دانلود مقاله ترجمه شده یک روش احتمالاتی برای مدلسازی سطح سنگ بستر و لایه های خاک برای ارزیابی خطر فرونشست زمین در اثر پایین رفتن سطح آب زیرزمینی

چکیده

ساخت ­و ساز زیرسطحی در نواحی شهری معمولاً زهکشی آب زیرزمینی را نیز دربردارد، که می ­تواند سبب فرونشست در رسوبات خاکی شود. دانستن این که رسوبات تراکم­ پذیر در کجا قرار دارند و برای براورد خطر فرونشست باید چه ضخامتی داشته باشند ضروری است. یک روش احتمالاتی برای مدل سازی سطح سنگ­ب ستر و لایه­ های خاک برای شناسایی رسوبات تراکم­ پذیر ارائه می ­شود. این روش بر یک ناحیه در استکهلم مرکزی اعمال می­ شود، که در آن، خاک رس، لایه رسوب تراکم ­پذیر است. ابتدا، مدل سطح سنگ ­بستر از سه منبع اطلاعات تولید می ­شود: (الف) حفاری­ های ژئوتکنیکی تا رسیدن به سنگ­ بستر؛ (ب) حفاری بدون رسیدن به سنگ­ بستر؛ و (ج) بیرون ­زدگی­ های سنگ­ بستر نقشه ­برداری شده. داده­ های ورودی برای مدل سطح سنگ ­بستر احتمالاتی با یک روند کریجینگ گام به گام تولید شدند. دوم، یک مدل خاک سه لایه­ ای ایجاد شد که شامل مواد زیر بود: (الف) ماده پرکننده و درشت­ دانه پس از انجماد زیر سطح زمین؛ (ب) رس­ های دوران انجماد و پس از انجماد؛ و (ج) رسوبات یخرفت و یخچالی – رودخانه ­ای درشت ­دانه بالای سنگ­ بستر. ضخامت لایه­ ها به صورت نسبت­ هایی با ضخامت کل خاک تبدیل شدند. از آنجا که کریجینگ، نیازمند داده­ هایی است که به صورت نرمال توزیع شده ­اند، کسرها به نسبت­ های (P) به چندک ­های نرمال استاندارد (z) تبدیل شدند. در هر تکرار از یک شبیه­ سازی مونت کارلو، یک توزیع خاص از سطح سنگ­ بستر همراه با مقادیر تبدیل شده مربوط به نسبت­ های لایه خاکی شبیه­ سازی شد. به کمک تکرارها، چگالی احتمال ضخامت خاک رس (رسوبات تراکم­ پذیر) در هر سلول شبکه محاسبه شد. نتایج این موردپژوهی، مقدار موردانتظار (میانگین) و صدک 95ام احتمال رسوبات تراکم ­پذیر در مکان­ های خاص را به تصویر کشید. مدل حاصل، یک مدل زمین­ شناختی واقعی است و از طریق روش اعتبارسنجی متقابل، سنجش شده است تا توافق خوبی با مجموعه ­داده­ های مرجع داده باشد. این موردپژوهی نشان داد که این روش می­ تواند به صورت موثر مقادیر عظیم داده­ ها را بررسی کند و به تنظیمات دستی کمی نیاز دارد. به علاوه، وقتی که اقدامات کاهش خطر برنامه­ ریزی می­ شوند و وقت ارتباط با سهامداران، نتایج به تصویر کشیده شده، می­ توانند پشتیبان مفیدی برای تصمیم­ گیری باشند. اگرچه این روش نوین برای ارزیابی خطر فرونشست حاصل از پایین رفتن آب زیرزمینی توسعه یافته است، برای کاربردهای دیگر مانند مدل سازی فضایی لایه­ های خاک مفید است.

1-مقدمه

بهبود زیرساخت در فضاهای شهری، معمولاً نیازمند تونل­ زنی و گودبرداری عمیق است. زمانی که ساختمان در شهرها بر روی رس تراکم پذیر ساخته می­ شود، در نظر گرفتن خطر نشست زمین در اثر افت آب زیرزمینی اهمیت دارد. اگر آب زیرزمینی، به تونل­ هایی که از نشست خاک رس یا دیگر رسوبات با تراکم پذیری بالا ایجاد شده ­اند، رسوخ کند، می ­تواند کاهش قابل ملاحظه­ ای در فشار تخلخل ایجاد کند و سبب فرونشست رسوبات خاکی شود. فرونشست به علت آب زیرزمینی، در بسیاری از نواحی دنیا یک مشکل جدی است، از جمله در شهرهای چین (زو و همکاران، 2005)، مکزیکوسیتی (اورتگا – گوررو و همکاران، 1999)، بانکوک (فین ویج و همکاران، 2006)، لاس وگاس (بوربی، 2002)، و استکهلم (برومز، 1970؛ تیرن، 1968)...