مورن ها

مورن های یخچالی از انباشتگی مواد یخرفت در نتیجه تأثیر مستقیم رسوبگذاری و نیروی راندگی یخ یخچالی تشکیل می شوند (فلینت، 1957).

مورن ها معمولا در کناره یا حاشیه صفحه یخ یخچالی ایجاد می شوند و کمربندی از توپوگرافی ناهموار دارند. آنها شامل مخلوط های ناهمگن، تحکیم نیافته تا نسبتا تحکیم یافته و بدون لایه بندی تا دارای لایه بندی نسبی رس، سیلت، ماسه، شن، قلوه سنگ و تخته سنگ هستند. ترکیب خاص مورن ها به یخرفت یخچالی مادر بستگی دارد.

یخرفت های ریزدانه معمولا حاصل سنگ های رسوبی نرم هستند، منشأ یخرفت های درشت دانه سنگ های بلورین است . بیشتر مورن ها حاوی تیل بدون لایه بندی هستند؛ البته گاهی لایه بندی کمی در نتیجه تأثیرات منطقه ای رودخانه ای هنگام فرساب (ذوب یخ) ایجاد می شود. مقدار زیاد آب حاصل از ذوب یخ باعث ایجاد نهشته های زیادی (با لایه بندی خوب یا ضعیف) در مورن ها می شود.

 مورن ها بر اساس ارتباط نهشتی خود با صفحات یخ یخچالی طبقه بندی می شوند:

  • مورن انتهایی عنوانی کلی برای نهشته های یخرفت ناهمواری است که به جلو یا جنب زبانه یخی پیشرونده منتقل شده اند.
  • مورن های پایانی بیشترین پیشروی رو به پایین یک زبانه یخی خاص را نشان می دهند.
  • مورن های جانبی در امتداد کناره های قطعات یخ ایجاد و به طور کامل به مورن پایانی تبدیل می شوند.
  • مورن های اینترلوبیت در محل اتصال دو زبانه یخچالی مجاور تشکیل می شوند.
  • مورن های زمینی شامل تیل قائده ای و فرسابی با ناهمواری کم می باشند و دارای اجزای خطی عرضی نیستند .

مشخصات توپوگرافی مورن ها بعد از نهشت اولیه به علت فرسایش تغییر می کند. تأثیر فرایندهای فرسایش به اقلیم، ترکیب بافت خاک ها، و شیب توپوگرافی بستگی دارد. فرم اولیه مورن ها بسته به موارد زیر از موجدار به بسیار ناهموار تغییر می کند:

  • مقدار و پراکندگی یخرفت در یخچال و حاشیه آن،
  • سرعت حرکت،
  • نرخ فرساب،
  • مقدار و تجمع آب حاصل از ذوب یخ.

برای مثال، مورن های توده ای انتهایی هنگامی که میزان بار زیاد است و سرعت حرکت و ذوب یخ بالاست، ایجاد می شوند.

 

 

- بررسی مشخصات مهندسی مورن ها:

1- مشخصات خاک

تفسیر و طبقه بندی خاک های جابجا شده محتوی مورن های انتهایی دشوار است، زیرا امکان تغییرات قابل توجهی در بافت، پلاستیسیته و لایه بندی در عمق ها و مسافت های خطی کوتاه وجود دارد. به طور کلی، خاک های مورن ها به منشاء و ترکیب یخرفت یخچالی مربوط هستند. در میدوست بسیاری از مورن های محتوی خاک های ریز از سنگ های رسوبی حاصل می شوند، اما آنهایی که از سنگ های بلورین نشأت می گیرند، درشت بافت هستند. در مورد آخر، فرسایش طی و بعد از نهشته شدن ممکن است برخی از ذرات ریزتر خاک را جابجا کرده و باعث نهشته شدن دوباره آنها در فرورفتگی ها شده باشد. مبحث زیر شرایط را به طور کلی تشریح می کند، اما بررسی های صحرایی ویژه به منظور بدست آوردن معیارهای طراحی مورد نیاز است.

2- سطح ایستابی

تعیین عمق تا سطح ایستابی بالای فصلی به علت تغییرپذیری مواد دشوار است. معمولا متوسط فاصله سطح ایستابی از سطح 1.5 متر است. اما بررسی ها در محل جهت نقشه برداری تفصیلی مورد نیاز است. جاییکه سطح ایستابی در سطح زمین تشکیل می گردد، می توان مرداب ها و استخر ها را مشاهده کرد.

 3- زهکشی

زهکشی داخلی مورن ها به علت تنوع گسترده مواد متغیر است. لایه بندی عدسی های سیلتی و/یا رسی مانعی برای زهکشی هستند و سطح ایستابی معلقی را ایجاد می کنند. مواد ریز به طور طبیعی ضعیف زهکشی شده اند؛ زهکشی خاک های درشت متوسط تا خوب است.

 4- عمق خاک تا سنگ بستر

نهشته های مورنی معمولا ضخامت کافی دارند، بنابراین برون زدگی سنگ بستر رخ نمی دهد. در بیشتر مراحل روند ساخت و ساز با سنگ بستر برخورد نمی شود، اما تخته سنگ های بزرگی در سرتاسر سازند به طور تصادفی پراکنده شده اند.

5- مصالح ساختمانی (کاربردهای مناسب)

  • خاک سطحی: خوب تا نامناسب. مورن های ریزبافت منابع خوبی برای مواد خاک سطحی هستند اما نهشته های درشت مناسب نیستند. فرورفتگی ها حاوی خاک هایی هستند که مواد ریزدانه و آلی زیادی دارند.
  • ماسه: خوب تا نامناسب. مورن های ریزبافت منبع خوبی از مواد ماسه ای نیستند. البته سازندهای درشت دانه ممکن است مواد ماسه ای مناسبی را به خصوص اگر ورقه ای شده باشند، تأمین کنند. منابعی که احتمال آنها در منطقه وجود دارد باید بررسی شوند.
  • شن: خوب تا نامناسب. منابع مناسبی در مورن های ریزبافت یافت نمی شوند مگر در مکانی که نهشته های ورقه ای منطقه ای وجود داشته باشند. معمولا در مورن های درشت بافت مخصوصا در مکانی که ورقه ای شده اند، منابع خوبی یافت می شوند.
  • مصالح دانه ای: خوب تا نامناسب. ترکیبات درشت ممکن است منابع خوبی از مصالح دانه ای را تأمین کنند. بررسی های صحرایی در تعیین آنها نیز کمک می کنند.
  • مواد روکار: عالی تا متوسط. دامنه بافت نهشته های یخچالی گسترده است وبه راحتی می توان با ترکیب آنها مواد مناسبی را برای روکاری ایجاد کرد.
  • مواد قرضه: عالی تا ضعیف. نهشته های ریزدانه به دلایل زیر منابع مناسبی برای خاکریزی جاده ها و به طور کلی مواد قرضه نیستند: تغییرات عمده در حجم، محتوای آلی، سطح ایستابی بالا و یخبندان. برای اینکه بتوان منابع خوبی از این مواد ریزدانه تأمین کرد باید آنها را با غلتک های دندانه دار و کنترل بهینه رطوبت متراکم ساخت. تیل های درشت منابع بسیار خوبی از مواد قرضه برای عملیات خاکریزی هستند و می توان آنها را با غلتک های دارای چرخ بادی متراکم کرد.
  • سنگ ساختمان: نامناسب. بیشتر از تخته سنگ ها و قلوه سنگ ها در دیوارها، پیاده روها، و نمای خارجی ساختمان استفاده می شود.

 

 

6- خطر حرکت توده ای مواد و زمین لغزش

امکان زمین لغزش در مورن ها تحت شرایط مختلف نسبی است. این خطر در خاک های ریزبافت و سازندهای توده ای، تاهموار و پرشیب بسیار بالاست. لغزش ها، لغزش های دورانی و جریان های واریزه ای در عکس های هوایی به چشم می خورند. خاکریزهای پرشیبی که در نتیجه نهرها یا عملیات حفاری به وجود آمده اند بسیار ناپایدارند. اگر لایه های سیلت یا رس در لایه زیرین خاک تغییراتی را در زهکشی ایجاد کنند، تنش های برشی افزایش می یابند. مطالعات خاص در محل برای تعیین میزان امکان خطر و نتایج حاصل از آن ضروری است.

 

- رفتار مورن ها در فعالیت های عمرانی:

  • دفع فاضلاب

به دلیل تنوع مواد مورن انتهایی بررسی ها در محل و تحلیل تفصیلی جهت تعیین قابلیت های ساختگاه ضروری است. آهنگ تراوش در خاکهای درشت بافت برای میدان های فروشویی مخزن زیرزمینی فاضلاب مناسب می باشد اما شیب ها و سطح ایستابی بالا محدودیت هایی را ایجاد می کنند.

  • تخلیه پسماندهای جامد

می توان ساختگاه های مناسبی را برای عملیات بهداشتی دورریزی و تدفین مواد زائد یافت. البته برای تعیین قابلیت های واقعی ساختگاه به تحلیل های تفصیلی نیاز است. باید از مواد پوششی مناسب برای جلوگیری از تراوش باران استفاده کرد و نیز لازم است، ساختگاه ها برای جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی دارای فاصله ای 10 تا 15 پایی تا سطح ایستابی بالا باشند.

  •  ترانشه زنی

عملیات ترانشه زنی در مورن های ریزبافت به علت سطوح ایستابی بالا و آب های راکد در فرورفتگی ها 35 تا 40 درصد افزایش می یابد. هزینه ها در هر مترمکعب 2/1 تا 2/2 برابر برداشت همان مقدار خاک نسبتا چسبنده، عمیق و خشک است. مورن هایی که دانه های ریز بیشتری دارند مشکل قابل توجهی را ایجاد نمی کنند، مگر اینکه دارای تخته سنگ های بزرگی باشند که به انفجار و تجهیزات سنگین نیاز دارند (افزایش هزینه ها). مورن های توده ای ناهموار مشکلاتی در مسیرهای خطی ایجاد می کنند و ممکن است به ایستگاه های پمپاژ برای خطوط لوله های انتقال مایع احتیاج داشته باشند.

  •  حفاری و هم سطح سازی

در حفاری و هم سطح سازی سازندهای مورنی ریزبافت با سطوح ایستابی بالا و آب های راکد در فرورفتگی ها برخورد می شود. هنگامی که خاک یخ می زند سختی این عملیات نیز تشدید می شود. برای توپوگرافی ناهموار هم نیاز به عملیاتی وسیع است؛ هرچه قدر که ناهمواری بیشتر باشد، حجم کل موادی که باید جابجا شوند، بیشتر است. هزینه ها در هر متر مکعب 2/1 تا 5/2 برابر هزینه برداشت همان مقدار خاک نسبتا چسبنده، خشک و عمیق است؛ زهکشی سطح ایستابی (در صورت نیاز) باعث افزایش 35 تا 40 درصدی هزینه ها می شود. اگر تخته سنگ های بزرگ هم وجود داشته باشند، انفجار و تجهیزات سنگین ضروری است، خاک های آلی نیز در فرورفتگی ها یافت می شوند. سازندهای مورنی با دانه های ریز بیشتر معمولا به خوبی زهکشی می شوند؛ تنها عاملی که ممکن است موجب بالا رفتن هزینه ها شود وجود قلوه سنگ های بزرگ است.

  • تأمین آب زیرزمینی

یخرفت های یخچالی شامل مورن هایی هستند که از لحاظ بافت و درجه لایه بندی متنوع اند و  شرایط لایه زیرین خاک از بسیار نفوذپذیر تا عملا نفوذناپذیر تغییر می کند. به طور متوسط، یخرفت یخچالی عمیق حاوی مورن هایی است که می توانند منابع نسبی از آب های زیرزمینی را تأمین کنند.

  •  ایجاد دریاچه یا استخر

تحقیقات خاص در محل به علت تغییرپذیری مواد لازم است. خاک های ریزبافت در صورت تراکم مواد خوبی برای کف به شمار می آیند، ولی ممکن است نفوذپذیری خاک های درشت تر بالا باشد. در اقلیم مرطوب و نیمه مرطوب، تالاب ها و مرداب های زیادی در فرورفتگی ها دیده می شوند. تالاب های طبیعی معمولا کم عمق هستند و نمی توان از سیلتی شدن یا رشد جلبک و خزه در آنها جلوگیری کرد.

  •  پی ها

تغییرپذیری شرایط خاک باعث ایجاد ساختگاه های مناسبی برای بارهای سبک و سنگین می شود. مناطق مرتفع یا نوک تپه های کوچک بهتر زهکشی شده اند و معمولا حاوی خاک هایی هستند که از نهشته های موجود در مناطق پست درشت ترند. در خاک هایی که ظرفیت باربری بالایی دارند از پی های پایه ای و گسترده برای بارهای سبک و سنگین استفاده می شود. پی های پایه ای پیوسته همراه با دال برای سازه های مسکونی در سازندهای مورنی به کار می روند.

  •  ایجاد بزرگراه

در مورن های ریزبافت سطح ایستابی ممکن است با یخ زدگی همراه باشد، همچنین در توپوگرافی های ناهموار به عملیات حفاری گسترده ای نیاز می باشد که این امر موجب افزایش هزینه ها می شود. مورن های توده ای ناهموار باعث بروز مشکلاتی در تعیین مسیر می شوند. هنگام ایجاد برش در مناطق پست و فرورفتگی ها با خاک های مرطوبی برخورد می شود که محتوای آلی بالایی دارند. همچنین زهکشی تالاب ها و مرداب ها جهت کاهش پل سازی، خاکریزها و آبگذرها لازم است. در لندفرم های مجاور مورن های ریزبافت می توان مصالح ساختمانی خاکریزهای مناسبی را یافت؛ در سازندهای درشت بافت مواد مناسبی وجود دارد ولی تعیین آنها مشکل است.

 

منبع: کتاب تحلیل زمین٬ نوشته ی داگلاس اس. وی

   + سید مجید میر کاظمیان - ۳:٠٧ ‎ب.ظ ; چهارشنبه ٢٧ دی ۱۳٩۱