دانلود پایان نامه

تعیین پتانسیل روانگرایی رسوبات مسیر خط دو مترو تبریز با استفاده از زمینآمار
5-1- مقدمه
روانگرایی خاکهای اطراف سازههای زیرزمینی در طی زمینلرزهها ممکن است منجر به خرابیهایی نظیر برکنش و نشست سازه گردد. بنابراین، در صورتی که این سازهها در خاکهای با استعداد روانگرایی حفر شود مطالعات مربوط به روانگرایی خاکهای اطراف سازه الزامی خواهد بود [12].
ارائه روشهای دقیق و مناسب جهت تعیین پتانسیل روانگرایی در یک محل، در سالهای اخیر در صدر موضوعات مورد توجه محققین علم ژئوتکنیک قرار گرفته و روشهای آزمایشگاهی و روابط تجربی مختلفی برای این منظور تدوین گشته است [26]. به دلیل مشکلات متعدد موجود به هنگام استفاده از روشهای آزمایشگاهی، نظیر مشکلات موجود در همانندسازی حالتهای تنش در خاک و دستخوردگی نمونهها بسیاری از مهندسین ترجیح میدهند روابط تجربی را برای مطالعه خود انتخاب نمایند [4]. این روشها ارزیابی پتانسیل روانگرایی را در موقعیتهای منحصر به فرد امکانپذیر میسازند، اما قادر به برآورد گستره فضایی خاکهای با پتانسیل روانگرایی نیستند.
گسلهای فعال موجود در گستره خط دو قطار شهری تبریز، بالا بودن سطح ایستابی و نوع دانهبندی خاکهای واقع در مسیر مترو حاکی از وجود استعداد روانگرایی این خاکهاست. خاکهای مذکور، همانطور که در فصل گذشته گفته شد، از نظر وضعیت لایههای زیرسطحی به شش ناحیه تقسیم شده است. در این فصل سعی بر آن است که با ترکیب روش زمینآمار و رابطه تجربی یود وهمکاران (2001) به ارزیابی پتانسیل روانگرایی نهشتههای مربوط به نواحی یک الی سه پرداخته شود. نتایج این بررسی در ادامه این بخش ارائه میشود.
5-2- آمادهسازی و تحلیل آماری دادهها
در طی مطالعات ژئوتکنیکی صورت گرفته در نواحی یک الی سه، تعداد 53 گمانه حفاری شده است که اطلاعات حاصل از آزمونهای آزمایشگاهی و آزمون نفوذ استاندارد صورت گرفته در اعماق مختلف این گمانهها به صورت نمودارهایی در دسترس میباشد.
در مطالعه حاضر در ابتدا مقادیر سطح ایستابی در زمان قرائت، حداکثر سطح ایستابی مشاهده در طی مطالعات ژئوتکنیکی ومحتوی ریزدانه از نمودارهای موجود استخراج گردید. بر اساس گزارش مطالعات لرزهخیزی صورت گرفته در منطقه، پارامترهای بیشینه شتاب سطحی و بزرگای گشتاور به ترتیب برابر g931/0 و 42/7 در نظر گرفته شد. در محاسبات تنش کل سربار و تنش موثر قائم از میانگین وزن مخصوص خشک خاک و نیز میانگین وزن مخصوص اشباع خاک در محدوده مورد مطالعه استفاده شد.
با توجه به در دسترس بودن دادههای مربوط به آزمونهای نفوذ استاندارد انجام شده در منطقه، تنها میتوان از روابط تجربی بر مبنای نتایج SPT استفاده نمود. همانطور که قبلا گفته شد روندی منطقی برای برآورد دقت پیشبینی حاصل از این روابط وجود نداشته و محققین مختلف در بررسیهای خود به نتایج متفاوتی در خصوص دقت نسبی پیشبینی حاصل از روابط بر مبنای SPT دست یافتهاند [11]. با این وجود معیار یود و همکاران کاربرد گستردهای در تحلیلهای روانگرایی داشته است [39] که در مطالعه حاضر نیز برای محاسبه فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی از این روش استفاده شد.
با توجه به اینکه معیار یود و همکاران پیشبینی خیلی محافظهکارانهای را برای خاکهای حاوی محتوی ریزدانه بالا ارائه میدهد. به هنگام استفاده از معیار یود و همکاران برای خاکهای ریزدانه بایستی قضاوت مهندسی صورت بگیرد [7]. برای این منظور میتوان خاکها را به دو دسته تقسیم نمود: الف) خاکهایی که درصد لای و رس موجود در آنها کمتر از 35 درصد باشد؛ وضعیت روانگرایی این خاکها مطابق با پیشبینی معیار یود و همکارن است. ب) خاکهای با محتوی ریزدانه بزرگتر یا مساوی 35 درصد (خاکهای ریزدانه)؛ به عنوان قضاوت مهندسی برای این خاکها، به هنگام استفاده از معیار یود و همکاران، میتوان از معیارهای ارائه شده برای خاکهای ریزدانه استفاده نمود[48-46].در این مطالعه از دو معیار بری و سانشیو [41] و اندروس و مارتین [40]، بسته به دادههای مورد نیاز موجود برای این معیارها، استفاده شد. در نقاطی که این معیارها خاک را غیر روانگرا پیشبینی نمودند، بدون توجه به پیشبینی معیار یود و همکاران، خاک به صورت غیرروانگرا طبقهبندی گردید و در جاهایی که معیارهای مذکور، برای خاکهای ریزدانه، عناوین “مستعد”، “نیاز به مطالعات بیشتر دارد” و یا “پتانسیل روانگرایی کمتر” نسبت دادند به پیشبینی حاصل از معیار یود و همکاران اهمیت داده شد. بدین ترتیب مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی مربوط به 371 نقطه از محدوه حاصل شد.
بررسی آماری دادههایی که در تخمین شرکت میکنند و شناخت ویژگیهای آماری جامعه دادههای خام به خصوص ماهیت تابع توزیع آنها کمک زیادی به نحوه تصحیح و کاربرد آنها و تجزیه و تحلیل مناسبتر نتایج حاصل از تخمین میکند. بدین منظور شناخت پارامترهای آماری جامعه شامل میانگین، پراش، ضریب تغییرات و به خصوص چولگی که دلالت بر نرمال بودن یا غیر نرمال بودن توزیع دادهها دارد، مفید خواهد بود. در بین همه این عوامل شکل تابع توزیع اهمیت زیادی دارد. زیرا اگر تابع توزیع دادهها نرمال نباشد به دلیل آن که در این حالت پراش تابعی از میانگین است فرضیات پایایی برقرار نخواهد بود. نتیجه این رخداد این است که امکان بروز خطای سیستماتیک در فرایند تخمین افزایش مییابد و تخمینها را از اعتبار ساقط میکند [6].
برای بررسی آماری مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی، از نرمافزار SPSS و GSLIB استفاده شد. برای این منظور در ابتدا اقدام به رسم هیستوگرام و نمودار احتمال نرمال مقادیر شد. با توجه به هیستوگرام و نمودار احتمال نرمال دادهها (شکل 5-1- الف و ب)، مشخص میشود مقادیر از توزیع نرمال پیروی نکرده وتوزیع لاگ نرمال دارند.

مطلب مرتبط :   پایان نامه اکسیداسیون و فیزیولوژی

شکل 5-1- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودا احتمال نرمال مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی.
دادههای خاک به طور معمول از توزیع نرمال برخوردار نیستند. برای استفاده از روشهای زمینآماری دادهها بایستی تبدیل یابند [39]. در مطالعه حاضر به منظور نرمال کردن دادهها از تبدیل لگاریتمی استفاده شد و دادهها به مقیاس لگاریتمی تغییر پیدا کرد. هیستوگرام و نمودار احتمال دادههای تبدیل یافته، در شکل 5-2- الف و ب نشان داده شده است.
شناسایی و حذف مقادیر خارج از ردیف از سری دادهها، به نحو چشمگیری بر واریوگرامهای ترسیم شده تاثیر میگذارد و تغییرات تدریجی یکنواختتری را در منحنی واریوگرامها باعث میشود، به گونهای که بعضی از اوقات عدم حذف این مقادیر در هنگام واریوگرافی منجر به عدم امکان برازش یک مدل شناخته شده به منحنی واریوگرام به دست آمده میشود. در حالی که با حذف مقادیر خارج از ردیف،واریوگرام به خوبی قابل مطالعه بوده و پارامترهای آن به سهولت قابل اندازهگیری میشود [6].
شکل 5-2- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودار احتمال نرمال مقادیر تبدیل یافته فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی.
مقادیر خارج از ردیف موجود در سری دادههای تبدیل یافته، با رسم نمودار جعبهای مقادیر لگاریتم فاکتور ایمنی تشخیص داده شده و از مجموعه دادهها حذف گردید. تعداد دادههای خارج از ردیف شناسایی شده 23 عدد میباشد. شکل 5-3- الف و ب، به ترتیب، نمودار جعبهای دادهها را قبل و بعد از حذف مقادیر خارج از ردیف نشان میدهد. خلاصه پارامترهای آماری مقادیر اصلی و تبدیل یافته در جدول 5-1 آورده شده است.

شکل 5-3- نمودار جعبهای مقادیر تبدیلیافته الف) قبل از حذف؛ ب) بعد از حذف مقادیر خارج از ردیف.
جدول 5-1- خلاصه پارامترهای آماری مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی.
پارامتر دادههای اصلی دادههای تبدیل یافته بدون مقادیر خارج از ردیف
میانگین 467/1 057/0-
واریانس 002/4 065/0
انحراف معیار 000/2 256/0
مینیمم 093/0 721/0-
ماکزیمم 068/17 616/0