بررسی تراکم پذیری خاک در ارتباط با شرایط زمین شناسی

در طراحی سازه های مهندسی معمولاٌ دو بررسی به صورت مجزا انجام می گیرد: مطالعات زمین شناسی از قبیل ریخت شناسی، وضعیت لایه بندی خاک و سنگ و …، و مطالعات ژئو تکنیکی از قبیل مکانیک خاک و مهندسی پی که براساس ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی خاک وسنگ محل سازه مورد نظر انجام می گردد. جالب توجه است که اخیراٌ ارتباط بین این دو موضوع در ارزیابی ویژگیهای مهندسی خاکها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. همانگونه که
Mitchel 1992 اشاره کرده است که تعیین مشخصات خاکهای غیر اشباع نیاز به آگاهی از ماهیت مواد و تاریخچه رسوبگذاری آنها دارد در این بررسی سعی شده است داده های مربوط به تراکم پذیری خاک در دشت ساگا- ژاپن که بصورت نشست زمین نمود پیدا کرده است، در ارتباط با شرایط زمین شناسی منطقه مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.
دشت ساگا با ارتفاع کمتر از 5متر از سطح دریا و مساحت حدود 400 کیلومتر مربع در جنوب غربی ژاپن در جزیره کیوشو قرار دارد. این دشت بوسیله سنگهای گرانیتی و متامورفیک مزوزوئیک و رسوبات پالئوسن و سنگهای ولکانیک نئوژن و دریای آریاک Ariake Sea احاطه می گردد. سه رودخانه اصلی در این دشت جاری است که پس از رسوبگذاری مقدار قابل توجهی از رسوبات در دشت به دریای آریاک می ریزند. رسوبات تراکم پذیر با ضخامت تا 200 متر در بعضی نقاط، سطح دشت را پوشانده است که به علت متراکم شدن این لایه ها (عمدتاٌ قسمتهای فوقانی) نشستی حدود 1/09 متر در فاصله زمانی بین سالهای 1995-1992 در این دشت رخ داده است.
در این تحقیق، در مرحله اول اطلاعات تراکم پذیری لایه های خاک حاصل از 23 چاه اندازه گیری میزان نشست زمین
Extensometer well & simple settlementmeters
همراه با مقاطع زمین شناسی این چاهها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و مشخص گردید که:
1- در مناطق با نشست بیشتر میزان درصد خاکهای ریزدانه بیش از خاکهای درشت دانه تر است.
2- قسمت عمده مربوط به متراکم شدن قسمتهای فوقانی لایه های خاک (تاعمق 30متر) می باشد.
لایه فوقانی خاک در دشت ساگا یک لایه سیلتی- رسی نرم است که تا قبل از سال 1995 تحت عنوان Ariake Clay شناخته می شد. در سال 1995 یک تقسیم بندی جدید برای لایه های غیر متراکم در دشتهای شمال دریای آریاک (که دشت ساگا هم قسمتی از آن است) ارائه گردید که بر این اساس این لایه به دو قسمت با نامهای Ariake clay با منشاء دریایی و hasuike bed با منشاء غیر دریایی تقسیم شده است، که لایه Ariake clay به علت پیشروی دریا Jomon Transgression در این منطقه تشکیل شده است.
در این تحقیق جهت تعیین گسترش لایه های دریایی و غیر دریایی با استفاده از اطلاعات حاصل از 337 گمانه حفر شده در دشت و رسم 16 نیمرخ زمین شناسی در جهت های شرقی غربی و شمالی- جنوبی وضعیت لایه های تحت الارضی زمین تا عمق 30 متر در دشت ساگا مورد بررسی قرار گرفت و نقشه های گسترش افقهای دریایی و غیر دریایی در اعماق صفر، 5، 10، و 15 متر تهیه گردید (بر اساس وجود یا عدم وجود پوسته صدفهای دریایی،shell fragment، در رسوبات). از مقایسه نیمرخهای زمین شناسی و نقشه گسترش نشست در منطقه مشخص گردید که در مناطقی که Ariake clay ضخامت و گسترش بیشتری دارد، میزان نشست زمین نیز بیشتر است.
همچنین تجزیه و تحلیل اطلاعات ژئوتکنیکی جمع آوری شده مربوط به لایه های خاک تا عمق 20 متر نشان داد که در مقادیر کم (1-0/2) ضریب تراکم پذیری خاک، compression index، میزان فراوانی نسبی برای لایه های با منشاء غیر دریایی بیشتر است حال آنکه برای مقادیر بالاتر ضریب تراکم پذیری (بزرگتر از یک) این میزان فراوانی نسبی برای لایه های دریایی بیشتر است که این بدان معناست که لایه های خاک با منشاء دریایی تراکم پذیرتر از لایه های خاک با منشاء غیر دریایی هستند.
در این تحقیق با تلفیق اطلاعات زمین شناسی و ژئوتکنیکی جمع آوری شده در دشت ساگا، ارتباط بین شرایط زمین شناسی و تراکم پذیری لایه های خاک مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که این تحقیق نقطه شروع این مطالعات در دشت ساگا بوده است و تنها براساس اطلاعات گمانه های موجود انجام شده است و مطالعات بصورت موردی همراه با انجام آزمایشات آزمایشگاهی و برداشتهای صحرایی بصورت طرحهای پایان نامه های کارشناسی ارشد و دکتری ادامه دارد.