وبلاگ

. 62
۲-۴- نتایج آزمایش دانه بندی.. 62
۳-۴- نتایج آزمایش های تراکم.. 62
۱-۳-۴- آزمایش تراکم بدون مواد افزودنی.. 63
۲-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۱ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 64
۳-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 65
۴-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۳ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 66
۵-۳-۴- تفسیر نتایج آزمایشهای تراکم.. 67
۴-۴- نتایج آزمایش های CBR.. 68
۱-۴-۴- آزمایش CBR بدون مواد افزودنی.. 68
۲-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۱ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 69
۳-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 71
۴-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۳ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 73
۵-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۴ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 74
۶-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۵ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 76
۷-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۶ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 77
۸-۴-۴- تفسیر نتایج آزمایش CBR.. 79
۹-۴-۴- آزمایش CBR با پلیمر پلی وینیل الکل و سیمان.. 81
۵-۴- نتایج آزمایشهای برش مستقیم.. 82
۱-۵-۴- آزمایش برش مستقیم روی خاک بدون مواد افزودنی.. 82
۲-۵-۴- آزمایش برش مستقیم روی خاک با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 83
۳-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۴ درصد الیاف تایر. 84
۴-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 85
۵-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۸ درصد الیاف تایر. 86
۶-۵-۴- تفسیر نتایج آزمایش برش مستقیم.. 86
4-6- نتایج آزمایشهای تک محوری.. 88
4-6-1- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۲ درصد سیمان.. 88
4-6-2- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل.. 89
۳-۶-۴- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل.. 89
۴-۶-۴- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۶ درصد پلی وینیل الکل.. 90
۵-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل و ۲ درصد سیمان.. 91

۶-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل و ۲ درصد سیمان.. 91
۷-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 92
۸-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 93
۹-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل، ۰/۶ درصد الیاف تایر و ۲ درصد سیمان   93
۱۰-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل، ۰/۶ درصد الیاف تایر و ۲ درصد سیمان   94
۱۱-۶-۴- تفسیر نتایج آزمایشهای تک محوری.. 95
فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادها 101
۱-۵- نتیجه‌گیری.. 102
5-2- پیشنهادها 103
منابع و مآخذ………….. 100
دورنمای کار
بدون تردید یكی از مقدماتی‌ترین و مهم‌ترین اصول در اجرای طرح‌های عمرانی، داشتن زمینی مقاوم برای احداث بناست كه با توجه به رشد روزافزون جمعیت دنیا در سال‌های اخیر ، مساحت زمین‌های مناسب برای ساخت و ساز و احداث بنا بتدریج در حال كاهش است. در چنین شرایطی دستیابی به روش‌های جدید و اصولی برای بهبود و اصلاح زمین‌های نامناسب رقابت شدیدی را بین مهندسان عمران كشورهای توسعه‌یافته ایجاد كرده است و در حقیقت باید پذیرفت كه توسعه هرچه بیشتر فنون و روش‌های اختصاصی به منظور دستیابی به این هدف برای انسان ضروری خواهد بود. آنچه باعث می­ شود که یک روش بر روش دیگر برتری یابد، پارامترهای اقتصادی، شرایط و مشکلات اجرایی، امکانات موجود و محدودیت­های زمانی و مکانی می­باشد. اصولا دستیابی به مصالح مرغوب که به لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد و بتواند بارهای اعمال شده از سوی سازه را به راحتی تحمل کند انگیزه اصلی اصلاح خاک[1] می باشد.
۲-۱-تعریف مسأله
عموما خاک موجود در سایت از دیدگاه مهندسی برای ساخت و ساز، ایده آل و کاملا مطلوب نیست و باید با اعمال تغییراتی بر آن برای فعالیت های عمرانی آماده شود.
به طور معمول در مواجهه با خاک های مسأله دار نظیر خاک های سست با قابلیت باربری کم و نشست پذیری زیاد دو راه پیش روی مهندسین ژئوتکنیک قرار دارد: الف) استفاده از المانهای باربر در خاک. ب) بهسازی و اصلاح خواص فیزیکی خاک. بهسازی (یا اصلاح) به مجموعه عملیاتی اطلاق می شود که به حذف برخی رفتارهای نامناسب خاک یا تحمیل رفتارهای مناسب به آن می انجامد. اصولا اهداف عمده بهسازی عبارتند از: افزایش مقاومت خاک، کاهش خصوصیات کلی تغییر شکل پذیری و حذف برخی رفتارهای نا مناسب یا اضافه نمودن برخی رفتارهای مناسب به خاک. روش های تثبیت خاک گسترده هستند که در هر مورد با توجه به شرایط خاص خود مورد استفاده قرار می گیرند اما به طور کلی می توان آن ها را به دو دسته تثبیت شیمیایی و تثبیت فیزیکی-مکانیکی تقسیم بندی کرد. منظور از تثبیت شیمیایی، اصلاح خواص مورد نظر خاک به کمک مواد افزودنی است، که به لحاظ فعل و انفعالات شیمیایی حاصل از این مواد در مجاورت خاک حاصل می گردد. منظور از تثبیت فیزیکی خاک، تثبیت و اصلاح خواص خاک بدون تغییر در خصوصیات شیمیایی خاک می باشد. این نوع تثبیت را می توان به روش های مختلفی اجرا نمود که تسلیح خاک یکی از این روش هاست.
 در کشور ایران با در نظر گرفتن اقلیم و شرایط جغرافیایی و همچنین وجود مناطق وسیعی از بیابان ها که اکثر خاک های این مناطق ماسه های ریز دانه (ماسه بادی) می باشد، چون یکی از مشکلات عمده خاک­های ماسه بادی، مقاومت کم آن­ها تحت شرایط رطوبت طبیعی و اشباع می­باشد، شاید یکی از موانع عمده در زمینه توسعه شبکه راه های کشور و پروژه های عمرانی، وجود این نوع ماسه ها در سطح وسیعی از کشور باشد. طبیعی است که چنانچه منابع قرضه فاصله زیادی تا محور راه یا پروژه های عمرانی داشته باشد، آنگونه که در مناطق کویر مرکزی، کویر لوت و یا بیابان های جنوب کشور چنین است هزینه احداث راه و بهسازی خاک منطقه چندین برابر حد معمول خواهد بود. بدین منظور مطالعه بر روی روش های جدیدی که قادر باشند اصلاحاتی بر روی خاک سطوح زمین پوشیده از ماسه بادی به عمل آورند، دارای اهمیت زیادی می­باشد و این تحقیق در این راستا می­باشد.
۳-۱-مروری بر مطالب ارائه شده در این تحقیق

• در فصل دوم، کلیات و سابقه­ تحقیق در رابطه با بهبود خواص خاک­های ماسه ای بررسی شده است.

• فصل سوم روش تحقیق و برنامه ­های آزمایشگاهی را بیان می­ کند.

• در فصل چهارم به نتایج حاصل از آزمایش­ها و تفسیر آن­ها پرداخته شده است.

• فصل پنجم شامل نتیجه ­گیری و ارائه پیشنهاد­ها می­باشد و در پایان منابع معرفی شده ­اند.

اصولا از نظر مهندسی آن طرح مناسب و قابل قبول تلقی می شود که بتواند شرایط مطلوب را چه از نظر اقتصادی، کارایی، مقاومت و… در حد معقول و مقبولی بر آورده سازد. گر چه گاهی مسائل اقتصادی و معماری سبب از دست رفتن مقاومت و عملکرد مناسب ساختمان در مقابل بار های وارده می گردد، ولی در عین حال باید ضمن تامین مقاومت و پایدار کافی، حتی الامکان سعی شود ساختمان دارای کارایی حداکثر و از نظر اقتصادی بهینه باشد. با توجه به توضیحات فوق،  در حال حاضر بهترین راه حل یافتن شیوه هایی برای بهبود روند ساختمان سازی کنونی است. یعنی با تغییراتی چند در روش های اجرایی و صد البته با انجام کار ها بر اساس ضوابط آیین نامه ها از ابتدا تا اتمام کار اجرایی پروژه ها، می توان به نتایج بسیار بهتری دست یافت.
مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل بستگی دارد : یکی نوع ساخت سازه و به کارگیری اصول و قوانین مهندسی در طراحی و اجرای آن و دیگری بزرگی و قدرت زلزله در سال های اخیر از طریق رسانه های گروهی هر چند وقت یک بار خبری در مورد روش های ابداعی مهندسان سازه برای مقاوم سازی ساختمان ها یا ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله شنیده می شود؛ شیوه هایی مثل قرار دادن ساختمان ها روی بلوک های لغزشی ، حفر کانال های بسیار بزرگ در اطراف فونداسیون ها، معلق کردن ساختمان از زنجیر ! ، آویزان کردن

 پاندول های بزرگ از سقف و… نکته قابل تامل در مورد این راهکار ها، تقریبا غیر علمی بودن آنها با توجه به وضعیت ساخت و ساز در کشوری مثل ایران آن هم در مقیاس وسیع است. البته نه تنها در ایران بلکه در اکثر کشور ها این کار تا حدود زیادی نشدنی است و اگر هم قابلیت اجرایی داشته باشند بسیار هزینه بر بوده، برای تمام ساختمان ها قابلیت اجرایی ندارند. در کنار این روش ها کارهایی مثل استفاده از جدا ساز ها ، میرا کننده ها و جذب کننده های انرژی ( قرار دادن فنر های پلاستیکی ویژه یک یا چند لایه در پی ساختمان ) برای کاهش خسارات و تلفات، عملی تر به نظر می رسد. گاهی ملاحظات معماری مثل ایجاد فضا و یا ایجاد نمای مناسب در ساختمان سبب می شود که مهندسان سازه دست به ابداعات جدید سازه ای بزنند. البته برای بهره بری بهتر و ایجاد عملکرد مناسب لازم است رفتار سازه در زلزله بررسی شود تا از خسارت های احتمالی آن جلوگیری شود. از این دیدگاه ساختمان ها به طور کلی به چهار دسته ساختمان های فولادی، بتنی، ساختمان های با مصالح بنایی (آجری) و ساختمان های چوبی تقسیم می شوند.

با توجه به کاربرد بیشتر و بروز بودن ساخت سازه های بتنی و فولادی در عصر حاضر، قوانین موجود در زمینه ساخت این دو نوع سازه رابیشتر مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. سازه های بتنی و فولادی اگر بر اساس اصول مهندسی و ضوابط و آیین نامه های اجرایی موجود ساخته شوند، تفاوت آنچنانی از نظر مقاومتی با هم ندارند. با یاد آوری این نکته که، فولاد در برابر حرارت و مواد شیمیایی نسبت به بتن مقاومت کمتری دارد (آتش سوزی و ذوب شدن، زنگ زدگی ، پوسیدگی و…) در زلزله هر چه اعضای سازه شکل پذیر تر و انعطاف پذیر باشند ، خسارات مالی و جانی وارده کمتر خواهد بود. برای این کار بهتر است از فولاد کم کربن، جوش پذیر و دارای شکل پذیری بالا استفاده شود. البته صرفا فولادی بودن یک سازه تضمینی بر مقاومت آن  در برابر زمین لرزه نیست.
در ساختمان های فولادی بادبند ها بعد از تیر و ستون و در موقع زلزله و باد حتی می توان گفت بیش از آن ها دارای اهمیتند و عامل بسیار مهمی برای مقاومت در برابر زلزله و بارهای جانبی دیگر هستند. بادبند های فولادی از جمله سیستم هایی هستند که در برابر نیرو های جانبی مقاومت می کنند با بادبند گذاری در تعدادی از قابهای ساختمانی در هر امتداد و با کمک عملکرد دیافراگم صلب کف سازه می توان آن راستا را مهار شده در نظر گرفت. بادبند گذاری به دو نوع همگرا و واگرا تقسیم می شود.
طراحی و اجرای بادبند ها باید با نهایت دقت و بر اساس اصول مهندسی خصوصا در مورد محل قرار گیری خود بادبند ها، نوع و اندازه پروفیل مصرفی، مقدار و نوع و طول جوش ها، نوع درز جوش و… صورت گیرد.

در ایران سالانه تعداد زیادی زمین­لغزش به ثبت می­رسد كه با توجه به زیان­هایی كه به این ترتیب و  بر ­اثر لغزش­زمین به وجود می­آید، شناسایی و بررسی توده­های لغزشی و انجام تحلیل پایداری به منظور ارائه راهكارهای پایدارسازی آن ضرورت می­یابد. زمین­لغزش سیمره در رشته­كوه زاگرس یكی از بزرگ­ترین و كمیاب­ترین زمین­لغزش­های جهان می­باشد كه در زمان ماقبل تاریخ اتفاق افتاده است. همچنین زمین لغزش­های ناشی از زلزله خرداد 1369 منجیل در شمال ایران با 200 كشته و مدفون شدن روستاهای فتلك و گلدیان به همراه اهالی آنها و نیز زمین­لغزش­های ناشی از بارندگی­های سنگین سال 1372 در گیلان با 6 نفركشته و ویران شدن بیش از 1600 خانه­ی مسكونی، از جمله زمین­لغزش­های مهم در ایران به شمار می­آیند كه موجب توجه بیشتر مجامع علمی به این پدیده گردیده است]10[.
جالب توجه است كه با وجود پیشرفت­های زیادی كه در تجزیه و تحلیل مكانیسم زمین­لغزش­ها انجام گرفته است، هنوز نمی­توان زمان وقوع یک زمین­لغزش را پیش ­بینی كرد. نخستین نشانه­ای كه لغزش زمین را در آینده­ای نزدیک بازگو می­كند، ترك­های سطحی است كه در بخش بالایی شیب­ها، موازی راستای دامنه بوجود می­آیند و بطور فزاینده­ای گسترش می­یابند. با پرشدن تدریجی آب­های سطحی در این ترك­ها، توده­ی خاكی یا سنگی ضعیف­تر می­ شود، نیروی رانش افقی افزایش می­یابد و لغزش­زمین آغاز می­ شود. از آنجا كه گسیختگی در توده­ی سنگ ممكن است به تدریج و به صورت پیش­رونده روی دهد، بنابراین تنش برشی میانگین كه به مقدار زیادی از مقاومت برشی توده­ی     سنگی- خاكی بیشتر است، می ­تواند لغزش زمین را موجب شود.
تبدیل مناطق شیب­دار به مناطق مسكونی و ساخت و ساز و فعالیت­های عمرانی بر روی شیروانی­ها،       به­منظور احداث راه، ساختمان و… و بطور كلی بر­هم­زدن توپوگرافی زمین، سبب ایجاد زمین لغزش­های بسیار می­گردد كه پیامدهای آن، خطرات جانی و مالی برای ساكنان مستقر بر روی اینگونه شیروانی­ها، دیركردهای ناخواسته و افزایش هزینه برای فعالیت­های عمرانی است. لذا با توجه به زیان­هایی كه به
این ترتیب و بر اثر لغزش زمین به ­وجود می­آید، شناسایی و بررسی توده­های لغزشی و انجام تحلیل پایداری به منظور ارائه راهكارهای پایدارسازی آن ضرورت می­یابد. نادیده گرفتن راه­كارهای پیشنهادی جهت پایدار­سازی باعث از ­دست­ رفتن عملكرد در نظر گرفته شده برای آن شیب و یا حتی باعث از دست دادن جان عده­ای از انسان­ها می­گردد.
منطقه­ مورد مطالعه تپه­ی واقع در محوطه­ی دانشگاه یاسوج می­باشد که احداث ساختمان­های متعدد مسکونی همچون خوابگاه­های خواهران و همچنین ساختمان­های خدماتی مانند سلف سرویس مرکزی، ساختمان بانک، ساختمان کتابخانه­ی مرکزی، ساختمان حسینیه­( هنوز احداث نشده) و مسجد دانشگاه و  به علاوه وجود جاده­ی دسترسی به این اماکن در سطح شیروانی، لزوم توجه به وضعیت پایداری این منطقه را افزایش داده است. بدین منظور ساختارهای زمین‌شناسی و ژئوتكنیكی گستره طرح مورد مطالعه قرار گرفت و جهت درك هر چه بهتر دلایل بروز ناپایداری، عملیات صحرایی و آزمایشگاهی نسبتاً جامعی شامل: نقشه­ برداری محدوده­ مورد مطالعه، آزمایشات محلی، حفر    چاه­های دستی و ماشینی به همراه نمونه‌برداری و همچنین مطالعه ترانشه­های احداث شده­ی موجود در محدوده­ طرح، انجام شد.
این تحقیق در پی آن است كه با شناسایی محدوده­ مورد مطالعه، عوامل مؤثر در ناپایداری  شیب­ها را مورد بررسی قرار داده و سپس با بهره گرفتن از نرم­افزارهای پلکسیس[1] و ژئو اسلوپ[2] به تحلیل پایداری شیب­ها بپردازد و در صورت ناپایداری، نواحی آسیب­پذیر را شناسایی کرده و راهكارهایی را جهت بهبود خاک این نواحی ارائه دهد.
 

• تاریخچه و آمار زمین­لغزش

موضوع زمین­لغزش در بعضی از کشورها از اهمیت زیادی برخوردار است. در اینجا به چند نمونه از این زمین­لغزش­ها اشاره می­کنیم.

• زمین­لغزش­های اتفاق افتاده در ایران

در ایران به دلیل نبودن آمار دقیق، زمین­لغزش­ها به طور کامل ثبت نشده ­اند. اما آمار پراکنده حکایت از بالا بودن خطر زمین­لغزش در ایران دارند. در طول تاریخ رشته­کوه­های البرز و زاگرس شاهد    زمین­لغزش­های عظیمی در دامنه­های خود بوده ­اند. آمارها، خسارات وارده از زمین­لغزش در ایران را بیشتر از یک­صد میلیون دلار در سال گزارش می­دهند]1[. در ادامه تعدادی از بااهمیت­ترین این زمین­لغزش­ها آورده شده است.

• زمین لغزش سیمره

این زمین­لغزش یکی از بزرگ­ترین و کمیاب­ترین زمین­لغزش­های جهان است که در زمان ما قبل تاریخ در کبیر کوه واقع در رشته­کوه

 زاگرس اتفاق افتاده است. عمق متوسط این زمین­لغزش، چهارصد متر و در سازند آسماری[3] و پابده[4] بوده است. به موجب این زمین­لغزش توده­ای به حجم تقریبی 30 کیلومتر مکعب به طرف دره­ی سیمره حرکت کرد و این دره­ی قدیمی به همراه رودخانه­ی کاشکن مسدود شد]1[.

• زمین لغزش­های ناشی از زلزله­ی خرداد ماه سال 1369 منجیل در شمال ایران

در اثر این زمین­لغزش­ها که بیشتر از یک­صد مورد گزارش شده است، بیشتر از دویست نفر جان خود را از دست دادند. همچنین جاده­ها و راه­های روستایی بسیاری تخریب و یا مسدود گردیده و به خطوط انتقال آب و برق خسارات قابل توجهی وارد شد و مساحت زیادی از باغ­ها و کشتزارها از بین رفت]1[.

• زمین­لغزش­های ناشی از بارندگی سنگین سال 1372 در گیلان

در پی این بارندگی­ها که در حدود 200 میلی­متر در روز گزارش شدند. بیش از یک­صد مورد      زمین­لغزش در استان گیلان به وقوع پیوست که در نتیجه­ آن 1600 منزل مسکونی در 70 روستا تخریب شد و بیش از یک­صد هکتار از کشتزارهای چای دچار آسیب کلی گردید]1[.

• زمین لغزش­های ناشی از بارندگی سال 1372 در چهارمحال و بختیاری

در پی این بارندگی­ها، چندین زمین­لغزش در استان چهارمحال و بختیاری اتفاق افتاد که بزرگ­ترین آن زمین­لغزش چیلو در روستای اردل بود که در نتیجه­ این زمین­لغزش 6 نفر جان باختند. سطح تخریبی این زمین­لغزش در حدود سی­صد هکتار گزارش شده است] 1 [.

• زمین­لغزش روستای عنا واقع در استان فارس

این روستا در زمستان 1371 شاهد زمین لغزش بزرگی بود که طی آن خسارات کلی به ساختمان­های روستا وارد شد. با توجه به بررسی­های انجام شده، منشأ این زمین­لغزش دو عامل بارندگی و زلزله شناخته شد]2[.

• زمین لغزش شهر گرمی واقع در استان اردبیل

در پی بارندگی­های مهرماه 1374 زمین­لغزشی در این شهر اتفاق افتاد و موجب تخریب بخشی از ساختمان­های شهر گردید]3[.
از دیگر زمین­لغزش­های بزرگ در ایران می­توان به زمین­لغزش بزرگ معدن سرب و روی انگوران، زمین­لغزش جاده­ی امامزاده علی- آب­اسک در بهار 1377 و شکست گوه­ای در روز دهم فروردین ماه سال 1386 در کیلومتر 103 جاده­ی کرج-چالوس اشاره­کرد]3[

• زمین­لغزش­های اتفاق افتاده در خارج از ایران

تعدادی از بااهمیت­ترین این زمین لغزش در زیر آورده شده است:

• زمین­لغزش­های ایالت کانسو چین در سال 1920

در طی یک سری زمین­لرزه در این ایالت، زمین­لغزش­هایی اتفاق افتاد، که نزدیک به یکصد هزار نفر تلفات جانی به دنبال داشت]4[.

• زمین­لغزش­های کناره­ی کانال پاناما

در زمان احداث این کانال این زمین لغزش­ها به وقوع پیوست و باعث شد که در زمان جنگ جهانی اول این کانال بسته شود. مصالح ریزشی حاصل از این زمین­لغزش­ها آنقدر زیاد بود که برای بازگشایی موقت کانال، جابجایی حداقل 45 میلیون متر مکعب از این مصالح نیاز گردید]4[.

• زمین­لغزشVaiont(1960 & 1963)

سد بتنی وایونت[5] به ارتفاع 265 متر، طول 160 متر و حجم مخزن 115 میلیون متر مکعب در منطقه­ وایونت در یک­صد کیلومتری شمال شهر ونیز ایتالیا در سال 1960 پس از اولین آبگیری دچار لغزشی در قسمت شیب­های اطراف مخزن شد و طی آن هفت­صد هزار مترمکعب از مصالح شیب در مدت ده دقیقه به طرف دریاچه­ی سد سرازیر گردید. در سال 1963 زمین­لغزش دیگری در دیواره­ی مخزن سد اتفاق افتاد که خسارت زیادی بر جای گذاشت. در این زمین لغزش یک بلوک به حجم 270 میلیون مترمکعب و با سرعت 30 متر بر ثانیه به سوی دریاچه­ی پشت سد لغزش کرد. در نتیجه­ این لغزش ناگهانی موجی به ارتفاع 250 متر ایجاد شد و به طرف دره­ی پایین دست جریان پیدا کرد. در اثر این حادثه، بدنه­ی سد تخریب نشد ولی متاسفانه 2500 نفر از اهالی منطقه جان خود را از دست دادند]5[.

• زمین­لغزش (1953 ) Vaerdalen در نروژ

این زمین­لغزش در شمال نروژ و در توده­های رسی حساس اتفاق افتاد. طی این زمین­لغزش یک لایه­ی رسی بواسطه­ تأثیر جریان آب رودخانه، به حرکت درآمد و حجمی معادل 55 میلیون متر مکعب مواد خاکی را در مدت 30 دقیقه به دره­ی رودخانه­ی ویردالن[6] فرو ریخت و منطقه­ای به وسعت 8.5 کیلومتر مربع را پوشاند. سد حاصل از انسداد این دره باعث ایجاد دریاچه­ای به وسعت 3.2 کیلومتر مربع شد. در این حادثه یک­صد و یازده نفر جان خود را از دست دادند]6[.
 

• تعریف زمین­لغزش

زمین­لغزش توسط گری و لیزر[7] به صورت« حرکت مصالح تشکیل دهنده شیب شامل سنگ­های طبیعی، خاک، خاکریز­های مصنوعی و یا ترکیبی از این­ها، به طرف پایین و بیرون» تعریف شده است]3[.
ترزاقی[8] نیز زمین لغزش را این­گونه تعریف می­ کند: « همانطور که تنش تحمیل شده به توده، به مقاومت برشی متوسط نزدیک می­ شود میزان خزش[9] افزایش می­یابد، تا جایی که نهایتاً اشکالی از شکستگی سریع به طور نسبی ظاهر می­شوند، برای این حالت اصطلاح زمین­لغزش[10] به کار برده شده است]3[.
از اولین علائم وقوع زمین­لغزش، پیدایش شکاف­های کششی است که معمولاً در جهت عمود بر شیب ایجاد می­گردد. همچنین بالا آمدن یا متورم شدن پنجه­ی شیب می ­تواند علامتی برای شروع گسیختگی در شیب باشد. در پدیده­ زمین لغزش عوامل متعددی می­توانند با یکدیگر ادغام گردیده و نهایتاً منجر به آن گردند که نیروی برشی روی سطح مشخصی از توده­ی خاک و یا سنگ از مقاومت برشی نهایی آن بیشتر شود و در نتیجه لغزش زمین اتفاق بیفتد. در این رابطه رفتار مقاومت برشی خاک و یا توده­ی سنگی از اهمیت بسیار برخوردار است.

شناسایی سیستم­های سازه­ای یکی از موضوعات پویا در محدوده­ مهندسی زلزله است [1]. روش­های شناسایی سازه به طور مشخص از تئوری در دو زمینه­ پردازش سیگنال و دینامیک سازه بهره می­گیرند که در این میان سیگنال نقش مهمی را ایفا می­ کند [1]. لذا در تحقیق پیش­رو تلاش داریم تا با بهره گرفتن از تبدیل هیلبرت در قیاس با دیگر تبدیلات ریاضی از جمله فوریه به بررسی و تحقیق درباره تعیین خسارت در تیرهای بتنی بپردازیم.
1-2 کلیات تحقیق
در آزمایشات مبتنی بر ارتعاش، فرض بر این است که اختلال در یک سیستم سازه­ای باعث ایجاد تغییرات درسیگنال­های ارتعاشی اندازه ­گیری شده خواهد شد. بنابراین کمیت­های فیزیکی مرتبط و حساس به خواص سازه­ای مورد نظر برای اهداف کنترل باید انتخاب شود [1].اَنجام آزمایش­های لرزه­ای بر روی سازه­ها مطمئن­ترین راه برای تعیین خواص دینامیکی آنهامی­باشد. این آزمایشات در سال­های اخیر در کشورهای پیشرفته به عنوان روشی قابل قبول برای شناخت خواص سازه­ها به دَفعات مورد استفاده قرار گرفته است ودر ایران نیز نمونه­هایی از این آزمایشات انجام گرفته است.تبدیلِ هیلبرت به عنوان روشی نوظهور در پردازش سیگنال نامانا و غیرخطی توسعه داده شده است [2].
اخیراً با گسترش این روش، روش­های شناسایی سازه­ای نیز براساس آن پیشنهاد شده است [1]. تبدیل هیلبرت از دوبخش تجزیه تجربی مُودی و تحلیل طیفی هیلبرت تشکیل شده است.برای اِرتقاء عملکرد تبدیل هیلبرت تاکنون تحقیقات زیادی صورت پذیرفته امّا بیشتر تمرکز این تحقیقات بر روی قسمت تجزیه مودی بوده [3و4] و برروی قسمت تحلیل طیفی هیلبرت کار نسبتاً کمتری انجام شده است[5]. پاسخی که برای استفاده از روش مورد نظر این پروژه است،مقادیرجنبشی قابل اندازه ­گیری در تست ارتعاشی، داده های شتاب می باشد.
1-3 خلاصه ­ای بر پایش سلامتی سازه
پایش سلامتی سازه­ها در دهه­های اخیر به دلیل افزایش نیاز به پایش دایم سازه­های بزرگ به زمینه تحقیقاتی مناسب تبدیل شده است.شناسـایی آسیب در یک سازه از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا کشف زود هنگام آسیب می ­تواند از خرابی فاجعه­بار سازه جلوگیری کند. شناسایی آسیب بدون نیاز به تخریب سازه با بهره گرفتن از پاسخ­های فرکانسی توجه علاقمندان زیادی را در دهه­ اخیر به خود جلب کرده است.

تغییر در مشخصات فیزیکی سازه­ها مثل سختی ،جرم و میرایی به علت آسیب، پاسخ­های فرکانسی سازه را تغییر می­دهد. اصل اساسی بیشتر روش­های شناسایی آسیب این است که آسیب موجود در سازه­ها، خواص سختی، جرم و خواص استهلاك انرژی سیستم را که با بهره گرفتن از پاسخ دینامیکی اندازه ­گیری شده سیستم بدست می­آید، تغییر خواهد داد.
این شناسایی می ­تواند برای درنظرگرفتن اقدامات احتیاطی انجام شود تا در صوررت لزوم برای کار تعمیر و نگهداری سازه برنامه ­ریزی کنیم. بطور سنتی برای شناسایی آسیب در سازه­های عمرانی از بازرسی­های چشمی استفاده می­ کنند.
تشخیص آسیب در سازه­های بزرگ به روش بصری محیطی امری هزینه­بَر و غیر مؤثر به حساب می­آید. لذا به این دلیل روشی که بتواند به صورت مؤثر رخداد آسیب را شناسایی و محل آن را معلوم کند مورد نیاز است.بنابراین، روش­های غیرمستقیمی که بتوانند به طور مداوم سازه را پیش از آنکه به وضعیت بحرانی برسد برای تشخیص مشکلات آن بازرسی کنند، ضرورت دارند.پایش سلامتی سازه،پاسخ سازه را تحت انواع بارگذاری کنترل شده و کنترل نشده تحلیل می­ کند.
1-4 کلمات کلیدی به کار برده شده در این پروژه
این فصل با تعریف اصطلاحات به کار رفته در این پروژه ادامه می­یابد.
1-4-1 آسیب
آسیب می ­تواند به عنوان تغییرات وارد شده به یک سیستم که در عملکرد حال وآینده سیستم تأثیر منفی می­گذارد، تعریف شود. معنی ضمنی این تعریف این است که آسیب در مقایسه بین دو حالت سیستم که یکی از آنها حالت اولیه­ی سیستم، که اغلب حالت آسیب ندیده است وحالت دوم که حالت آسیب دیده سیستم است، تعریف می­ شود.
این تحقیق، روی مطالعه­ شناسایی آسیب در سیستم­های سازه­ای تاکید دارد. بنابراین تعریف آسیب محدود خواهد شد به تغییرات خواص مصالح وخواص هندسی سیستم که در عملکرد حال و آینده آن تأثیر منفی دارد. به عنوان مثال،وقتی یک تَرك در یک سازه ایجاد می­ شود، درهندسه سازه تغییر ایجاد می­ کند که این باعث تغییر سختی سیستم می­ شود. بسته به اندازه و بار اعمالی به سیستم اثرات مضر این ترك ممکن است فوری باشد یا اینکه ممکن است مقداری طول بکشد تا کارکرد سیستم را تَغییر دهد. آسیب می ­تواند از وقایع مورد انتظار مانند خوردگی ایجاد شود یا اینکه از وقایع فوق­العاده و غیرمنتظره مثل موج، توفان و زلزله ایجاد شود.
1-4-2کنترل سلامت سازه
فرایند سنجش سلامت سازه تحت عنوان کنترل سلامت سازه نامگذاری شده است. در انجام کنترل سعی می­کنیم تا ورودی­ ها و پاسخ­های سازه را اندازه ­گیری کنیم.هدف از آن، این است که از پاسخ­ها و ورودی­ ها طی یک آنالیـزمـعکوس برای استخراج مشخصه­های سازه و ردیابی تغییرات آنها و در نتیجه تشخیص شروع آسیب و خرابی در شرایط سازه­ای استفاده کنیم. سپس از مُدلسازی عددی سازه و تحلیل مجدد آن با توجه به شرایط موجود، برای ارزیابی کارایی سازه استفاده می­ شود تا در صورت لزوم نسبت به مقاوم­سازی آن اقدام گردد.
در حقیقت و به سخن دیگر، فرایندSHM [1] یک سیستم سازه­ای عبارت است از: زیر نظر گرفتن سیستم با اسـتفاده از اندازه ­گیری پاسخ­های دینامیکی از طریق حس­گرها، و همچنین استخراج مُشخصه­های حساس به آسیب سازه با بهره گرفتن از نتایج اندازه ­گیری­ها، و آنالیزتَحلیلی این مشخصه­ها برای معین کردن وضعیت کنونی سلامت سیستم؛ هر چند به صورت کلی این امر تحلیل پیچیده­ای نیاز دارد[6].
1-4-3 آسیب خطی و غیر خطی
آسیب را می­توان به دو دسته خطی و غیرخطی تقسیم کرد.اگر سازه­ای پس از وقوع آسیب به صورت خطی رفتار کند آسیب را خطی واگر سازه بصورت خطی رفتار نکند آسیب را غیرخطی می­نامیم.بطور مثال ترک ناشی از خستگی در شفت دوار که تحت بارگذاری دایم قرار دارد نمونه ­ای از تَرک غیرخطی است.در بسیاری از روش­های تشخیص آسیب نوع آسیب از نوع خطی فرض می­ شود.
1-4-4 شیوه ­های تشخیص آسیب (محلی و جامع)
روش­های تشخیص کنونی آسیب را می­توان به دو نوع محلی وجامع تقسیم کرد.در روش­های تشخیص آسیب محلی، مکان تقریبی آسیب شناسایی شده و سازه را به صورت محلی تحلیل می­ کند. ناحیه­ی آسیب دیده جهت تشخیص مؤثر باید در دسترس باشد.روش­های استفاده از اَمواج صوتی از این دست هستند.

و ضرورت مطالعه
مخازن ذخیره سیال از اجزاء بسیار مهم و حیاتی در صنایع به حساب می آیند. از مخازن به صورت گسترده برای ذخیره سازی و نگهداری سیالات در صنایع پتروشیمی و همچنین نگهداری انواع سیالات در صنایع مختلف استفاده می شود و حتی این مخازن از تجهیزات اصلی تأمین آب شرب شهرها می باشند، لذا باید به این نکته توجه نمود که آسیب هایی که به مخازن ذخیره سیال وارد می شوند می توانند زیان هایی به مراتب وسیع تر از هزینه های مالی در بر داشته باشند. مانند آسیب های وارد شده به مخازن تأمین آب شرب در زلزله 1933Long beach  و زلزله 1971San Fernando  که آبرسانی عمومی شهر را با مشکلات جدی روبرو نمود، و یا خرابی های وارد شده به مخازن ذخیره سیالات قابل احتراق که قادر اند آتشسوزی های غیر قابل مهاری را پیش آورد مانند آنچه در زلزله 1964Niigata  و یا در زلزله 1964Alaska  رخ داد. لذا شناسایی رفتار مخازن و طراحی و ساخت مخازنی مقاوم تر همواره مد نظر محققان بوده است و تحقیقات گسترده ای چه به صورت تئوری و چه به صورت آزمایشگاهی در این زمینه صورت گرفته است.
عوامل مختلفی می توانند منشاء آسیب دیدگی مخازن ذخیره سیال باشند، در این بین باید به خطرات وارده از طرف زمین لرزه ها توجه ویژه ای نمود زیرا در سال های گذشته مخازن متعددی در کشورهای مختلف تحت تأثیرات زمین لرزه ها دچار آسیب های شدید شده اند. بنابر این بررسی لرزه ای  مخازن و طرح مخازن مقاومتر در برابر زمین لرزه ها ضروری است.
مخازن ذخیره سیال در طرح های گوناگونی یافت می شوند که می توان در یک نگاه کلی آنها را به مخازن ذخیره هوایی, مخازن ذخیره روزمینی و مخازن ذخیره زیر زمینی (مدفون یا نیمه مدفون) تقسیم بندی نمود. در این بین مخازن روزمینی به دلیل مزیت هایی (ظرفیت بالاتر , سهولت اجرا ,ایمنی بیشتر و …) که دارند متداولتر می باشند. مخازن هوایی بیشتر برای تأمین فشار مناسب آب و همچنین مخازن مدفون در غالب موارد برای نگهداری سوخت در مناطق شهری مانند پمپ بنزین ها استفاده می شوند. اما مخازن روزمینی در صنایع مختلف و با ابعاد و کارایی های متنوع از مخازنی با قطرهای چند متر تا چند صد متر مورد استفاده قرار می گیرند.
این مخازن را در یک دسته بندی کلی دیگر می توان به مخازن مهار شده و مهار نشده در پی تقسیم نمود در حالت مهار نشده معمولا مخزن بر روی یک پی منعطف قرار می گیرد و اجرای آن نسبت به مخازن مهار شده ساده تر می باشد. اما بررسی های صورت گرفته در زمین لرزه های گذشته نشان داده اند که مخازن مهار نشده نسبت به مخازن مهار شده آسیب پذیر تر بوده اند. در حالت مهار شده مخزن بر روی پی مهار می شود و این موضوع کمک زیادی به جلوگیری از بلند شدگی مخزن می نماید اما مخاطرات و مشکلاتی را نیز به همراه دارد که می توان

 به احتمال پاره شدگی دیواره مخزن و یا بلند شدگی مخزن به همراه پی آن بر اثر شتاب های افقی و عمودی حرکت زمین  اشاره نمود. لذا داشتن شناخت بیشتر و کامل تر از رفتار پی مخازن و تأثیر رفتار پی بر رفتار مخازن در دو حالت مهار شده و مهار نشده ضروری است, خصوصا در کشور ما که با توجه به دارا بودن مقادیر بالای ذخایر نفت خام در صنایع نفت و پتروشیمی خود نیازمند به کارگیری مخازن در حجم گسترده ای می باشد.   

1-2-          آشنایی با مخازن ذخیره سیال
1-2-1-     تاریخچه ایجاد مخازن
اولین چاه نفت موفق در آمریکا و در سال 1859 در Titusville حفر گردید و با شروع استخراج نفت بحث چگونگی ذخیره سازی آن در حجم های گسترده به وجود آمد. برای این امر در ابتدا از بشکه های چوبی برای ذخیره نفت استفاده شد اما این روش به هیچ عنوان مناسب نبود، لذا سعی شد مخازن بزرگتری از جنس چوب ساخته شود به نحوی که با حلقه های فلزی مقاوم گردند اما این مورد هم چندان کار آمد نبود و بر اثر تغییر دمای این مخازن چوبی درز های آن ها نمایان شده و نشت زیادی پیش می آمد. سر انجام بشکه های چوبی جای خود را به بشکه های فلزی دادند که تا به امروز هم مورد استفاده قرار می گیرند. اگر چه این بشکه ها از نظر نشت و بهداشت نگه داری چندان رضایت بخش نیستند اما امروزه آمریکا به تنهایی نیم میلیون بشکه فلزی در چرخه دارد.

اما موادی که بلافاصله نباید مصرف شوند باید برای مصرف در محل مناسبی ذخیره شوند. به این ترتیب مخازن ذخیره سیال شکل گرفتند، اولین مخزن در سال 1896 در Hull و با قطر 23.7 متر و ارتفاع 9.14 متر ساخته شد. (البته این مخزن اولین مخزن بزرگ به حساب می آید و قبل از آن مخازن کوچک زیادی عمدتا از چوب ساخته شده اند) در سال 1892، Marcus Samuel  از شرکت SHELL  دستور گرفت 8 مخزن بزرگ ذخیره نفت با حجم هایی بین 5000 تا 14700 تن بسازد به این ترتیب فاز ایجاد و ساخت مخازن آغاز گردید. بعد از این بود که مالکان، تولید کنندگان وشرکت های بیمه کننده اولین گروه را برای نگارش آئین نامه های طراحی مخازن به وجود آوردند که منجر شد به ایجاد انستیتو مخازن فولادی در سال 1916STI))  Steel Tanks Institute، بعدها در سال 1919 American Petroleum Institute ( API ) که هم اکنون نیز از کدهای معتبر در زمینه طرح، ساخت و نگهداری مخازن فولادی ذخیره سیال است شکل گرفت.
 در همین زمان گروه دیگری نیز مشغول ایجاد استاندارد آسانی برای مخازن هوایی بودندUnder writers Laboratories (UL) ، این گروه اولین آئین نامه خود را در  سال 1922 برای مخازن رو زمینی با نام UL142 و با عنوان مخازن رو زمینی برای مواد اشتعال زا و مایعات قابل احتراق منتشر کردند. بعد ها این گروه اولین استاندارد خود را در مورد مخازن مدفون در سال 1925با نام IL58 منتشر نمودند.
همچنین گروه دیگری با عنوانNational Board of fire Under writers(NFBU) در سال 1904 نشریه NFBU30 را با عنوان قوانین و احتیاجات برای ساخت و نصب سیستم های ذخیره با حجم کمتر از 250 گالن برای مایعات با دمای معمولی منتشر کرد. در طول زمان عنوان این گروه(NFBU)   به National Fire Protection Assosiation ( NFPA ) تغییر کرد و با عنوان جدید خود برای اولین بار درسال 1957 کدی را منتشر نمود  Flammable and combustible Liquid code (NFPA30).           
اما همچنان کد API معتبرترین استاندارد در زمینه طراحی و اجرای مخازن به شمار می رود و کدهای مختلفی را برای مخازن متفاوت ایجاد نمود.
جدول1‑1 – استاندارد های مختلف API برای انواع مخازن

و نهایتا کدهای معروف و معتبر خود را ارائه داد :
API620:   Design and API 650:  Wellded Steel  Tank for Oil storage
Construction of Large welded  law pressur storage tank
استاندارد های دیگری نیز در این زمینه موجود است که بیشتر پوشش دهنده این استاندارد های معرفی شده اند، در ادامه این استاندارد ها معرفی می گردند .