تحلیل بهینه سازی اجرای خاکریزی در بسترهای ناپایدار با رویکرد مهندسی ژئوتکنیک در مسیر پروژه احداث راه آهن چابهار-زاهدان

مسیر راه آهن چابهار - زاهدان با گذر از بسترهای ناپایدار شامل رس های نرم نهشته های شور- سولفاتی و تراز بالای آب زیرزمینی اجرای پایدار خاکریز را با ریسک، نشست ناپایداری و آسیب های شیمیایی مواجه می کند. این پژوهش یک چارچوب یکپارچه بهینه سازی اجرای خاکریز را با رویکرد ژئوتکنیک ارائه می دهد که چهار نوآوری کلیدی دارد: (۱) به کارگیری الگوریتم های هوشمند برای گزینش مصالح و ترکیبات بهسازی (۲) طراحی سیستم زهکشی پیشگیرانه ویژه مناطق با سطح ایستابی بالا (۳) مدلسازی عددی نشست در محیط های شور با نرم افزار PLAXIS و (۴) استفاده هدفمند از ژئوسنتتیک های نوین مقاوم در برابر سولفات. مواد و روش شناسایی مهندسی با حفاری گمانه ها CPTu و نمونه گیری دست نخورده انجام و آزمون های شاخصی شیمیایی حدود، آتربرگ دانه بندی، هدایت الکتریکی، سولفات و کلرید (گچ) تکمیل شد. سپس یک سامانه تصمیم یار مبتنی بر یادگیری ماشین جنگل تصادفی XGBoost و تصمیم گیری چندمعیاره AHP-TOPSIS برای انتخاب مصالح قرضه و درصد مواد پوزولانی آهکی توسعه یافت. طرح زهکشی پیشگیرانه ترکیبی از زهکش های طولی زیر خاکریز، ترانشه های زهکش عمیق و زهکش های پیش ساخته عمودی را با کنترل معیارهای فیلتر و ارزیابی قابلیت اطمینان دربر گرفت. تحلیل عددی تحکیم و پایداری با PLAXIS مدل سخت شونده با کرنش کوچک، تحلیل مرحله ای ساخت دوفازی تحکیم و سناریوهای شست وشوی نمک و کاهش سفتی و مسلح سازی قاعده خاکریز با ژئوگریدهای با مدول بالا و ژئوتکستایل جداساز مقاوم به سولفات انجام شد. یافته ها سامانه هوشمند ترکیب بهینه ماسه شن دانه بندی خوب با ریزدانه کم به همراه ۶۴ افزودنی پوزولانی را برای بیشترین پایداری و کمترین نشست هزینه چرخه عمر پیشنهاد کرد و نسبت به سناریوی مبنا کاهش ۱۵-۲۲ هزینه و ۳۵-۲۵ نشست پیش بینی شد. طرح زهکشی زمان رسیدن به ۹۰% تحکیم را حدود ۳۵-۵۰% کوتاه و فشار آب حفره ای اوج را ۶۰-۴۰% کاهش داد. مدل سازی PLAXIS بیشینه نشست پس از اجرا را از ۱۵۰-۱۸۰ میلی متر به ۷۰-۹۵ میلی متر و جابجایی جانبی را حدود ۴۰% کمتر نشان داد؛ ضریب اطمینان پایداری شیب ۳ تا ۵ واحد بهبود یافت. ژئوسنتتیک های منتخب در آزمون های تسریع شده سولفات افت ظرفیت کششی کمتر از ۱۵% و حفظ عملکرد جداسازی مسلح سازی را نشان دادند. نتیجه گیری: چارچوب پیشنهادی، تصمیم سازی مبتنی بر داده و طراحی سازه پذیر برای خاکریزهای مسیر چابهار - زاهدان را ممکن کرده و قابلیت تعمیم به کریدورهای ساحلی خشک مشابه را دارد.

کلیدواژه ها:

خاکریز ، بستر ناپایدار ، الگوریتم های هوشمند ، سیستم زهکشی پیشگیرانه ، آب زیرزمینی بالا ، مدل سازی عددی ، نرم افزار PLAXIS ، نشست خاک ، ژئوسنتتیک مقاوم در برابر سولفات ، بهینه سازی مصالح