دروس کنکور دکترا مکانیک خاک

۱- مکانیک خاک پیشرفته    ضریب ۳

۲- دینامیک خاک                          ۳

۳- مهندسی پی پیشرفته           ۳

۴- ریاضیات عالی مهندسی         ۳

۵- زبان تخصصی                         ۲

انواع روش های گمانه زنی در خاک و سنگ (قسمت اول)

گمانه زنی یعنی عمل ایجاد چاه هایی در زمین با بکارگیری ابزار مختلف حفاری. گمانه ها ممکن است بصورت عمودی، شیب دار یا افقی باشند  از آنها استفاده های مختلفی می شود. از جمله: نمونه برداری از مصالح زمین، انجام آزمون های برجا، بررسی شرایط هیدروژئولوژی، ایجاد شبکه زهکشی و شمع ریزی برای پی.

بطور کلی دو نوع فعالیت در حین انجام عمل گمانه زنی دنبال می شود که عبارتند از:

1- حفر گمانه: با پیشروی در زمین و نفوذ در آن به منظور رسیدن به هدف مشخصی از قبیل: سفره های آب زیرزمینی، لایه زمین شناسی معین، طاقدیس های نفتی و گازی، منابع انرژی زای زمین.

2- نمونه برداری از مصالح زمین در اعماق مورد نظر برای انجام آزمایش های مختلف و شناسایی خواص فیزیکی و مکانیکی آنها.

روش ها و ابزارهای مورد استفاده در هر دو عمل در بخش های زیر خلاصه شده است:

1- ابزار و دستگاه های حفاری

انواع مختلفی از ابزار و دستگاه های حفاری برای حفر چاه و گمانه زنی در سطح جهان وجود دارد. بر حسب مکانیسم عمل آنها، دستگاه های حفاری به چهار گروه اصلی تقسیم می شوند:

الف) حفاری مته ای

ب) حفاری شستشوئی

ج) حفاری ضربه ای

د) حفاری دورانی

 

انتخاب هر کدام از این دستگاه های حفاری بستگی به مجموعه عوامل زیر دارد:

1- موقعیت جغرافیایی محل

2- جنس مصالح زمین

3- قطر و عمق چاه و دستگاه حفاری

4- در دسترس بودن دستگاه

5- هدف از عمل حفاری

6- کیفیت نمونه برداری

حفاری مته ای مارپیچی

یکی از روش های متداول حفاری در فعالیت های عمرانی بحساب می آید که در آن حفر چاه در اثر چرخش دورانی و حلزونی مته و همزمان فرورفتن آن در زمین حاصل می شود. نم.نخه های بدست آمده از این روش نمونه های نمایانگر و بعضی وقت ها دست خورده هستند. کاربرد این روش از حفاری بیشتر در زمین های نرم و نیمه سخت است و بر حسب نوع زمین مته های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. مته های حفاری در دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

الف) مته های دستی

ب) مته های مکانیکی

الف) مته های دستی:

این مته ها بطور دستی توسط یک یا دو نفر بکار برده می شوند که بطور کلی ترکیب آنها شامل سرمته، لوله یا میله میانی و دسگیره می شود.

سرمته می تواند اشکال مختلفی داشته باشد که عمل حفاری و نمونه برداری توسط آنها انجام می شود.مته روی لوله یا میله میانی سوار می شود و قطر این لوله ها معمولا 20 میلی مترمی باشد و ممکن است بصورت یک قطعه یک دست و یا ترکیبی از قطعات مختلف باشد که در طول آن با توجه به عمق چاه متفائت خواهد بود. میلی میانی در قسمت بالایی دستگیره که T شکل است وصل می گردد در حین عمل حفاری دستگیره منتقل می شود و بدین ترتیب عمل حفاری انجام می گیرد.

از این نوع مته ها برای حفاری تا عمق های 3-10 متری استفاده می شود که عمق حفاری توسط جنس زمین و سطح ایستابی آبهای زیرزمینی کنترل می شود. حفاری بوسیله مته های دستی معمولا برای کارهای اکتشافی انجام می گیرد و کاربردهای دیگری همچون شناسایی تراز آبهای زیرزمینی و ایجاد چاه های زهشکی نیز می تواند داشته باشد.

متداول ترین نوع مته های دستی در سه گروه تقسیم می شوند:

1) مته های چنگکی

2) مته های حلزونی

3) مته های فنری

نوع اول برای نمونه برداری از خاک های رسی سخت و خاک های شنی متراکم استفاده می شود.

نوع دوم برای نمونه برداری از خاک های غیرچسبنده ماسه ای به کار برده می شوند قطر مته ها بین 50-100 میلی متر می باشد.

 

 

ب) مته های مکانیکی:

نیروی لازم برای بکار انداختن این نوع مته ها توسط یک موتور تامین می شود. مقدار نیروی مصرفی به نوع مته و جنس زمینی که در آن حفاری صورت می گیرد بستگی دارد. مته های مکانیکی بر اساس وظیفه خود به دو گروه مته های مکانیکی سبک و مته های مکانیکی سنگین تقسیم می شوند.

مته های مکانیکی سبک:

این مته ها حد واسط مته های دستی و مکانیکی سنگین از نظر کاربرد می باشند. حمل و نقل آنها و بکار گرفتن آنها توسط یک یا دو نفر انجام می گیرد. از یک موتور کوچک بقدرت 10 اسب بخار برای چرخاندن و فرو بردن مته در زمین استفاده می شود. عمق چاه هایی که بوسیله این نوع مته ها حفر می شوند بین 10-15 متر می باشد و قطر حفاری بین 75-300 میلی متر است. کاربرد آنها بیشتر در نهشته های نرم و سخت نشده است و نسبت به مته های دستی سرعت عمل بیشتری دارند.

مته های مکانیکی سنگین:

این مته ها معمولا روی کامیون سوارند و توسط آن ها به مناطق مورد نظر انتقال داده می شوند. نیروی چرخش آن ها توسط یک موتور قدرتمند تامین می شوند و نیروی نفوذی (فشاری) آنها ممکن است در اثر وزن خود مته و دستگاه حفاری باشد و یا اینکه توسط یک نیروی هیدولیکی یا دینامیکی خارجی تامین گردد. با استفاده از این نوع مته ها می توان در همه نوع خاک (رسی، سیلتی،ماسه ای) و نهشته های سخت و متراکم شده و سنگ های نرم تا نیمه سخت حفاری نمود و از آنجا که در بیشتر فعالیت های مهندسی و ژئوتکنیکی در این نوع نهشته هاست لذا این مته ها کاربرد گسترده ای در طرح های عمرانی دارد. نمونه هائی که از این طریق بدست می آید می تواند بصورت نمونه های دست نخورده و یا نمونه های نمایانگر باشد چون نمونه ها در حین بالا آمدن در اثر عمل چرخش مته با هم مخلوط گشته و در نتیجه خصوصیات اولیه خود را از دست بدهند.

کاربرد این مته ها در چاه هایی که تراوش آب های زیرزمینی زیاد باشد و یا دیواره های چاه ریزش داشته باشد محدود می شود. سرعت حفاری با توجه به جنس زمین متفاوت می باشد.

مته های پره ای:

این مته ها قطری برابر با 50- 300 میلی متری دارند و از آنها برای حفاری تا عمق 50-60 متری استفاده می شود. مته های پره ای بر حسب کاربرد آنها به دو گونه مته های پره ای کوتاه و مته های پره ای ممتد تقسیم بندی می شوند.

مته های محفظه ای (سطحی):

این مته ها شامل یک محفظه فولادی استوانه ای شکل می شوند که از قسمت بالا باز می شوند و در قسمت پایین صفحه ای فلزی وجود دارد که روی تیغه های برنده ای تعبیه شده است. بلافاصله در مجاورت این تیغه های برنده شیارهایی قرار گرفته است که بدرون محفظه باز می شوند. محفظه فولادی از طریق میله محوری به دستگاه حفاری وصل می گردد. در حین عمل حفاری مته به چرخش در می آید و تیغه های برنده آن سبب خرد شدن و برش یافتن سنگ ها و نهشته های مسیر خود می شوند. مصالح خرد شده از طریق شیار ها به درون محفظه راه می یابند و زمانیکه محفظه پر می شود مته به سطح زمین آورده می شود و محتویات آن تخلیه می شود و عمل حفاری بدین صورت ادامه پیدا می کند. با استفاده از این روش چاه هایی به قطر 1 متر و  عمق 50 متر حفر گردیده است. البته این مته ها برای حفاری در زمین های نرم و نهشته های سخت نشده مناسب هستند.

تعيين ضخامت حقيقى طبقات حفارى شده

 

تعيين ضخامت حقيقى طبقات حفارى شده
يک از متداولترين روشهاى تعيين ذخيره مخازن نفتى سطح آزمائى از نقشه هاى ميزان منحنى تحت الارضى مى باشد که در دو نوبت صورت مى گيرد. يکبار براساس سطح فوقانى يک سازند و بار ديگر بر اساس سطح تحتانى همان سازند. از آنجايى که سطوح تحتانى سازندهايى مانند آسمارى و بنگستان با وجود سطوح منعکس کننده هاى REFLECTOR موثر همراه نيست معمولاٌ با داشتن نقشه ميزان منحنى بر يک سر سازند و ضخامت حقيقى همان سازند که از حفارى يکى دو چاه بدست مى آيد با روش EXTRAPOLETION مى توان نقشه ميزان منحنى تحت الارضى بر سطح تحتانى آن سازند رابدست آورد. اما مطالعات چند ساله اخير نشان داده اند که ضخامت حقيقى يا چينه اى سازندهايى مانند آسمارى بين ۴۳۰ تا ۳۵۰ متر تغيير مى نمايد که البته نحوه پيدايش اين تغييرات موضوع بحث ما نيست ولى بطور کلى مى توان اين پديده را معلول DISCONFORMITIES ساختارهاى رويشى و تغييرات رخساره اى دانست.
اکنون مبرهن است که اکتفا به ضخامت حقيقى يک يا دو چاه حفارى شده کافى نبوده و براى محاسبه ذخيره استفاده از نقشه خطوط هم ضخامت ISOPACH الزامى است هر چند دقت چند مترى ممکن است ناچيز به نظر برسد ولى ابعاد مثلاٌ چهل در ۵۰ کيلومتر مى تواند صاحب مفهوم باشد و چون اين نقشه ها چيزى بجز به تصوير درآوردن ضخامت هاى حقيقى يک لايه مشخص در يک محدوده جغرافيايى نيست ناچاراٌ دقت در محاسبه اين ضخامتها مى بايستى در حداکثر ممکن باشد.
روشهاى گذشته براى محاسبه ضخامت حقيقى بر چند فرض استوار بوده است که به قرار ذيل اند:

الف) انحراف چاه در ضخامت سازند تغيير نمى کند.
ب) ازيموت انحراف ثابت يا برابر معدل تغييرات است.
ج) شيب سازندى در کل ضخامت لايه ثابت و برابر شيب اندازه گيرى در سر سازند مربوطه است.
د) امتداد شيب سازندى و بالنتيجه امتداد طبقات در کل ضخامت لايه ثابت فرض مى شوند.
ه) اين محاسبات به روش مماسى صورت مى گيرد که هر کمان معادل مماسى که از نقطه اندازه گيرى عبور مى کند فرض شده است.
روشهاى گذشته براى لايه هاى کم ضخامت حدود ۵۰ تا ۷۰ متر از دقت کافى برخوردار هستند ولى در حقيقت تمامى آن فاکتور براى مناطق نفت خيز به شرح ذيل داراى تغييرات مى باشند:

الف: انحراف طبيعى چاهها در سازندهاى ضخيم مانند سورمه حدود ۱۵۰۰ متر و گروه بنگستان حدود ۱۲۰۰ متر و تا حدود سازند آسمارى متغير است و چاه مى تواند بطور طبيعى به ازاء هر صد متر تا ۳ درجه منحرف شود و نسبت به قرار گرفتن چاه در موقعيتهاى مختلف ساختارى مانند CRUST و FLANK متفاوت خواهد بود.
ب: ازيموت انحراف معمولاٌ متغير است.
ج: شيب سازندى در ضخامت لايه چنانچه مقدمتاٌ اشاره شد ثابت نيست و به خصوص وقتى که ضخامت لايه زياد باشد براساس قوانين چين هاى متحد المرکز شيب با عمق افزايش مى يابد. حال اگر تغيير رخساره هم در کار باشد مى توان حدس زد که تغييرات شيب به چه وضعى خواهد افتاد. و يا در صورتيکه با ساختارهاى رويشى سرو کار داشته باشيم بدون شک شيب در سطوح فوقانى و تحتانى متفاوت خواهد بود.
د: امتداد طبقه در يالهاى يک چين و يا در CRUST آن مى تواند تقريباٌ ثابت باشد ولى در نواحى بلانچ و يا چين هاى گنبدى به نسبت تغييرات ازيموت انحراف مى توان امتدادهاى خاص براى طبقه منظور نمود.
تلاش اين مقاله فرموله کردن کليه متغيرهاى فوق مى باشد که با تحليل و مرورى به روش گذشته آغاز گرديده و در انتها با پيشنهاد يک بسط تحليلى و کاربرد کامپيوترى آن ارائه مى گردد.

همايون- مطيعى

مراحل 4 گانه آماده سازی تحقیقات در دانشگاه آزاد

مراحل 4 گانه آماده سازی تحقیقات در دانشگاه آزاد :

 

1 –  Ctrl + A

 

2 –  Ctrl + C

 

3 –  Ctrl + V

 

4 –  Ctrl + P

زمین شناسی دریایی


 
اقيانوس‌ها و درياها بيش از 360 ميليون كيلومتر مربع يعني حدود 71 درصد سطح زمين را پوشانده‌اند. بنابراين اهميت آن‌ها به عنوان مهمترين تشكيل دهنده هيدروسفر در زندگي بشر غير قابل انكار است. زندگي انسان به طور مستقيم يا غير مستقيم وابسته به دريا و اقيانوس مي باشد و اصولا بر اساس شواهد زمين‌شناسي، پيدايش اولين اشكال حيات يا كمپلكس‌هاي ارگانيك كه به صورت بقاياي فسيلي در اسليت‌ها و شيست‌هاي كربن‌دار آركئن به جا مانده‌اند و به عنوان شكلي از حيات تلقي شده اند، در رابطه با واكنش بين هيدروسفر و اتمسفر بوده است. سن كهن‌ترين سنگهاي رسوبي داراي تركيبات كربن دار به حدود 7/3 ميليارد سال قبل باز مي گردد كه بنظــــر مي رسد مربوط به ساختمان جلبك‌هاي اوليه باشد. حدود 8/1 الي 2 ميليارد سال قبل، گسترش فرايند فتوسنتز و در نتيجه توسعه گياهان سبز موجب تحول عمده در تشكيل حيات و تنوع زيستي گرديد. بالاخره اولين موجودات با ساختمان پيچيده و عالي‌تر مانند ماهي‌هاي زرّه‌دار در درياها و اقيانوس‌هاي كهن زاده شده‌اند و به حيات خويش ادامه داده‌اند. طي دوران‌هاي زمين‌شناسي ديرينه زيستي، ميانه زيستي تا نوزيستي و عهد حاضر، حيات موجودات همواره وابسته به آب و در مرحله اول وجود و بقاي اقيانوس‌ها بوده است و اهميّت آب به حدي است كه خداوند متعال در كتاب آسماني ما مستقيما به آن اشاره فرموده است.

مقدمه ای بر زمین شناسی

زمین‌شناسی علمی است که ترکیب، ساختار و تاریخ پیدایش زمین (یا سیاره‌های دیگر) را بررسی می‌کند. این علم درباره‌ مواد سازندهٔ زمین، نیروهای مؤثر بر مواد مزبور، برآیندهای آن نیروها، پراکندگی سنگهای پوستهٔ سیاره، سرگذشت آن و همچنین گیاهان و جانورانی که در دوره‌های گوناگون زمین‌شناسی وجود داشته‌اند گفتگو می‌کند:

لایه‌های زمین(۱)هسته درونی (۲) هسته بیرونی (۳) گوشته درونی (۴) گوشته بیرونی (۵) سنگ‌کره (۶) پوسته

زمین‌شناسی علمی است که ترکیب، ساختار و تاریخ پیدایش زمین (یا سیاره‌های دیگر) را بررسی می‌کند. این علم درباره‌ مواد سازندهٔ زمین، نیروهای مؤثر بر مواد مزبور، برآیندهای آن نیروها، پراکندگی سنگهای پوستهٔ سیاره، سرگذشت آن و همچنین گیاهان و جانورانی که در دوره‌های گوناگون زمین‌شناسی وجود داشته‌اند گفتگو می‌کند.

این دانش به شکل زیر دسته‌بندی می‌شود:

زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگرزمین شناسی علم مطالعه زمین می‌باشد.

دید کلی

زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت‌ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و می‌گیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهی‌های ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد


تاریخچه

· مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد ، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سالهای 1600 تا 1300 پیش از میلاد استفاده از آهن معمول گردید. قدیمی‌ترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است. یکی از قدیمی ترین شاخه‌های این رشته زمین شناسی اقتصادی است.

· اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348) سال قبل از میلاد) در کتاب "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.

· در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره‌ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفته‌ایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.

تعریف علم زمین شناسی

· زمین شناسی دانش سیاره زمین است ودرباره منشا مواد و اشکال موجود بر آن صحبت می‌کند. گذشته این سیاره وفرایندهایی که برروی آن رخ داده یا درحال رخ دادن است و بر اشکال آن تاثیر دارد بررسی شود. برای حصول نتیجه از این مباحث در زمین شناسی باید اثر فشارهای مختلف مورد اثر بر زمین وهمچنین شیمی موادی که این سیاره از آن تشکیل شده واثر موجودات زمین در آن از جنبه‌های مختلف مورد بحث قرار گیرد. اطلاعات اولیه در مورد خود کره زمین نظیر پیدایش زمین عمر آن و وضعیت آن در فضا واز این قبیل ازطریق مطالعه سایر اجرام سماوی بدست می‌آید و گاها از این طریق با مطالعه وضع فعلی سایر اجرام شبیه زمین به طرز پیدایش رخدادها وتغییرات در گذشته زمین پی می‌برند.

· تمام مطلعاتی که در مسیر شناخت زمین صورت می‌گیرد و علومی که در این مسیر پا گرفته و می‌گیرند در نهایت در خدمت جامعه بشری قرار می‌گیرد‌. در این علوم چگونگی استخراج واستفاده از مواد موجود در زمین و محیطهای زیستی پایدار در زمان پیدایش این مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد و در علومی دیگر از خطرات ناشی از نیروهائی در حال حرکت و پویای موجود در زمین که ممکن است رفاه یا هستی انسانها را با خطر نیستی مواجه سازد آگاه می‌سازد. چون مواد موجود در زمین و ساختمانهای طبیعی موجود در آن از ابتدای تاریخ بشریت مورد استفاده انسانها بوده است می‌توان گفت این علم از قدیمیترین علومی است که انسانها نا خودآگاه به آن پرداخته‌اند ودر طی قرون رفته رفته این علم و شاخه‌های متنوع آن مدون و طبقه بندی شدند و رشته‌های فرعی وتخصصی با قوانین تعریف شده را به وجود آورده‌اند که هریک بخشی از دانش زمین شناسی را تشکیل می‌دهند. [۵] · زمین شناسی علمی است که به طور کلی در باره زمین صحبت می‌کند. این تعریف را باید کامل‌تر کرد. زیرا موضوع علوم دیگری نیز مثل هیات و نجوم و ... درباره زمین صحبت می‌کنند. ولی مقصود از زمین شناسی ، شناسایی و مطالعه تئوری‌های پیدایش زمین و مواد تشکیل دهنده آن ، بررسی عواملی که در وضعیت آن تاثیر دارند. و بالاخره مطالعه و شناسائی مواد ارزشمند زمین و نحوه استفاده از آنهاست. زمین شناسی علم قدیمی و دارای سابقه طولانی است. و بشر همواره در مورد زمین کنجکاو بوده است. حوادثی مانند زلزله ، طوفان ، سیل ، گردباد و ... انسان را همواره در مورد زمین نگران می‌کرده. علم زمین شناسی ، یعنی آنچه که امروزه به علم جداگانه دارای رشته‌های متنوعی است که بیش از دو سه قرن سابقه ندارد. و مانند سایر رشته‌های علوم تحقیقات مداوم دانشمندان متعددی این علم را به پایه امروزی رسانده است.

نقش زمین شناسی در زندگی

زمین شناسی علم قدیمی و سابقه‌داری است. اصولا بشر اولیه ، همیشه در مورد زمین کنجکاو بوده است. این کنجکاوی را می‌توان معلول دو علت اساسی دانست. اول اینکه بشر و سایر موجودات زنده ، هستی خود را مرهون زمین بوده و همیشه غذای خود را از آن بدست می‌آورده‌اند و بدین ترتیب مجبور بوده‌اند که دائما در مورد آن مطالعه کنند تا بتوانند غذای مناسب و حدالامکان متنوعی برای خود به دست آورند. نکته دومی که بشر را در مورد زمین نگران می‌کرده است، وقوع حوادث ناگواری مانند زلزله ، آتشفشان ، طوفان ، سیل و نظایر آن بوده که همیشه خسارات مالی و جانی زیادی را سبب می‌شده است و بشر به ناچار همواره در صدد بوده است که علل این حوادث را دریابد تا بتواند حتی المقدور از وقوع آن جلوگیری و یا حداقل آن را پیش بینی کند.در حال حاض وضعیت اشتغال این رشته در ایران مناسب نیست و اغلب فارغ التحصیلان این رشته شغل متناسب با ان ندارند.

تونل

تونل یک راهرو زیرزمینی است.تعریف عمومی از تونل وجود ندارد.اما به هر روی تونل‏ها معمولا حداقل دوبرابر عرضشان طول دارند.به علاوه آنها باید از شروع هر دهانه در همه طرف بسته باشند.برخی از برنامه ریزان شهری هر سازه تونل مانندی بلندتر از ۰/۱۶ کیلومتر را تونل مینامند و کمتر از این را زیرگذر میدانند.
یک تونل ممکن است برای دوچرخه سوارها یا رفت و آمد وسایل نقلیه موتوری و عمومی یا راه آهن و یا برای یک کانال باشد.برخی کانالها برای حمل آب برای مصارف عمومی یا صنعتی است.حتی تونلهایی در اروپا برای رفت و آمد حیوانات حیات وحش که در جاهای خطرناک هستند درست شده‌ است.همچنین برخی تونلهای مخفی برای گذر از برخی مناطق خطرناک حفر شده‌اند.مانند تونلهایی که بین غزه و مصر ایجاد شده‏اند.به هر روی شالوده یک شبکه حمل و نقل سریع تونل‏ها هستند.

سد دیواری محکم که به منظور مهار کردن یا تغییر مسیر آب در عرض دره یا میان دو کوه و در مسیر رود ایجاد می‌کنند. افزودن ارتفاع آب به‌وسیله ایجاد سد، می‌تواند فقط به منظور مهار یا تغییر مسیر آب رودخانه باشد و یا ذخیره کردن آب در پشت سد برای کشاورزی، آبیاری وآبرسانی و یا حتی تولید انرژی برقابی منظور اصلی در ایجاد سد بوده باشد.

از آنجا که آب جمع شده در پشت یک سد، می‌تواند نیروی بسیار عظیمی به سد وارد کند، در طراحی سدها، اصلی ترین مسئله استاتیکی(ایستایی)، غلبه بر این نیرو و رسیدن به شرایط پایداری است که با تخلیه و یا آبگیری سد، پیوسته برقرار باشد.

از نقطه نظر استاتیکی، سدها به دو گروه عمده تقسیم می‌گردند:

علاوه بر این انواع دیگری از سدها نیز وجود دارد مانند سدهای پایه دار، سدهای پشت بند دار و سدهای چوبی که به لحاظ اهمیت کمتر و استفاده ناچیز تر به آنها پرداخته نمی‌شود.

سدهای قوسی

اساس نیروی غلبه بر فشار آب در این سدها، انتقال این نیرو به دیواره‌های دره و در حقیقت شکل هندسی سد است. این سد‌ها حداقل در مقیاسهای بزرگ، غالبا از بتن مسلح ساخته می‌شوند. به منظور جلوگیری از ورقه ورقه شدن سطوح مختلف بتن روی یکدیگر، بسیاری از سدهای بزرگ از این نوع، بصورت لیفت به لیفت و معمولا "بصورت لیفتهای 2 یا 3 متری بتن ریزی می‌گردد. سطح هر لیفت بتن ریزی شده سریا" شسته می‌گردد تا بتن لیفت (مرحله) بعدی به بتن قبلی خوب بچسبد و از ورقه ورقه شدن سطوح مختلف بتن روی یکریگر جلوگیری گردد. این سدها بصورت بلوک بلوک ساخته شده وسرانجام بین بلوکها که درزه نامیده می‌شود دوغاب سیمان تزریق مگردد و سد بصورت یکپارچه عمل می‌اًکند.

 

 

                          سد  لیتان                                                                            سد کارون ۳

سدهای وزنی

برای اینکه در برابر فشار بسیار زیاد آب، مقاومت مناسبی به‌وسیله وزن سازه سد صورت پذیرد، این نوع از سدها معمولاً حجم بسیار عظیمی دارند. بدیهی است در ساخت سازه‌ای با این حجم، اقتصادی ترین مسئله، بحث تامین مصالح است. بنابراین این سدها معمولاً از مصالح موجود در محل احداث خود بهره می‌برند. بدیهی است که در دسترس ترین این گونه مصالح سنگ و خاک است. سد‌های وزنی به همین دلایل امروزه در دو نوع سدهای بتنی و سدهای خاکی ساخته می‌شوند.

سدهای خاکی

در ساخت سدهای خاکی، آنچه که در واقع جلوی آب را می‌گیرد، یک هسته نسبتاً نازک رسی است. خاک رس این خاصیت را دارد که با مرطوب شدن، به عایق خوبی برای نفوذ آب تبدیل می‌گردد.(از همین رو بام خانه‌های قدیمی کاهگل می‌شده‌است) بجز هسته رسی،مابقی حجم سد را سنگ و خاک غیر محلول در آب تشکیل می‌دهد. چرا که سنگهای محلول پس از مدتی باعث کاهش وزن سد و به هم خوردن نتایج محاسبات خواهند شد.

سدهای خاکی همواره با مشکل محدودیت ارتفاع مواجهند و به درد دره‌های عریض و کم شیب می‌خورند(سد پانزده خرداد دلیجان). بر عکس سدهای قوسی مناسب دره‌های عمیق و کم عرضند. (سد کرج)

مطالعات زمین شناسی

اگر سدی بدون مطالعات کافی زمین شناسی احداث گردد، بی شک تنها یک فاجعه اقتصادی از خود بجا می‌گذارد. تمامی نواحی که دریاچه سد آنها را می‌پوشاند و همچنین زیر سازه سد باید بطور دقیق مورد گمانه زنی قرار گیرد. وجود تنها یک بخش آهکی در اطراف دریاچه باعث خواهد شد تا آب به تدریج بخش آهکی را از بین برده و به خارج راه نفوذ پیدا کند. نظیر چنین واقعه‌ای برای سد لار افتاد و این سد در حال حاضر از یک سوم ظرفیتش بهره برداری می‌نماید.

مطالعات زیست محیطی به مجموعه مطالعاتی گفته می‌شود که اثر تغییرات ایجاد شده توسط سد و دریاچه آن و همچنین تقلیل آب پایین دست را بر روی زیست بوم منطقه محاسبه و هزینه یابی می‌کنند. علاوه بر این این اثر باید بر روی شهرها و روستا‌ها و سایر المانها(همچون آثار باستانی در مورد سد سیوند) مورد بررسی قرار گیرند.

سدهای معروف جهان

  • قدیمی ترین سد شناخته شده جهان سد الکفره (Sadd al Kafara) در ۱۱ کیلومتری جنوب شرقی حلوان مصر بین سالهای ۲۷۵۰ تا ۲۹۵۰ قبل از میلاد (حدود ۵۰۰۰ سال فبل) با طول ۱۱۵ و ارتفاع ۱۲ متر ساخته شده‌است.
  • سد هوور
  • بزرگ‌ترین سازه بتنی جهان سد گراند کولیی روی رودخانه کلمبیا در واشنگتن است

سدهای ایران:

سدهای تاریخی

سدهای صنعتی و کشاورزی

مقدمه ای بر مهندسی ژئوتکنیک

زمین شناسی مهندسی (Engineering Geology)  :

کاربرد مفاهیم و داده‌های زمین شناسی در کارهای مهندسی به ویژه در مهندسی عمران، مهندسی معدن و مهندسی نفت می‌باشد. همانگونه که به وسیله مجمع مهندسین زمین شناس در 1969 تبیین گردیده است : " این علم کاربرد داده ها, فن آوری و مبانی زمین شناسی در مطالعه رخنمون های طبیعی، مصالح سنگی و خاکی یا آب زیر زمینی با هدف اطمینان از شناخت دقیق، تفسیر، استفاده و ارایه فاکتورهای زمین شناسی که ساختگاه, برنامه ریزی, طراحی , ساخت ,اجرا و نگهداری سازه‌های مهندسی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، می‌باشد.

در بسیاری از پروژه‌های مهندسی که به نحوی به ساختار زمین در آن محل مربوط می‌شود مثلا برای ساخت سازه‌های عظیم (سدها، پل های با دهانه زیاد، نیروگاه ها، سازه‌های صنعتی)،معادن، حفاری چاه‌های عمیق (نفت، گاز و ژئوترمال) نیاز به درک و درنظر گرفتن ساختارهای زمین شناسی با آگاهی از جنبه‌های مهندسی موضوع می‌باشد.

برای دستیابی به اهداف فوق, مهندس زمین شناس از علم زمین شناسی ,هیدرولوژی , مکانیک خاک، مکانیک سنگ، ژئو مکانیک و کاوش های زیر سطحی(شامل گمانه زنی و آزمایش های ژئوتکنیک و ژئوفیزیک) بهره می‌برد. در نهایت داده ها، نتایج کیفی و کمی و ارزیابی حاصل از این مطالعات برای استفاده به مهندسین ارایه می‌گردد.

دامنه فعاليت های زمين شناسی سه موضوع کلي را در بر می گيرد: 1- ژئوتکنيک 2- ژئو مکانيک 3- ژئوديناميک

در موضوع ژئومکانيک مطالعه رفتار مکانيکي خاک ها و سنگ ها در مقابل نيروهای وارد به آن ها، مورد توجه قرار مي گيرد. این موضوع خود شامل دو شاخه مکانيک خاک و مکانيک سنگ مي شود. مطالعه فعاليت هاي فعال زمين شناسی که تاثير مستقيمي در شرايط محيطي دارند و نحوه برخورد با آن هاموضوع اصلی بحث ژئوديناميک مي باشد. فعاليت هاي فعال زمين شناسی به طور کلي شامل زمين لرزه ها، آتشفشان ها، ناپایداری دامنه ها، فرسایش، هوازدگي و ... مي باشد. در بحث ژئوتکنيک رفتار مکانيکي سنگ ها و خاک ها در محل اجرای طرح های مهندسی و نحوه بهسازی شرایط زمین در محل اجرای طرح ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

موضوعات مربوط به مهندسی ژئو‌تکنیک

کتابهای بسیار خوب در زمینه ژئوتکنیک

۱- مکانیک خاک ------- افشاری

۲- مکانیک خاک ------- کامبیز بهنیا و امیر محمد طباطبایی ------انتشارات دانشگاه تهران

۳- مکانیک خاک ------ حسن رحیمی ---- انتشارات دانشگاه تهران

۴- مکانیک خاک ------ براجا داس -- ترجمه :شاپور طاحونی ------ انتشارات پارس

۵- مکانیک خاک ------ دکتر فاطمی عقدا ---- انشارات پیام نور   

۶- مکانیک خاک ویژه دانشجویان کارشناسی ارشد -------- بهنام فنونی الاصل

۷- مکانیک خاک  پیشرفته --------- براجا داس --- ترجمه : مهدی یزدچی

۸- خواص مهندس خاک ها ---- محمود وفاییان

۹- خواص مهندسی سنگ ها ------- محمود وفاییان

۱۰- درآمدی بر مکانیک سنگ --- کامتسویا و وکتوری ---- ترجمه دکتر فاروق حسینی

۱۱- مکانیک سنگ ------- دکتر هوک -- ترجمه عبدالرضا طاهریان

 ۱۲- فیزیک سنگ ------- محمد دانش ------ انتشارات صنعت فولاد

۱۳- زمین شناسی مهندسی -- کامتسویان -----  ترجمه محمد دانش -----انتشارات صنعت فولاد

۱۴- ژئوتکنیک -- محمد  دانش --- انتشارات صنعت فولاد

۱۵- زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک ----- دکتر حسین معماریان ---- انتشارات دانشگاه تهران

۱۶- مهندسی پی -- براجا داس ---- ترجمه شاپور طاحونی ---انتشارات پارس ایین

۱۷- زمین شناسی برای مهندسین ----- دکتر حسین معماریان ----- انتشارات دانشگاه تهران

۱۸- مهندسی پی -- دکتر بهنیا و دکتر طباطبایی -----انتشارات دانشگاه تهران 

۱۹- زمین شناسی مهندسی کارست ----- دکتر قبادی --- انتشارات دانشگاه بوعلی سینا

۲۰- مهندسی زمین شناسی کارست ----- دکتر میلانویچ---- ترجمه دکتر مهرداد رهنمایی ---- انتشارات دانشگاه ازاد شیراز  

 ۲۱-اصول و مباني گودبرداري و سازه هاي نگهبان------دفتر تدوين و ترويج مقررات ملي ساختمان (دكتر حميدرضا اشرفي )

۲۲- تحليل و طراحي پي در دو جلد ( 1 )J . Bowles:اردشير اطيابي

 

 

 

 

گرایش های علم ژئوتکنیک

Slope Stability (soil/rock
 - Soil Improvement
 - Reinforced Soil
 - Landslide Risk Management and Application of Geosynthetics
 - Rock Mechanics
 - Blasting & Vibrations
 - Foundation Engineering
 - Land Recclamation and Rehabilitation
 - Geotechnical Asscessment
 - Piling Vibrations