English
فارسی
روان گرایی در علم زمین شناسی در خاکی که منافذش با آب پر شده است اتفاق میفتد. زلزله عامل اصلی بروز این پدیده و آسیب‌های روان گرایی است. برای کاهش خسارات ناشی از آن باید چه کرد؟ اهمیت دانستن درباره این پدیده و بررسی عوامل مؤثر بر آن به ما کمک می‌کند که تا از خسارات ناشی از آن بکاهیم. در این مقاله به این آسیب‌ها و راهکارهایی برای مقابله با آسیب‌ها می‌پردازیم. پیش از هر چیز لازم است با هم دوباره مروری بر مکانیسم شکل‌گیری این پدیده در خاک داشته باشیم.
تنش مؤثر در خاک نیرویی است که باعث کنار هم قرار گرفتن ذرات (تعادل داشتن) می‌شود. حال اگر منافذ خاک با مولکول‌های آب اشباع بشود، بر اثر ضربات زمین‌لرزه یا مشابه آن، به ذرات خاک فشار زیادی وارد می‌شود. به‌عبارتی ذرات خاک شناور می‌شوند و تعادل بین آن‌ها از دست می‌رود و خاک حالت جامد خود را از دست داده درنهایت شاهد افزایش خواص روان شدن خواهیم بود. این پدیده تأثیرات مخرب زیادی بر خاک و سازه‌ها دارد که در ادامه این مقاله بیشتر درباره آن صحبت خواهیم کرد.
خسارات روان گرایی
روان‌گرایی خاک خسارت های متعددی را به بار می‌آورد از جمله جوشش ماسه، آسیب به سازهای دریایی، شکسته شدن دیوار سد، از بین رفتن مقاومت سازه ها از آسیب های روان گرایی، گسترش جانبی، جریان توده های بزرگ خاک، شناور شدن زیر ساخت ها و نوسان زمین می باشد که در ادامه به مختصر توضیح داده شده است.
جوشش ماسه
اغلب در زیر خاکی که با آب متراکم شده است اتفاق میفتد. فشار آب زیر سطح باعث شکستن آب به‌صورت حباب می‌شود. ساختار دانه‌ای خاک فرو می‌ریزد و تراکم خاک بیشتر می‌شود. حباب‌های حاوی شن و ماسه به سمت بیرون می‌جوشند و جوشش ماسه پدید می‌آید.
آسیب به سازه های دریایی در روان گرایی
در طول زمان و با بررسی زمین‌لرزه‌های پیشین در سراسر جهان و آثار مخرب آن، می‌توان نتیجه گرفت اکثراً مناطقی که در نزدیکی رودها، بنادر و اسکله‌ها قرار داشته‌اند دچار آسیب شده‌اند. سازه‌های دریایی به دلیل ارتباط مستقیم با خاکی که دچار این مشکل شده به شدت صدمه می‌بینند. این آسیب‌ها مانع از حضور عملیات امداد و نجات در زمان‌های اضطراری می‌شود. این پدیده می‌تواند پایه‌های پل‌ها را از جای خود خارج کند.
شکسته شدن دیوار سد و دیوارهای جداکننده
چون این دیوارها به خاک تکیه دارند، درصورتی‌که خاک زیر این دیوارها دچار روان شدن بشود می‌شکنند. بعلاوه توانایی سازه‌ها در مقابل طغیان آب و سیل از دست می‌رود.
از بین رفتن مقاومت سازه ها از آسیب های روان گرایی
سازه‌ها در چنین شرایطی پایداری و ثبات خود را از دست می‌دهند و با یک زمین‌لرزه بی آن‌که فرصتی برای تخلیه ایجاد بشود فرو می‌ریزند. به دنبال آن خسارات جانی و مالی زیادی بر جای می‌گذارند.
در حالت کلی خاک که وظیفه پشتیبانی و حمایت از پایه‌های سازه‌ها را دارد در چنین شرایط خوب عمل نمی‌کند. درنتیجه ساختمان‌ها کج می‌شوند. در عین حال ساختمان‌هایی که بر روی سنگ بستر و یا خاک‌های متراکم سفت بنا شده‌اند کمتر در معرض بروز چنین رخدادهایی قرار می‌گیرند. ارتعاشات کمی به ساختار ساختمان منتقل می‌شود و از خطر کج شدن یا فرونشت زمین کاسته می‌شود.
گسترش جانبی
گشترش جانبی در شیب‌های ملایم بیشتر اتفاق می‌افتد. به این صورت که زمین به پایین سر می‌خورد و از داخل می‌شکند. این امر آسیب‌های بسیاری از جمله خسارت به پی ساختمان‌ها، انواع تأسیسات چون خطوط لوله، خطوط راه آهن، پل و.. به دنبال دارد.
جریان توده های بزرگ خاک
در اثر وقوع این پدیده توده‌های بزرگی از خاک در شیب‌های تند به‌صورت جانبی جریان پیدا می‌کنند. (اغلب در ماسه‌های اشباع شده و سیلت‌های شل اتفاق میفتد)
شناور شدن زیرساخت ها
برخی از سازه‌ها مانند فاضلاب‌ها یا مخازن سوخت خالی با خاکی که از آب اشباع شده احاطه می‌شوند و به سمت سطح زمین شناور می‌شوند.
نوسان زمین
اگر شیب زمین ملایم باشد لایه‌های خاک سطح زمین از لایه‌های زیرین خود جدا می‌شود و مایع شدن در لایه‌های زیرین تکرار می‌شود. درنتیجه خاک بالایی در جهات مختلف به شکل امواج نوسان پیدا می‌کند، لازم به ذکر است از روش مهار‌گذاری برای پایدار‌سازی شیب‌ها و جلوگیری از نوسان زمین استفاده می‌شود.
راهکارهای کاهش خسارات روان گرایی
مجموعه‌ای از راهکارها ارائه شده است که در راستای پیشگیری از آسیب‌های روان گرایی باید توجه لازم را به آن‌ها داشت:
- جلوگیری از ساخت سازه بر روی خاک زمین‌هایی که مستعد این پدیده هستند و یا افزایش مصالح زیر پی سازه‌های سنگین و یا کاهش تغییر شکل پذیری آن که به آن تزریق تحکیمی گفته می‌شود.
- اصلاح خاک حساس به این پدیده قبل از ساخت‌وساز یکی از رایج‌ترین راهکارهای مقابله با خسارات روان‌گرایی است.
- استفاده از ستون‌های سنگی؛ ستون‌هایی از شن هستند که در زمین بنا شده‌اند. با روش‌های متفاوتی قابل نصب هستند مانند روش ویبروفلوتاسیون یا با کمک یک پوشش فولادی.
عملکردشان به این گونه است که با ارتعاشات خود از طرفی باعث ایجاد فشردگی در خاک می‌شوند و از سوی دیگر امکان تخلیه سریع آب را فراهم می‌کنند.
- تثبیت شیمیایی خاک با استفاده از سیمان
- بهسازی پی سازه و خاک پی
- بهره‌گیری از روش های نوین در ساختمان‌سازی مانند ویبروفلوتاسیون نیز سودمند است؛ (که در بالا به آن اشاره شد).
یک کاوشگر ارتعاشی تا عمق زیاد از خاک دانه‌ای نفوذ می‌کند. درنتیجه این امر ساختار دانه‌ای فرو می‌ریزد و اطراف آن متراکم و فشرده می‌شود.
نصب شمع‌های تراکم برای بهبود خاک؛ که با بتن الوار پیش‌تنیده آماده شده‌اند و به تراکم و تقویت خاک کمک می‌کنند.
- استفاده از روش های زهکشی خاک برای خروج هرچه بیشتر آب اضافی از خاک
- شناسایی عوامل ایجاد حساسیت به روان گرایی؛ انواعی از رسوباتی که در یک منطقه ایجاد می‌شوند مانند رسوبات آبرفتی، رسوبات زباله، رسوبات بادی می‌توانند ساختار خاک را به شکلی یکنواخت و در معرض شل شدن قرار بدهند. به گونه‌ای که به هنگام وقوع زلزله استحکام خود را از دست می‌دهند. شناسایی نوع رسوبات در کاهش آسیب‌های روان گرایی اهمیت دارد.
نتیجه گیری
به‌طور کلی بررسی خاک منطقه و استفاده از روش های زهکشی مناسب در کنار شیوه‌های اصلاح خاک در کاهش آسیب‌های روان گرایی می‌تواند بسیار مؤثر واقع بشوند. قبل از ساخت‌وساز، بررسی زمین‌لرزه‌های پیشین در یک منطقه امری ضروری به حساب می‌آید. باید دید آیا علت اصلی بروز مایع شدن، زمین‌لرزه بوده است یا خیر؛ در صورت مثبت بودن چنان‌چه خاک منطقه مستعد مایع شدن باشد، در زلزله‌های پیش رو نیز می‌تواند چنین ظرفیتی را در خود ایجاد کند.
در صورت محدودیت فضای ساخت‌وساز و نبود منطقه مناسب، می‌بایست از شیوه‌های محکم‌سازی پی استفاده کرد. استفاده از دو مدل پی کم عمق و عمیق برای مستحکم‌سازی و مقاوم‌سازی مرسوم است. وقتی صحبت از ساخت‌وساز اصولی می‌شود اهتمام ورزیدن به تمامی نکات از پی تا برافراشتن سازه، ثبات ، استحکام، امنیت و سلامت را تضمین می‌کند.
بدون دیدگاه