مطالعات ژئوفیزیک و تحلیل پایداری و ارائه راهکارهای اجرائی در مسیر خط لوله نفت خام ورسک-ساری
ﻫﺪف از انجام این پروژه، ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ و ﺑﺮرﺳﯽ ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻣﺨﺎﻃﺮات زﻣﯿﻦﺷﻨﺎﺳﯽ ﺑﻪ وﯾﮋه اﻧﻮاع ﻧﺎﭘﺎﯾﺪاريﻫﺎي داﻣﻨﻪاي و شناسائی زیر سطحی لایه های زمین و در نتیجه آن تحلیل پایداری دامنه ها در ﻣﺴﯿﺮ ﺧﻂ ﻟﻮﻟﻪ ﺳﺎري ورﺳﮏ بوده است. به منظور انجام این بررسی در نقاط مشخص شده در مسیر خط لوله، مطالعات ژئوفیزیکی به روش ژئوالکتریک با آرایه ی پل-دایپل و لرزه نگاری با روش شکست مرزی (Refraction) و تحلیل چند کاناله امواج سطحی (MASW) انجام شده است. و در نهایت پس از بررسی های ژئوفیزیکی، زمینشناسی و استفاده از اطلاعات موجود ژئوتکنیکی، شرایط زیر سطحی در محل های مورد بررسی مشخص گردیده و محاسبات تحلیل پایداری با در نظر گرفتن شرایط زیر سطحی زمینشناسی انجام پذیرفته است. در این پروژه پروفیل های مقاومت الکتریکی با آرایه ی پل-دایپل در نواحی مشخص شده برداشت شده است که در ادامه به بررسی مقاطع مقاومت ظاهری و واقعی یکی از پروفیل های برداشتی می پردازیم.
اساس اين روش بر اين پايه استوار است كه جريان الكتريكي به طور پيوسته با افزايش فاصله الكترودهاي جريان به اعماق بيشتر نفوذ ميكند. بدين ترتيب منحني هاي تغييرات مقاومت ويژه ظاهري برحسب تابعي از فاصله الكترودي به‌دست مي آيد. وقتی جنس زمین یکنواخت باشد مقاومت محاسبه شده ثابت بوده و مستقل از فاصله الکترودها خواهد بود. در صورت وجود غیر یکنواختیِ زیر سطحی، مقاومت با موقعیت نسبی الکترودها تغییر کرده و مقادیر محاسبه شده که تابعی از هندسه غیر‌یکنواختی هستند، به عنوان مقاومت ظاهری نامیده خواهند شد. مقاومت ظاهري سنگ ها يکي از فاکتورهاي فيزيکي است که با اندازه گيري و تغيير و تفسير بر روي تغييرات آن مي‌توان اطلاعات زيادي از ساختمان هاي زمينشناسي به دست آورد. یک نمونه از مقاطع مقاومت ظاهری برداشت شده در شکل 1 نشان داده شده است که مقطع به دست آمده از مقاومت های الکتریکی نشان دهنده وجود تغییرات مقاومت ظاهری در گستره ی 3 تا 1500 اهم.متر، می باشد.
شکل1.مقطع مقاومت ظاهری یکی از پروفیل های برداشت شده در محل مورد بررسی.
در روش توموگرافی الکتریکی مقاطع مقاومت ظاهری به دست آمده به علت پیچیدگی های ساختاری زمین قابل تفسیر نیستند و این مقاطع با استفاده از روش های حل معکوس منجر به ارائه مدل واقعی از زمین می‌گردند. در مقطع مقاومت واقعی ارائه شده در شکل2، دو ساختار با مقاومت های متفاوت قابل تفکیک هستند. ناحیه هایی با مقاومت های متغیر و ترکیبی از ساختارهای مقاومت بالا در کنار نواحی با مقاومت الکتریکی پائین که میتواند به علت وجود یک ساختار آبرفتی شامل ساختارهای تبخیری منطقه و رسوبات آواری باشد. یک ناحیه مقاومت بالا (در حدود 500 اهم‌متر) در مقطع قابل رؤیت است که بر اساس ویژگی های ساختار زمین شناسی منطقه میتواند به علت تجمع مصالح انیدریتی و تبخیری و یا حفرات بوجود آمده باشد. اما ساختارهای مقاومت پائین احتمالا به علت نفوذ جریان آب زیر زمینی و ایجاد ناحیه اشباع باشد.
شکل2.مقطع مقاومت واقعی یکی از پروفیل های برداشت شده در محل مورد بررسی.
در این پروژه همچنین جهت برآورد سرعت امواج P و S در محل مورد بررسی از روش تحلیل چند کاناله امواج سطحی (MASW) در نقاط پیشنهادی استفاده شده است. برآورد سرعت موج برشی به علت کاربردهای وسیعی که در پروژه‌های مهندسی سازه، ژئوتکنيک، زمين شناسی و ژئوفيزيک دارد موجب شده است تا محققين به دنبال جایگزین روشی سريع، اقتصادی و غير تخريبی برای محاسبه سرعت موج برشی باشند. در ناحیه مورد مطالعه به علت عدم فراهم بودن شرایط مناسب جهت حفاری و انجام آزمایش دان‌هول از روش جدیدی استفاده گردیده است که اساس آن بر توليد، ثبت و تحليل امواج ريلی استوار است. جهت اطلاعات بیشتر از روش تحلیل چند کاناله امواج سطحی MASW کلیک کنید.
پروژه مذکور همچنین، شامل بررسی های زمین شناسی و تهیه مقاطع خاک براساس مدل های دو بعدی همراه با توپوگرافی نیز بوده است که در شکل 3 نمونه ای از مقاطع رسم شده نشان داده شده است. در مقطع رسم شده سه لایه مشاهده میگردد که به ترتیب لایه اول از جنس خاک رس سیلتی و لایه دوم از جنس ماسه سنگ همراه با آهک و لایه سوم از جنس سنگ آهک دولومیتی می باشد. همچنین یک گسل بین لایه دوم و سوم مشاهده میگردد.
شکل3.مقطع جنس خاک در یکی از نقاط مورد بررسی.
هدف نهائی این پروژه تحلیل پایداری نقاط مشخص شده در مسیر خط لوله ورسک ساری بوده است که پس از بررسی های ژئوفیزیکی، زمینشناسی و استفاده از اطلاعات موجود ژئوتکنیکی، شرایط زیر سطحی در محل های مورد بررسی مشخص گردید. بر روی هر محل پروفیل های عرضی-عمقی متعددی ترسیم شده است که نتیجه ی مطالعات ژئوفیزیک و بررسی های زمین شناسی بوده است و در نهایت بحرانی ترین وضعیت توپوگرافی و زمین شناسی برای مدل تحلیل پایداری انتخاب و محاسبات مربوطه انجام پذیرفته است. نتیجه تحلیل پایداری معمولا به صورت محاسبه یک ضریب اطمینان است که پایداری شیب مورد بررسی در شرایط بارهای مختلف مانند زلزله، فشار آب حفره ای، اشباع و وزن سرباره و سایر شرایط دیگر را نشان میدهد.