سوالات فصل چهارم زمین شناسی یازدهم با جواب - همیار آموزش

سوالات متن درس ۴ زمین شناسی یازدهم

سوالات زمین شناسی یازدهم /

۱-ارتباط سازه های ساخت دست بشر با زمین را توضیح دهید.
پاسخ: انسان از گذشته های دور، بناهایی ساخته است که هنوز هم پس از گذشت هزاران سال، باقی مانده اند. ستون های بزرگ تخت جمشید، بناهای چغازنبیل، اهرام مصر، دیوار چین و قنات های باستانی با وجود گذشت سال ها، هنوز هم پابرجا هستند و اوج دانش مهندسی را در عهد باستان نشان می دهند. جاده ها، راه آهن، پل ها، تونل ها، خطوط انتقال نفت، گاز و آب، سدها، کارخانه ها، ساختمان های
بلند، برج های مخابراتی مانند برج میلاد و بسیاری سازه های دیگر، از موادی ساخته می شوند که از
زمین به دست می آیند.

۲-ارتباط مطالعات زمین شناسی و کاهش خسارت های ناشی از مخاطرات طبیعی را بنویسید.
پاسخ: بارها در رسانه ها، اخبار مربوط به انواع ریزش سنگ در جاده های کوهستانی، تخریب ساختمان هاو سازه های سنگین به دلیل گود برداری، ریزش تونل ها، فرار آب از سدها و تخریب بدنه آن ها، ریزش پل ها و … را شنیده اید. با مطالعات زمین شناسی می توان این خسارات را کاهش داد.

۳-ارتباط پایداری زمین و ساخت سازه ها را بنویسید.
پاسخ: یکی از مسائل اصلی در ساخت و نگهداری سازه ها، پایداری زمین است. در ساخت سازه ها، مسائل مختلف زمین شناسی مطرح می باشد که باید مورد مطالعه قرار گیرد.

۴-وظیفه زمین شناس در کاهش خسارات مخاطرات طبیعی به سازه های ساخت دست بشر را توضیح دهید.
پاسخ: یکی از وظایف مهم زمین شناس، تشخیص احتمال وقوع فرایندهای مخرب و ارائه روش های مقابله با آنها است به نحوی که، آسیبی به تأسیسات و سازه های عمرانی و معدنی وارد نشود.

۵-ارتباط سازه با مطالعات زمین شناسی سنگ بستر آنها چیست؟
پاسخ: قبل از اجرای پروژه های عمرانی مانند سد، نیروگاه، بزرگراه، پل، مجتمع های تجاری و مسکونی، برج ها و … که سازه نامیده می شوند، انجام مطالعات زمین شناسی سنگ بستر آن ها، ضروری است.

۶-مهم ترین مطالعات زمین شناسی در مکان یابی سازه ها را بنویسید.
پاسخ: در این مطالعات، ناهمواری های سطح زمین، استحکام سنگ ها، نفوذپذیری، پایداری دامنه ها در برابر ریزش و جنس مصالح به کار رفته در سازه مورد بررسی قرار می گیرد. مورفولوژی یا پستی و بلندی های محل احداث سازه، در پایداری آن تأثیر قابل توجهی دارد.

۷-ارتباط بررسی مقاومت زمین پی در مکان یابی سازه ها را بنویسید.
پاسخ: یکی از عوامل مهم در مکانیابی ساختگاه سازه ها، مقاومت زمین پی آن ها در برابر نیروهای وارده است. به عنوان مثال، در پشت یک سد، فشار زیادی از طرف آب به لایه های زیرین، تکیه گاه و همچنین بدنه سد، وارد می شود. سد نیز وزن زیادی دارد که گاه به چندین میلیون تن می رسد. بنابراین، آبرفت یا سنگ ِ های پی سد، باید در برابر تنش های ناشی از وزن سد، مقاوم باشند و دچار گسیختگی و نشست نشوند.
۸-تنش چیست؟
پاسخ: هرگاه سنگ تحت تأثیر نیرویی از خارج قرار گیرد، در داخل سنگ نیز، نیرویی بر واحد سطح وارد میشود که تنش نامیده می شود.

۹-انواع تنش را بنویسید.
پاسخ: تنش های وارده بر یک سنگ یا خاک ممکن است به صورت کششی، فشاری یا برشی یا ترکیبی از آن ها باشند. تنش های وارده بر سنگ ها و خاک ها، باعث تغییر شکل آنها می شود.       

۱۰-نحوه بررسی مقدار مقاومت سنگ و خاک در برابر تنش را توضیح دهید.
پاسخ: در مطالعات آغازین یک پروژه، به منظور نمونه برداری از خاک یا سنگ پی سازه، گمانه ها یاچاله ای باریک و عمیقی در نقاط مختلف محل احداث سازه حفر می شود. نمونه های سنگ یا خاک برداشت
شده، به آزمایشگاه های تخصصی ارسال می شود و مقدار مقاومت سنگ و خاک در برابر تنش های
وارده، مورد بررسی قرار می دهند.

۱۱-مقاومت سنگ چیست؟
پاسخ: مقاومت سنگ، عبارت است از حداکثر تنش یا ترکیبی از تنش ها که سنگ می تواند تحمل کند، بدون آنکه بشکند.

۱۲-ارتباط بین میزان مقاومت سنگ ها و خاک ها در برابر تنش را توضیح دهید.
پاسخ: هر چه مقاومت، در مقابل این تنش ها، کمتر باشد، سنگ ناپایدار تر است و سطوح شکست بیشتری درآن ایجاد می شود.

۱۳-عوامل ناپایداری سنگ و خاک ها درپی سازها را بنویسید.
پاسخ: درزه ها یا شکستگی ها، باعث ناپایداری سنگ یا خاک پی سازه ها می شوند.

۱۴-سه شکل رفتار مواد در مقابل تنش و بعد از تنش را بنویسید.
پاسخ: الف-رفتارکش سان یا الاستیک:  برخی از اجسام، مانند سنگ ها از خود رفتارکش سان (الاستیک) نشان می دهند. بدین معنی که با اِعمال تنش، سنگ ها دچار تغییر شکل می شوند و با رفع تنش، به حالت اولیه خود بازمی گردند.
ب-شکستگی: اما، اگر تنش از حد مقاومت سنگ بیشتر شود، سنگ دچار شکستگی می شود و درزه ها و گسل ها را به وجود می آورد .
پ-رفتار خمیرسان یا پلاستیک: برخی از سنگ ها از خود رفتار خمیرسان(پلاستیک) نشان می دهند یعنی، پس از رفع تنش، سنگ های تغییر شکل یافته، به طور کامل به حالت اولیه خود برنمی گردند.

۱۵-میزان مقاومت انواع سنگ ها در برابر تنش را با هم مقایسه کنید.
پاسخ: مقاومت انواع سنگ ها در برابر تنش وارده، متفاوت است. سنگ های آذرین، می توانند تکیه گاه مناسبی برای سازه ها باشند. مانند پی سنگ سد امیرکبیر که از جنس سنگ گابرو است.
بعضی از سنگ های دگرگونی، مانند کوارتزیت و هورنفلس می توانند تکیه گاه مناسبی برای سازه های سنگین باشد
– برخی دیگر از آنها مانند شیست ها، سست و ضعیف هستند و برای پی سازه ها مناسب نیستند.
-برخی از سنگ های رسوبی، مانند ماسه سنگ ها، استحکام لازم برای ساخت سازه را دارند.
– سنگ های تبخیری مانند سنگ گچ، نمک و شیل ها در برابر تنش مقاوم نیستند.

۱۶-سنگ های کربناتی چست؟
پاسخ: سنگ های کربناتی، به سنگ های رسوبی گفته می شود که بیش از ۵۰درصدآن ها کانی های کربناتی (کلسیت و دولومیت) باشد. این سنگ ها، اغلب درزه دار هستند.

۱۷-نحوه پیدایش غارها در سنگ های کربناتی را بنویسید.
پاسخ: با گذشت زمان و در جریان آب های نفوذی، بخش هایی از این سنگ ها در آب، حل و در آن حفره هایی تشکیل می دهند .پیشرفت عمل انحلال، ممکن است منجر به تشکیل حفره های انحلالی بزرگ در این سنگ ها و ایجاد غارها شود.

۱۸-کدام نوع سنگ آهک تکیه گاه خوبی برای سازه ها می باشد؟
پاسخ: سنگ آهک ضخیم لایه، که فاقد حفرات انحلالی باشد،پی و تکیه گاه خوبی برای احداث سازه می باشد

۱۹-کدام نوع سنگ آهک برای سازه ها نامناسب می باشد؟
پاسخ: اما، در صورتی که سنگ آهک دارای حفرات انحلالی باشد، می تواند مشکلات جدی از قبیل فرار آب یا نشست زمین را به همراه داشته باشد.

۲۰-اگر سد برروی لایه هایی از سنگ گچ احداث شود چه مشکلاتی را به وجود می آورد؟
پاسخ: انحلال پذیری سنگ های تبخیری (سنگ گچ و سنگ نمک) بیش از سنگ های آهکی است. بنابراین حفره ها و غارهای انحلالی در این سنگ ها، سریع تر از دیگر سنگ ها ایجاد می شود. اگر سد بر روی لایه هایی از سنگ گچ احداث شود، ممکن است پس از چند سال، حفرات انحلالی در سنگ ایجاد وباعث فرار آب از مخزن سد و همچنین ناپایداری بدنه سد شود

۶-تاثیرنقش رسوبات رودخانه ای در ظرفیت مفید سدها را توضیح دهید. 
پاسخ: رسوباتی که از طریق رودخانه ها به مخزن سدها حمل می شوند، به تدریج از ظرفیت مفید مخزن می کاهند. بعضی از سدهای کشور بر اثر انباشته شدن از رسوبات، بخش قابل توجهی از کارایی خود را از دست داده اند.

۲۷-انواع حفاری های زیرزمینی را بنویسید.
پاسخ: برخی از فعالیت های عمرانی و معدنی در ِ زیر زمین صورت می گیرد. این فعالیت ها، نیاز به فضای زیرزمینی دارد. حفاری های زیرزمینی به صورت تونل و مغار است.

۲۸-تونل چیست؟
پاسخ: تونل ها، به منظور حمل و نقل، انتقال آب، انتقال فاضلاب یا استخراج مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرند.

۲۹-مغارچیست؟
پاسخ: مغارها، فضاهای زیرزمینی بزرگ تری هستند که برای ایجاد تأسیسات زیرزمینی مانند نیروگاه ها، ایستگاه های مترو، ذخیره نفت و یا موارد دیگر استفاده می شوند.

۳۰-نقش زمین شناسان در مکان یابی تونل ها و مغار ها را شرح دهید.
پاسخ: این گونه سازه ها، باید در زمین هایی با مقاومت کافی احداث شوند. بنابراین زمین شناس، باید مطالعات خود را بر شناسایی مناطقی با کمترین خرد شدگی، هوازدگی یا نشت آب، متمرکز کند.

۳۱-نقش مهم برآورد میزان و کنترل آب های زیرزمینی در ساخت تونل ها و مغار ها را توضیح دهید.
پاسخ: وجود آب های زیر زمینی، بر ایمنی و پایداری سازه های سطحی مانند سدها و سازه های زیرزمینی مانند تونل ها در زمان ساخت و بهره برداری مؤثرند. جریان و فشار آب زیر زمینی، از عوامل مهم ناپایداری تونل ها و فضاهای زیرزمینی است.
بخش بزرگی از مشکلات و خسارت ها در پروژه های عمرانی و معدنی، ناشی از برخورد با آب های زیرزمینی بوده است، در برخی موارد، پروژه هایی به علت این مشکلات، تکمیل نشده و متوقف شده اند .بنابراین، برآورد میزان و کنترل جریان آب زیر زمینی در تونل ها، ترانشه ها و زمینِ زیر سازه و حتی درون سازه هایی مانند سدها، بسیار مهم است.

۳۲-کدام تونل ها از پایداری بیشتری برخوردارند؟
پاسخ: به طور کلی تونل هایی که در بالای سطح ایستابی قرار می گیرند، ازپایداری بیشتری برخوردار
هستند.

۳۳ -اگر سنگ های داخل تونل وضعیت مطلوبی نداشته باشند چه روشی به کارگرفته می شود؟
پاسخ: در شرایطی که سنگ های داخل تونل از نظر پایداری و نشت آب وضعیت مطلوبی نداشته باشند،
دیواره و سقف تونل با محافظی از بتن یا سایر مصالح پوشیده می شود .

۳۴-علل اهمیت سازه های دریایی در کشور را بنویسید.
پاسخ: همیشه سازه ها بر روی خشکی بنا نمی شوند. کشور ما از جنوب و شمال به دریا منتهی می شود. از سوی دیگر، بخشی از ذخایر عظیم نفت ایران از دریا استخراج می شوند.

۳۵-سازه های دریایی چیست؟
پاسخ: سازه های دریایی، مانند اسکله ها، پایانه های نفتی، تونل های زیر دریایی، پل ها و جاده ها، در سواحل دریا یا در دریا احداث می شوند.

۳۶-عوامل مهم در مکان یابی سازه های دریایی را بنویسید.
پاسخ: در شمال و جنوب ایران، سازه های دریایی فراوانی احداث شده اند. در مکان یابی این سازه ها مانند سازه های خشکی باید مطالعات زمین شناسی به طور ویژه مورد توجه قرار گیرد. افزون بر آن، توجه به جریان های دریایی و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آب دریا نیز ضروری می باشد.

۳۷-علل تهدید پایداری سازه های مختلف در کشور چیست؟ توضیح دهید.
پاسخ: کشور ما، در یکی از کمربندهای لرزه خیز جهان واقع شده است و گسل های فعال لرزه خیز در بیشتر مناطق آن وجود دارند .این گسل ها و زمین لرزه های احتمالی می توانند پایداری سازه های مختلف را تهدید کنند.
۳۸-چگونگی بررسی احتمال فعالیت گسل ها و تاثیر آن بر سازه ها توسط زمین شناسان را توضیح دهید.
پاسخ: در مطالعات مکان یابی سازه ها با استفاده از عکس های هوایی و ماهوارهای و بازدیدهای صحرایی، این گسل ها را شناسایی می کنند و با استفاده از داده های ثبت شده توسط دستگاه های لرزه نگاری و  اطلاعات تاریخی زمین لرزه ها، احتمال فعالیت مجدد گسل ها و وقوع زمین لرزه و تأثیر آن بر سازه ها را مشخص می کنند. این اطلاعات در اختیار مهندسان عمران قرار می گیرد تا طراحی سازه را بر آن اساس انجام دهند.

۳۹ -مهم ترین موارد مطالعات مکان یابی سازه ها توسط زمین شناسان درزمینه پایداری سازه ها را نام ببرید.
پاسخ: افزون بر شناسایی گسل ها ، پایداری محل احداث سازه در برابر حرکات دامنه ای و ریزش سنگ از مواردی است که در مطالعات مکان یابی سازه ها، مورد توجه زمین شناسان است.

۴۰-مهم ترین خطر سازه ها در مناطق شیب دار و کوهستانی چیست؟
پاسخ: یکی از خطراتی که سازه ها را در مناطق شیب دار و کوهستانی تهدید می کند، خطر ریزش کوه
و سقوط مواد در دامنه های پرشیب است.

۴۱-روش های پایداری دامنه ها در نواحی کوهستانی را بنویسید.
پاسخ: هر ساله اخبار زیادی مبنی بر ریزش کوه و مسدود شدن جاده ها و خطوط ریلی مناطق کوهستانی می شنویم. امروزه، با اقداماتی مانند ایجاد دیواره ای حائل، استفاده از تورهای سیمی (گابیون)، زهکشی برای تخلیه آب اضافی، ایجاد پوشش گیاهی و میخ کوبی، دامنه ها را پایدار می کنند.

۴۲-مهم ترین مصالح مورد نیاز برای احداث سازه ها را نام ببرید.
پاسخ: در احداث سازه ها، از مواد سازنده زمین، مانند خاک و سنگ استفاده می شود .مواد موردنیاز برای هر سازه، باید دارای مقاومت، نفوذپذیری و اندازه دانه های مشخصی باشد که توسط آزمایش های لازم در آزمایشگاه های مکانیک خاک و سنگ مشخص می شوند.

۴۳-مصالح به کار رفته در سدهای بتنی و سدهای خاکی را باهم مقایسه کنید.
پاسخ: مصالح به کار رفته در سازه های مختلف، متفاوت است؛ به عنوان مثال در سدهای بتنی از سیمان، ماسه، شن، میل گرد و در سدهای خاکی از خاک رس، ماسه، شن و قلوه سنگ استفاده می شود.

۴۴ -مبنای طبقه بندی خاک ها چیست؟
پاسخ: طبقه بندی مهندسی خاک ها، بر مبنای دانه بندی، درجه خمیری بودن و مقدار مواد آلی آن ها انجام می
شود.

۴۵-دسته بندی خاک ها براساس ریز دانه و درشت دانه بودن را توضیح دهید.
پاسخ: بر مبنای دانه بندی، خاک ها به دو دسته ریز دانه و درشت دانه تقسیم می شوند. در خاک های ریز دانه، مانند رس و الی، اندازه ذرات، کوچک تر از ۰/۰۷۵ میلیمتر و در خاک های درشت دانه، مانند ماسه و شن، اندازه ذرات، بزرگتر از۰/۰۷۵میلیمتر است.

۴۶-ارتباط بین پایداری خاک های ریز دانه با میزان رطوبت را شرح دهید.
پاسخ: پایداری خاک های ریز دانه، به میزان رطوبت آنها بستگی دارد. هر چقدر رطوبت خاک های ریز دانه بیشتر باشد، پایداری آنها کمتر می شود .

۴۷-نتیجه افزایش رطوبت در خاک های ریز دانه و علت لغزش خاک ها درماه های مرطوب چیست؟ توضیح دهید.
پاسخ: اگر رطوبت در این خاک ها از حدی بیشترشود، خاک به حالت خمیری در می آید و تحت تأثیر وزن خود روان می شود. لغزش خاک ها در دامنه ها و ترانشه ها، به ویژه در ماه های مرطوب سال، ناشی از این پدیده  است.

۴۸-اهمیت خاک های دانه ریز و دانه درشت را بنویسید.
پاسخ: از خاک های دانه ریز و دانه درشت، در بسیاری از سازه ها مانند بدنه سدهای خاکی، زیر سازی جاده ها و باند فرودگاه ها استفاده می شود.

۴۹-علل استفاده از خاک در بخش زیرسازی و روسازی احداث جاده ها را توضیح دهید.
پاسخ: سطح طبیعی زمین، برای رفت و آمد وسایل نقلیه مناسب نیست و در مقابل عوامل جوی مانند بارش، تغییرات دما و نیروهای وارده از چرخ خودروها مقاومت کافی ندارد، به همین دلیل برای احداث جاده از مصالح خاک در بخش زیرسازی و روسازی استفاده می شود که هر کدام از دو بخش تشکیل شده است.

۵۰-دوبخش اصلی مصالح خاک در احداث جاده ها را نام ببرید.
پاسخ: زیرسازی از دو بخش زیر اساس و اساس و روسازی از دو بخش آستر و رویه تشکیل می شود.
بخش زیر اساس جاده ها: در بخش زیر اساس که به عنوان لایه زهکش عمل می کند، از مخلوط شن و ماسه یا سنگ شکسته استفاده می شود.
لایه آستر و رویه جاده ها: لایه های آستر و رویه که بایستی مقاوم باشند، از جنس آسفالت می باشند که مخلوطی از شن، ماسه و قیر است.

۵۱-کاربرد مصالح خرده سنگی چیست؟ شرح دهید.
پاسخ: یکی از کاربردهای مصالح خرده سنگی، در زیرسازی و تکیه گاه ریل های راه آهن است. این قطعات سنگی یا بالاست، علاوه بر نگهداری ریل ها و توزیع بار چرخ ها، عمل زهکشی را نیز به عهده دارند.

۵۲-بالاست خطوط راه آهن کشور چگونه تامین می شود؟
پاسخ: بالاست مورد نیاز خطوط راه آهن، معمولا از خرد کردن سنگی که از معدن استخراج می شود، به دست می آید.