نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد دهم، شمارۀ 3 پاییز 5331 5353

بیشینه شتاب زمین لرزه احتمالی و اثر آن بر
شیروانی روستای کمرود به روش شبه دینامیک
)شمال استان سمنان(

احمد ادیب*؛ دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، گروه مهندسی نفت، تهران، ایران
مرتضی اشرفیان؛ مرکز تحقیقات زمین شناسی و محیط زیست زمین کاو تاریخ: دریافت 15/6/34 پذیرش 6/55/34 چکيده
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

روستاي کمرود روي شیب مستعد لغزش قرار دارد، لغزش و جابه جایی این شیب می تواند باعث ایجاد خسارت عمده مالی و جانی شود، بر این اساس تحلیل پایداري شیروانی هاي شمال و شرق این روستا ضرورت دارد. این بررسی ها با هدف تعیین عوامل و پارامترهاي مؤثر در ناپایداري این شیروانی در حالت دینامیک صورت گرفته است. نیروي اعمال شده شتاب زمین لرزه یکی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر لغزش در این ناحیه است. در این مقاله با رهیافت تعیینی، مقدار بیشینه شتاب احتمالی زمین لرزه با دورۀ بازگشت 15 سال در سایت برآورد و تأثیر آن در ناپایداري شیروانی هاي شمال و غرب روستاي کمرود مشخص شده است. هم چنین با تعیین مشخصات هندسی شیروانی و پارامترهاي فیزیکی و مقاومتی توده مستعد لغزش با استفاده از مدل سازي با نرم افزار FLAC 2D5.00 در مدل ساختاري الاستوپلاستیک، به همراه معیار گسیختگی موهر-کولمب به بررسی رفتار تنش-واتنش خاک در برابر شتاب افقی زمین لرزه به روش شبه دینامیک پرداخته شده است. در این ارتباط یک موقعیت مبنا در بالاي شیرونی تعیین و میزان تغییر مکان افقی آن تا رسیدن به بیشینه شتاب احتمالی زلزله ثبت شده است. نتایج نشان می دهد که جا به جایی افقی و به دنبال آن رانش زمین ،در شتابی کم تر از شتاب بیشینه به دست آمده با رهیافت تعیینی در این ناحیه رخ می دهد.

واژه ای کليدی: زمینلغزش، کمرود، بیشینه شتاب، پایداري شیروانی، شبه دینامیک.
16753844851

[email protected] نویسنده مسئول *
5353
مقدمه
شمال ایران مرکزي و البرز به دلیل شرایط خاص زمین شناسی، توپوگرافی و آب و هوایی از جمله مناطق مستعد زمین لغزش به شمار می روند و سالانه خسارات چشم گیري بر اثر ناپایداري شیروانی ها در این مناطق گزارش شده است. عوامل متعددي مانند تغییر شرایط زمین شناسی ،جنس سنگ، خصوصیات ریخت شناسی، کاربري اراضی، گسترش مناطق مسکونی، احداث راه ها، بارندگی و… در تحریک و فعالیت مجدد حرکات دامنه اي در این مناطق تأثیر می گذارند.
زمین لغزش وقتی خطرناک می شود که از سوي فرآیندهاي طبیعی یا انسانی از بیرون تحریک شود. از جمله فاکتورهاي محرک را می توان بارندگی شدید و ناگهانی، تکان هاي ناشی از زلزله، تغییر سطح آب زیرزمینی و جریان هاي فرسایشی سریع نام برد که باعث تغیییر مقاومت برشی مواد تشکیل دهنده دامنه و ناپایداري آن می شوند[ 5].
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

زمین لرزه مهم ترین عامل تحریک زمین لغزش است، این دسته از زمین لغزش ها، در قرن اخیر در سراسر دنیا هزاران کشته و میلیاردها دلار خسارت داشته اند. در بسیاري از زلزله هاي رخداده در مناطق کوهستانی خسارات حاصل از زمین لغزش ها برابر و یا حتی بیش از خسارات مستقیم ناشی از زلزله بوده است. زمین لغزش هاي ناشی از زلزله علاوه بر تخریب سازه ها، می تواند به شریان هاي حیاتی مانند خطوط انتقال آب، برق، نفت و گاز آسیب جدي برسانند. انسداد جاده به وسیله زمین لغزش در زمان زلزله موجب قطع عملیات امدادرسانی به زلزله زدگان شده و میزان خسارات را افزایش می دهد [1]. براي کاهش خسارات ناشی از رخداد زمین لغزش میتوان با شناخت مناطق حساس به لغزش، براي توسعه مناطق مسکونی در حد امکان از این مناطق اجتناب کرد و یا در صورت اجبار به سکنی گزینی و یا توسعه در این مناطق با شناخت دقیق شرایط محیطی تمهیدات و نکات فنی لازم را مد نظر قرار داد.
کیفر5 )5394( ]3[ زمینلغزش ها را به 3 دسته: I. ریزش ها و لغزش هاي گسسته.، II. زمین لغزش هاي پیوسته.، III. جریان هاي خاکی سریع و گسترش هاي جانبی گروه بندي کرده است. زمین لغزش هاي دستۀ I و II در خاک و سنگ، و زمین لغزش هاي دسته III فقط در خاک رخ می دهند. از پـژوهش هاي انجام شده مـرتبط با زمین لغزش، مـی توان به پـژوهش هاي ژیپسون1 و

Keefer
Jibson
5353
همکاران )1555( ]4[، کیفر )1555( ]1[، ارومیه اي و مهدویفر )1555( ]6[، دلگادیو5 و همکاران)1553( ]7[، لان1 و همکاران )1554( ]9[، گلاد3 و همکاران )1551( ]3[، ژیپسون )1557(
]55[، میلس4 و کیفر )1557( ]55[، پاردهان1 و لی6 )1553( ]51[، روسی7 و همکاران )1555(
]53[، مهدویفر )5391( ]54[، رجبی )5393( ]51[ و فاطمی عقدا و همکاران )5333( ]1[ اشاره کرد.
روستاي کمرود در شمال استان سمنان روي شیبی که مستعد لغزش است قرار دارد. تحلیل پایداري این شیب با هدف پایداري شیروانی و ایجاد سکونت گاه ایمن براي اهالی روستا اهمیت ویژه اي دارد ،زیرا لغزش آن می تواند باعث ایجاد خسارت هاي عمده مالی و جانی شود. این تحقیق با هدف تعیین تأثیر عوامل و پارامترهاي مؤثر در ناپایداري این شیروانی و ارائه راه حل پایدارسازي آن صورت گرفته است. بر اساس پژوهش هاي انجام شده از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر لغزش در این ناحیه، نیروي اعمال شدۀ شتاب زمین لرزه است.
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

محققان براي پایداري لرزه اي شیروانی ها، روش هاي متفاوتی ارائه کرده اند که روش شبه دینامیکی یکی از کاربردي ترین آن ها است. در این روش، پارامتر مهم در محاسبات، شتاب افقی زلزله است که با تغییرات آن میزان نیروي وارد بر شیروانی تغییر می یابد. در بارگذاري شبه استاتیکی در سطح طراحی MCE حداقل ضریب اطمینان لغزش قابل قبول معادل 51/5 پذیرفته می شود و با معیار سید9 هم خوانی دارد ]56[. در این تحقیق حداقل ضریب اطمینان مطابق توصیه هاي استاندار براي دوایر لغزشی عمیق 1/5 در نظر گرفته و با بررسی هاي سطحی و زیرسطحی، پارامترهاي فیزیکی و مقاومتی تودۀ مستعد لغزش تعیین و با استفاده از مدلسازي با نرم افزار FLAC2D 5.00 در مدل ساختاري الاستوپلاستیک بر اساس معیار گسیختگی موهر-کولمب، رفتار تنش -واتنش خاک مشخص می شود.

.1 Del Gaudio
.2 Lan et al
.3 Glade
.4Miles
5. Pradhan
.6 Lee
Rossi
Seed
5353
مواد و روش ها زمين ریخت شناسی ناحيه
روستاي کمرود در منطقۀ خطیرکوه در شمال استان سمنان در موقعیت عرض جغرافیایی
´14 ◦31 و طول جغرافیایی ´55 ◦13 در دهستان چاشم قرار دارد. محدودۀ خطیرکوه در البرز مرکزي از شمال و شرق به شهرستان سوادکوه، از جنوب به شهرستان سمنان، و از غرب به شهرستان فیروزکوه محدود است )شکل 5(. این ناحیه داراي شرایط اقلیمی خزري، خاص کرانه هاي دریاي خزر و مناطق کوهستانی مشرف به دریا است و آب و هواي معتدل تا سرد کوهستانی دارد.
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

408305-893063

شکل 1. موقعيت روستای کمرود در شمال شهرستان سمنان و جنوب شهرستان سوادکوه در نقشه روستا با  مشخص شده است.
بخشی از ساختگاي روستاي کمرود از نظر زمین شناسی جزء پادگانه هاي آبرفتی جدید، مخروطافکنه و آبرفت هاي بستر رودخانه است. منشأ این رسوبات سنگ هاي آهکی و آهک ماسه اي تا ماسه سنگی سازند باروت، سازنده ارتفاعات خطیرکوه است ]57[. محدودۀ اطراف روستا، به دلیل نوع لیتولوژي )به خصوص ماسه سنگ هاي متورق نازک لایه و کنگلومراهاي عهد حاضر( و تکتونیزه بودن سنگ ها در اثر فعالیت گسلها، مستعد فرسایش است و میزان رسوب زایی زیادي دارند. رخداد زمین لغزش قدیمی بزرگ، مقدار زیادي مواد لغزشی را در 5351
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]

محدودۀ اطراف روستا پراکنده و شواهد برجاي مانده از تودۀ لغزیده در قسمت شمالی روستايکمرود دیده می شود. تودۀ لغزیده شامل قطعات سنگی، آهکی، کنگلومرایی، ماسه سنگی و رساست. اندازۀ قطعات سنگی از حد چند سانتی متر تا چند متر بوده است و در قسمت جنوبیروستا تودۀ لغزیده داراي قطعات سنگی بزرگ تري است. ضخامت رسوبات واریزه اي از جنوب به شمال روستا افزایش می یابد و هم اکنون تحت شرایط تحریک کننده لغزش، مستعد حرکت هستد. دره پیرامونی روستا پرشیب است و نشان دهندۀ فرسایش شدید در ناحیه است )شکل هاي 1 و 3( ]59[. جا به جایی هاي افقی و عمودي در طول رودخانه هاي شرقی و غربی روستا، حاکی از ارتباط پیدایش دره با گسلش و تکتونیک فعال ناحیه است. تغییر مکان هاي عمودي در عرض رودخانه، آبشار هایی به ارتفاع بیش از ده متر ایجاد کرده است.

شکل2. نقشۀ توپوگرافی با منحنی تراز دو متر )خط A-A’ ( موقعيت مقطع تهيه شده برای تحليل زمين لغزش را نشان می دهد

5352

شکل 5. وضعيت پستی و بلندی ها و دره های احاطه کننده روستای کمرود )دید به سوی جنوب غرب(
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.3.3537 ]



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید