روانگرایی (Liquefaction) چیست؟

روانگرایی (Liquefaction) چیست؟

هر گاه ارتعاشات یا فشار آب درون توده ی خاک باعث شود که ذرات خاک تماسشان را با یکدیگر از دست بدهند، روانگرایی اتفاق می افتد. در نتیجه خاک به مانند یک مایع رفتار می کند، در تحمل وزن ناتوان شده و می تواند بر روی شیب های بسیار ملایم روان شود. این شرایط معمولا موقت بوده و اغلب در اثر وقوع زمینلرزه در خاکریزهای اشباع از آب یا خاک های غیر چسبنده (unconsolidated soil) اتفاق می افتد.


 

 

شرایطی باعث ایجاد روانگرایی می شود:

روانگرایی اغلب در اثر محیا شدن سه شرط زیر حادث می شود:

١.     رسوبات یا خاکریزهای دانه ای و سست

٢.     اشباع شده بوسیله ی آب زیرزمینی

٣.     لرزش نیرومند

 

روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده اند.روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد. آب موجود بین ذرات خاک فشاری را به ذرات خاک وارد می کند که این فشار سبب می شود ذرات خاک بطور محکم بهم فشرده شوند. پیش از زلزله فشار آب نسبتآ کم است اما با وقوع لرزش زلزله فشار آب افزایش یافته بطوریکه ذرات خاک بسرعت در کنارهم شروع به حرکت می کنند. هرچند اغلب لرزش زمین سبب افزایش فشار آب منفذی می گردد اما فعالیت های مرتبط ساختمانی همانند انفجار یا آبگیری مخازن و بطور کلی تغییر در تنش ارتجاعی زمین از طریق بارگذاری و باربرداری نیز می تواند سبب روانگرایی در خاک گردد.

 

 

 

همچنین خاک روان شده پشت دیوارهای حائل می تواند سبب نشست و تخریب دیوار حائل گردد.چنانچه افزایش فشار آب منفذی در پشت سدها نیز میتواند سبب زمین لغزش و شکستن سدها گردد. روانگرایی خاک در بسیاری از زلزله های سالیان گذشته مشاهده شده است. به عنوان نمونه می توان به زلزله های آلاسکا (Alaska,USA,1964)، نیگاتا (Niigata,Japan,1964) ، لوماپرییتا (Loma Prieta,USA,1989) و کوبه (Kobe,Japan,1995) اشاره کرد.

بدلیل اینکه روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد این پدیده معمولا در مناطق نزدیک آب همانند رودخانه ها،دریاچه ها ،خلیج هاو اقیانوسها اثرات تخریبی بیشتری دارد. اثرات این پدیده عمده در مناطق نزدیک به آب شامل لغزش عمده خاک بسمت ساحل و فرونشست آن همانند دریاچه مرسید(Lake Merced) در ۱۹۵۷ و یا حرکت زمین و ایجاد ترک در ساحل دریا در اثر تنش اضافی همانند رودخانه موتاگوا (Motagua River) در زلزله ۱۹۷۶ گواتمالا می شود. صدمه به دیوارهای نگهدارنده بنادر و باراندازها با ایجاد فشار به خاک پشت آنها و هل دادن آن به سمت آب از دیگر صدماتی است که روانگرایی در مناطق نزدیک سواحل ایجاد می کند بطوریکه در زلزله ۱۹۹۵ کوبه ژاپن روانگرایی خاک صدمه اصلی را به امکانات و تجهیزات بندر کوبه وارد کرد.


 

پدیده های مشابه روانگرایی خاک  
اصطلاح روانگرایی خاک معمولا برای معرفی تعدادی از پدیده های مشابه نیز بکار میرود. زیرا این پدیده ها اثراتی مشابه دارند و همین مسئله تشخیص آنها را از هم مشکل کرده است .این پدیده های مرتبط عموما به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:     

جریان روانگرایی (flow liquefaction)      
پدیده ای است که در آن تعادل استاتیکی خاکهای رسوبی با مقاومت پسماند در اثر بارهای استاتیکی یا دینامیکی بهم می خورد. مقاومت پسماند مقاومت خاک روان شده است.برای مثال بار استاتیکی می تواند در اثر ساختمان جدیدی که روی شیب ساخته شده است سبب واردآمدن نیروی اضافی به خاک زیر پی گردد. زلزله ها ، انفجارات و شمع کوبی مثالهایی از بارهای دینامیکی هستند که می توانند موجب جریان روانگرایی شوند. همچنین یکبار که پدیده روانگرایی در خاک روی داد، خاک مستعد وقوع جریان روانگرایی است. بطوریکه خاک مقاومت کافی را برای تحمل تنشهای استاتیکی همانند پیش از ناآرامی ندارد.

روانی مجدد (cyclic mobility)       
این پدیده در اثر بارگذاری تکراری در خاکهای رسوبی با تنشهای برشی استاتیکی کمتر از مقاومت خاک روی می دهد. تغییر شکلهای ناشی از روانی دوره ای بطور افزایشی بدلیل تنشهای استاتیکی و دینامیکی در هنگام زلزله گسترش می یابد.         
یکی از نتایج روانی دوره ای پخش جانبی (Lateral spreading) خاک روی نواحی کم شیب و صاف کنار دریاها و رودخانه است. زلزله سال ۱۹۷۶ گواتمالا سبب پخش جانبی خاک در سراسر کناره رودخانه مونتگوا شد. در زمین های صاف بدلیل فشار آب منفذی بالا ایجاد شده در اثر پدیده روانگرایی سبب جریان سریع آب در سطح زمین می گردد. این جریان هم در جریان زلزله و هم بعد از آن اتفاق می افتد. اگر جریان آب منفذی به اندازه کافی و به سرعت بالا بیاید سبب حرکت ذرات ماسه به سمت ترکها و روی دادن پدیده جوشش ماسه می گردد. این پدیده بیشتر در مناطقی که تحت تاثیر پدیده روانگرایی قرارگرفته اند روی می دهد.

 

روانگرایی در زمینلرزه رودبار

در اثر وقوع زمینلرزه رودبار در ٣١ خردادماه سال ١٣۶٩ در برخی نقاط پدیده ی روانگرایی خساراتی را به بار آورد. این پدیده موجب خسارات فراوانی در مناطق آستانه، رودبنه، کوچصفهان و لشت نشاء شد. خرابی منبع آب شهر آستانه و بالا آمدن آب همراه با ماسه در چاههای اطراف این منطقه و خرابیهای ایجاد شده در خانه‌های این شهر بر اثر پدیده روانگرایی بوده است. نمونه‌ای از این خرابیها در آستانه همراه با جوشش ماسه بوده است. خرابیها اکثراً ناشی از نشت نامتساوی و بعضاً بر ا

/ 2 نظر / 259 بازدید
زینب آزادبخت

سلام اقای میرکاظمیان، امیدوارم که خوب باشین آزادبخت هستم فارغ التحصیل ارشد زمین شناسی اقتصادی. من یک گروه دارم در فیس بوک به اسم " زمین شناسان دانشگاه آزاد" که تا الان 366 نفر عضو گرفته. در ضمن چند نفر از اساتید هم در جمع ما حضور دارند. برای گروهم یک وبلاگ راه اندازی کردم و وبلاگ شما رو هم لینک کردم. خوشحال میشم اگه شما هم لطف کنین و منو به اسم وبلاگم لینک کنین. ادرس وبلاگ: http://iaugeologists.persianblog.ir/ و ادرس فیس بوک گروه : http://www.facebook.com/home.php?sk=group_179057982123690&ap=1 خوشحال میشم شما هم به جمع ما تشریف بیارین و تجربیاتتونو با ما به اشتراک بگذارین. با ارزوی موفقیت و به امید دیدار ازادبخت

حسام

با سلام ؛ دوست گرامي از وبلاگ شما بازديد گرديد.خوشحال ميشيم به وبلاگ بي مقدمه هم سري بزنيد و نظر و ايده ي خود را راجع به مطلب « درازاء سنگ » بيان كنيد. با تشكّر.