگرایی خاک؛ زمین لرزه؛ سرعت موج برشی (VS)

مراجع

اثنی عشری، مهدی؛ باغبان زاده دزفولی، امین؛1389. تأثیر میزان ریزدانه خمیری و پلاستسیته در رفتار روانگرایی استاتیکی ماسه سست. پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران. دانشگاه فردوسی مشهد. 14 تا 16 اردیبهشت 1389.

برزگری، قدرت؛ ارومیه‌ای، علی؛ 1385. ارزیابی پتانسیل روانگرایی پی آبرفتی ساختگاه سد مخزنی چپرآباد بر اساس نتایج آزمایش نفوذ استاندارد(SPT). مجله علوم زمین. سال هفدهم. شماره 68. تابستان 1387. صص 56 – 67.

پورکرمانی، محسن؛ آرین، مهران؛ 1376. سایزموتکتونیک و لرزه زمین ساخت، انتشارات شرکت مهندسین مشاور دز آب، چاپ اول، زمستان.

پاسه، حمید؛ 1388. مطالعه عددی روانگرایی پی‌های آبرفتی سدهای خاکی تحت بار گزاری زلزله. پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران – مکانیک خاک و مهندسی پی دانشگاه تربیت مدرس.

حوتی، امیر؛ فرهادی، علی؛ 1384. پیش بینی بروز روانگرایی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی. مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران. دانشگاه تربیت معلم.

داس، براجا. ام؛ 1376. اصول مهندسی ژئوتکنیک، جلد اول مکانیک خاک. ترجمه شاپور طاحونی. انتشارات پارس آئین. چاپ چهارم. پاییز .1376.

سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی و اردبیل، معاونت مطالعات پایه منابع آب؛ گزارش حفاری‌های چاه اکتشافی و پیزومتر مجاور آن در دشت اردبیل. مرداد 1375.

سازمان آب منطقه ای آذربایجان شرقی و اردبیل، معاونت مطالعات پایه منابع آب؛ گزارش حفاری‌های چاه اکتشافی و پیزومتر مجاور آن در دشت اردبیل. اردیبهشت 1381.

شرکت سهامی آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک استان اردبیل؛ سلسله مطالعات بهسازی لرزه‌ای مدارس شهر اردبیل. مطالعات ژئوتکنیک. تیر1383 – خرداد1389.

عسکری، فرج اله؛ کسایی، مجید؛ 1382. ارزیابی پتانسیل روانگرایی در بخشی از نواحی جنوب شرق تهران. نشریه دانشکده فنی. جلد 37. شماره 2. شهریور. صص 257-268.

عسکری، فرج اله؛ دبیری، روزبه؛ کشاورز بخشایش، محمد؛1385. مقایسه ارزیابی پتانسیل روانگرایی با روش‌های مقاومت نفوذ استاندارد(SPT) و اندازه گیری سرعت موج برشی(Vs) در جنوب تهران. ژورنال زلزله شناسی و مهندسی زلزله. سال هشتم. شماره دوم. صص 95-103.

قهرمانی، محمود؛ قلندرزاده، عباس؛ مرادی، مجید؛1385. بررسی تأثیر ریز دانه پلاستیک بر مقاومت روانگرایی ماسه اشباع. ژورنال زلزله شناسی و مهندسی زلزله. سال هشتم. شماره دوم. صص 71 – 80.

معماریان، حسین؛ 1377. زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک. انتشارات دانشگاه تهران.

Andrus, R.D., Stokoe K.H., Chung, R.M., 1999. Draft Guidelines for Evaluating Liquefaction Resistance Using Shear Wave VelocityMeasurementsandSimplified Procedures. Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology (NIST), 558-566.

Andrus, R.D., Stokoe K.H. KK. 1997. Liquefacation Resistsnce Based on Shear Wave Velocity. NCEER Workshop on Soil, Technical Report NCEER- 97- 0022. T.L Youd and I.M. idriss, Eds., Jan 4-5 1996, Nat. Ctr. For Earthquake Eng. Res., Buffalo, NY, 89-128.

Askari, F., Kasai, M., 2003. Evaluation of Liquefaction potential in the southern part of East Tehran. Journal of The College of Engineering, Volume 37, Issue 2, 338-345.

Askari, F., Dabiri, R., and Kshavrzbkhshaysh, M., (2006). Comparison of liquefaction assessment using standard penetration resistance (SPT) and measurement of shear wave velocity (Vs) in southern Tehran. Journal of Seismology and Earthquake Engineering, Vol 8, No 2, 888-895.

Barzegari, G., Uromeihy, A., (2006). SPT- Based liquefaction Assessment of Alluvial Foundation at Chapar – Abad Dam, Geoscience Scientific Quarterly Journal, Vol. 17, No. 68, 775-785.

Das, Braja, M., 1997. Principles of Geotechnical engineering.Volume 1 Soil Mechanics. translator Shapur Tahvny, Publications Pars Ayen, Fourth Edition, Autumn 1997.

Esnaashari, M., Baghebanzadeh, A., (2010). The effect of static liquefaction behavior of sand, loose fine paste Plastsyth. 5th National Congress on Civil Engineering. Ferdowsi University of Mashhad, May 04- 06, 2010.

Farrokhzad, F., Choobbasti, A.J., Barari, A., 2012. Liquefaction using Artificial neural networ. Journal of King Saud University Science 24, 89-100

Gahrmani, M., Qlndrzadh, A., and Moradi, M., 2006. Effect of Plastic Fines on Cyclic Resistance of Saturated Sands. Journal of Seismology and Earthquake Engineering, Vol 8, No 2, 550-560.

Hoti, A., Farhadi, A., 2006. Liquefaction Prediction Using Artificial Neural Network. Proceedings of the Ninth Symposium of Geological Society of Iran, Teacher Training University, 2006.

Kayen, R.E., Mitchell, J.K., Seed, R.B., lodge, A., Nishio, S. and Coutinho, R., 1992. Evaluation of SPT-, CPT-, and Shear wave Based Methods for Liquefaction Potential Assessment Using Loma- Prieta Data. Proc. Fourth Japan – U.S. Workshop on Earthquake Resistant Design of Lifeline Facilities and Countermeasures for Soil Liquefacition, Technical Report NCEER-92-0019, M. Hamada and T.D. O,Rourke, Eds., Held 27-29 May, Honolulu, Hawaii, Nat. CTR. For Earthquake Eng. Res. Buffalo. NY, I, 177-204.

Lodge, A.L., 1994. Shear Wave Velocity Measurements for Subsurface Charactrization. Ph.D. Dissertation, University of California. At Berkeley.

Pourkermani, M., Arian, M., 1997. Seismotectonic. Publications Dezab Consulting Engineers co, First Edition.

Pash, H., 2009. Numerical study of liquefaction of alluvial foundation dams under earthquake load. MS Thesis in Civil Engineering - Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tarbiat Modarres University.

Robertson, P.K., Woeller, D.J., and Finn, W.D.L., 1992. Seismic Cone Penetration Test for Evaluating liquefaction Potential Under Cyclic Loading. Canadian Geotechnique. J., 29, 686-695.

Regional Water Organization of East Azarbaijan and Ardabil, Department of Basic Studies of Water Resources, Report Piezometric drilling exploratory wells and adjacent plains Ardabil, 1996.

Regional Water Organization of East Azarbaijan and Ardabil, Department of Basic Studies of Water Resources, Report Piezometric drilling exploratory wells and adjacent plains Ardabil, 2002.

Seed, H.B., and Idriss, I.M., 1971. Simplified Procedure for Evaluating Soil Liquefaction Potential. J. ofthe Soil Mechanics and Found. Div., ASCE, 97(SM9), 1249-1273.

Soil Mechanics Laboratory Corporation of Ardabil, Series of seismic rehabilitation of schools in the city of Ardabil, Geotechnical studies, 2004 and 2011.