CC BY
2UDK 550.34+624.131
QUMLI GRUNTLARDA O'TKAZILGAN GEOFIZIK TADQIQOT NATIJALARI A.S.Xusomiddinov, E.M.Yadigarov, J.Sh.Bozorov, X.A.Islamov*
Kalit so'zlar: Seysmorazvedka, geofizika, singan to'lqinlar usuli (STU), yuzaki to'lqinlarning ko'p kanalli tahlili (MASW), gruntlar.
Tadqiqot hududi Surxondaryo viloyatining Termiz shahrida tarqalgan qumli gruntlardan iborat bo'lib. Bu hudud (elQ-to'rtlamchi) davr qumli gruntlar yotqiziqlari bilan qoplangan.
Seysmik to'lqinlarning paydo bo'lishi va tarqalishiga asoslangan geofizik izlanishlar, muhandislik va seysmologik tadqiqotlarda keng qo'llaniladi. Seysmik tadqiqotlar izlanish olib borilayotgan maydonning muhandis geologik sharoiti buzilmagan holda grunt qattiqligini aniqlashda, hamda namunalar olish qiyin bo'lgan qumli gruntlarda olib boriladi. Shu nuqtayi nazardan, seysmorazvedka tadqiqot ishlari iqtisodiy jihatdan tejamkor usullardan biri sifatida qo'llaniladi [1,2].
Seysmorazvedka usuli, o'z navbatida, namlik bilan to'yingan gruntlarni o'rganish uchun mos keladi. Ko'ndalang Vs to'lqinlarni o'rganishda singan to'lqinlar usulidan (STU) foydalaniladi. STU - siljish to'lqini frontining sinuvchi chegarasi, ya'ni yuqori tezlikli qatlamning usti bo'ylab harakatlanishi natijasida hosil bo'lgan elastik to'lqinlardan foydalaniladigan seysmorazvedka usuli hisoblanadi. [3,4].
Geofizik tadqiqotlarda yana bir samarali usul sifatida yuzaki to'lqinlarning ko'p kanalli tahlili usulini, ya'ni MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves)ni olishimiz mumkin. Yuzaki to'lqinlarni ko'p kanalli tahlil qilish usuli (bundan buyon matnda MASW deb ataladi) yer yuzasining yuqori qismini o'rganishdan iborat. Bu usul Reley to'lqinlari chastota diapazonidan iborat bo'lib, har bir chastota komponenti faza tezligi individual tezlik bilan harakatlanadi. Bu hodisa dispersiya deb ataladi, bu esa Reley to'lqinlarini dispersiv to'lqinlar sifatida kiritadi. Har bir komponentning kirib borish chuqurligi uning to'lqin uzunligiga bog'liq va tarqalish tezligi S-to'lqin tezligiga bevosita bog'liq holda o'rganiladi [5,6]. Ushbu usulning asosiy afzalligi uning har doim chalg'ituvchi shovqinlarni o'z ichiga olgan seysmik to'lqinlarning murakkab tabiatini to'liq hisobga olgan holda hisoblash ishlarini olib borishidadir.
Tadqiqot ishlarini bajarishda Italiyada ishlab chiqarilgan48 kanalli "MAE X820-S" markali seysmorazvedka qurilmasidan foydalanildi. MASW usulida tadqiqotlar quydagicha olib boriladi: qurilmadan xar 2 metr oraliqda, 48 metrga geofonlar joylashtiriladi [7,8,9]. Umumiy tadqiqot
profilining uzunligi 144 m ni tashkil qiladi. Ushbu tartibdagi MASW usulida ishni bajarish yuqori sirt zonasini 25-35 m chuqurlikda o'rganish imkonini beradi. Seysmik ma'lumotlarni qayta ishlash Zond ST2D dasturi yordamida amalga oshirildi [10,11].
-rasm Seymik to'lqinlarni qabul qiluvchi geofonlarning joylshuvi Ushbu usulning asosiy afzalligi dala
sharoitida boshqa seysmik qattiqlik usullarini qo'llash imkonsiz bo'lgan hollarda ham foydalanish mumkunligi va tadqiqot ishida tezkor natijalar olish imonini berishi bilan ajralib turadi. Maqolada yuqorida keltirilgan shu ikki usul bilan qumli gruntlarni baholash natijalari keltirilgan.
* A.S.Xusomiddinov, E.M.Yadigarov, J. Sh.Bozorov, X.A.Islamov - O'zR FA G'.O. Movlonov nomidagi Seysmologiya instituti.
55
Qumli gruntlarda olib boriladigan seysmorazvedka tadqiqot ishlarida 10 m dan 30 m gacha chuqurlikdagi siljish to'lqinlarining tezligi (Vs) qiymatlarini aniqlash muhandislik va atrof-muhit muammolarida foydalanish asosiy qiziqish uyg'otadi. So'ngi o'n yillikda seysmik to'lqinlarning tarqalish
qonuniyatlaridan foydalanish asosida gruntlarning litalogik chegaralarini aniqlash ishlari ko'plab tadqiqotlar mavzusi bo'lib kelmoqda [12,13,14].
Dala tadqiqot ishlarini STU usulida olib borish uchun geofonlar orasi 2 metrdan qilib belgilab olindi. Geofonlar joylashtirilgan nuqtadan - 48 va +48 metr masofagacha -48, -24, -12, -2 va +2, +12, +24, +48 tashqaridan zarba chapdan (-) va o'ngdan (+) berilib seysmik to'lqinlar tarqatildi. Qatlamlardan o'tgan seysmik to'lqinlar seymorazvedka qurilmasi orqali yozib olindi (1-rasm).
Bundan tashqari, signal manbai 8 kg og'irlikdagi bolg'a orqali 150x150 mm kesimli metall blok yordamida amalga oshiriladi, u metall blok gruntga mahkamlanadi va zarba berish bilan olib boriladi.
Quyida kumli gruntlarda STU usuldan foydalangan holda olib borilgan o'lchovlar natijalari keltirilgan.
Gruntlardagi ko'ndalang to'lqinni o'lchash jarayonida yer yuzasiga parallel ravishda zarba berish kifoya [15,16]. Chapdan va o'ngdan metall blokning uchiga ta'sir qilish ko'ndalang to'lqinni ishonchli tarzda yozib olish imkonni beradi. Kesish to'lqinlari 24 ta gorizontal geofonlari yordamida qayd etildi. STU usuli orqali kumli gruntlarda olib borilgan tadqiqot ishlari davomida qumli gruntlar natijalariga ko'rat 10 m chuqirlik bo'ylab ko'ndalang to'lqinlarning tarqalishning o'rtacha tezligi Vs30 200-500 m/s gacha ekanligi aniqlandi [17,18].
MASW usuli Reley to'lqinlari dispersion xususiyatlariga asoslangan. MASW usulida ishni bajarish yuqori sirt zonasini 25-35 m gacha chuqurlikni o'rganish imkonini beradi [19,20]. Bundan tashqari, signal manbai 8 kg og'irlikdagi bolg'a orqali metall plastenkaga vertikal zarba berish bilan olib boriladi (3-rasm).
MASW usulining kuzatuv tizimlari (umumiy chuqurlik nuqtasini o'zgartirishda aks ettirilgan to'lqin usuli), qo'zg'alish va qabul qilish punktlarining joylashuvi, dala ma'lumotlarini yozib olish qurilmalari sifatida "MAEX820-S" markali 24 kanalli seysmorazvedka qurilmasidan foydalanildi .
56
Seysmik ma'lumotlarni qayta ishlash ZondST2D dasturi yordamida amalga oshirildi (4-rasmga qarang).
1-jadval. Gruntlarda seysmik to'lqinlarning chuqurlik bo'yicha tarqalish tezligi
№ Vs, (m/sek) Vp, (m/sek) H, (m)
1. 223,601 372,669 0,598
2. 171,855 286,425 1,452
3. 323,124 538,54 2,84
4. 562,625 937,708 3,191
5. 373,018 621,696 5,522
6. 375,004 625,007 7,783
7. 520,656 867,76 11,13
8. 572,916 954,86 17,312
9. 600,801 1001,335 24,827
10. 628,848 1048,081 34,411
Vs30/Vp30 o'rtacha qiymatlari Vs30 Vp30 34 m
437 729
Olingan ma'lumotlar tahlili asosida qumli gruntlarida kundalang va bo'ylama to'lqinlarning tarqalishini ikki xil usulda aniqlash ishlari olib borildi. Qumli gruntlarda Vs30 30 m chuqurlikkacha bo'lgan qicmida seysmik to'lqin tezligi quydagi formula bo'yicha seysmik to'lqin tezligini aniqlash imkonini beradi [2,7].
_ 30
Ks30 ~ yN h.
Li=1vsi
Olingan natijalar muhandis geologik ma'lumotlar bilan solishtiriladi. Qumli gruntlarda olib borilgan burg'ilash ishlari natijalarini 2-jadval keltirilgan.
2-jadval. Burg'u qudug'i natijalari orqali tuzilgan katalog
№ Quduqlar numeri
Grunt nomi B-1 B-2 B-3 B-4 B-5
Qatlam qalinligi
1. Tukma grunt 0,0-0,3 0,0-0,3 0,0-0,3 0,0-0,3 0,0-0,3
2. Supis va suglinok 0,3-6,8 0,3-6,7 0,3-6,8 0,3-6,7 0,3-6,8
3. Qum 6,8-30,0 6,7-30,0 6,5-30,0 6,7-30,0 6,8-30,0
5 Yer osti suvlari sathi, 6,7 6,75 6,7 6,7 6,7
(m)
Ushbu dala tadqiqotlari Termiz shahri hududida tarqalgan kumli gruntlarda olib borildi. Yuqoridagi usullardan olingan natijalarga asosan MASW usuli o'zining tezkor natijalar berishi va hududni chuqurroq o'rganish imkonini berishi bilan STU usulidan afzalligi o'rganildi. MASW usulidan foydalanildi hamda 35 ta o'lchov nuqtalarida tadqiqotlar olib borildi.
Olingan natijalar asosida Termiz shahrining seysmik mikrohududlashtirish uchun Vs30 30 m chuqurlikda gruntlarning o'rtacha seysmik hususiyatlari bo'yicha tarqalish xaritasi tuzildi (6-rasm). [2,7].
Seysmorazvedka tadqiqotlari natijasida qumli grunt qatlamlarda STU va MASW usullarida seysmik to'lqinlarning tarqalish tezligi o'rganildi va quyidagilar aniqlandi. O'tkazilgan tadqiqotlar
Legend
V*30
207 250 [ 1230 X0
6-rasnu Termiz shahri hududida tarqalgan kumli gruntlarda Vs30 chuqurlik uchun o'rtacha seysmik to'lqinlarning tarqalish tezilgi xaritasi
asosida shunday xulosa kelib chiqdiki qumli gruntlardagi seysmik to'lqnlarning tezlik qiymatlari chuqurlik bo'yicha ajratildi. STU usulida qumli gruntlarda 30 m chuqirlik bo'ylab ko'ndalang to'lqinlarning tarqalish tezligi Vs30=200-500 m/s ga, MASW usulda 30 m chuqurlik bo'yicha to'lqinlarning tarqalish tezligi Vs30=211-628 m/s ga o'zgarish qiymatlari aniqlandi. Qumli qatlamlardagi gruntlarning chuqurlik bo'ylab joylashishi, ularning fizik-mexanik, hususiyatlariga bog'liq ravishda ko'ndalang to'lqinlarning tarqalish tezliklari o'zgarishi aniqlandi. Seysmorazvedka tadqiqot natijalari qumli gruntlarda o'tkazilgan muhandis geologik tadqiqotlar bilan solishtirib ko'rildi. Qumli gruntlarda o'tkazilgan seysmorazvedka tadqiqot natijalari muhandis geologik tadqiqot natijalariga mosligi aniqlandi.
Adabiyotlar:
1. T. Mamarozikov., A. Zakirov., I. Alimukhamedov., I. Yanbukhtin. Determination of physical, mechanical, and yelectrical properties of soils according to yengineering geophysical surveys. Annali d'Italia №9/2020. P 5-11.
2. Ismailov, V. A., Yodgorov, S'H. I., Allayev, S. B., Mamarozikov, T. U., & Avazov, S'H. B. (2022). Seismic microzoning of the Tas'hkent territory based on calculation methods. Soil Dynamics and Yearthquake Yengineering, 152, 107045. https://doi.org/10.1016Zj.soildyn.2021.107045
3. Stamati, O., Klimis, N., & Lazaridis, T. (2016). Yevidence of complex site yeffects and soil non-linearity numerically yestimated by 2D vs 1D seismic response analyses in the city of Xanthi. Soil Dynamics and Yearthquake Yengineering, 87, 101-115. https://doi.org/10.10167j.soildyn.2016.05.006.
4. Yin, C., Li, W., Zhao, C., & Kong, X. (2019). Impact of tensile strength and incident angles on a soil slope under yearthquake SV-waves. Yengineering Geology, 260, 105192. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2019.105192
5. Ismaiel, H. A. H. (2018). Geotechnical Investigations and Yestimation of Yearthquakes Factors at an Industrial Qift City, Qena, Yegypt. Journal of Geoscience and Yenvironment Protection, 06(12), 133-145. https://doi.org/10.4236/gep.2018.612010
6. Alkan, A., & Akkaya, i. (2023). Investigation of site properties of the Çaldiran (Van, Yeastern Turkey) settlement area using surface wave and microtremor methods. Journal of African Yearth Sciences, 197, 104737. https://doi.org/10.1016/jjafrearsci.2022.104737
7. Ismailov, V. A., Yodgorov, S'H. I., Khusomiddinov, A. S., Yadigarov, Ye. M., Botirovich, A. S., & Aktamov, B. U. (2023). New classification of soils by seismic properties for the building code in Uzbekistan. Geomechanics and Geoengineering, 1-21. xttps://doi.org/10.1080/17486025.2023.2296975.
8. Bitri, A., Samyn, K., Brûlé, S., & Javelaud, Ye. H. (2013). Assessment of ground compaction using multi-channel analysis of surface wave data and cone penetration tests. Near Surface Geophysics, 11(6), 683-690. https://doi.org/10.3997/1873-0604.2013037
9. Dai, K., Liu, K., Li, X., You, Q., Tang, H., & Xu, Q. (2019). Application of passive multichannel analysis of surface waves method at sites close to underground railways - Problems and a case study. Journal of Applied Geophysics, 164, 191-199. https://doi.org/10.1016/jjappgeo.2019.03.009
10. Huang, J., & Hartemink, A. Ye. (2020). Soil and yenvironmental issues in sandy soils. Yearth-Science Reviews, 208, 103295. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103295
11. Pang, J., Xia, J., Zhou, C., Chen, X., Cheng, F., & Xing, H. (2022). Common-midpoint two-station analysis of yestimating phase velocity using high-frequency ambient noise. Soil Dynamics and Yearthquake Yengineering, 159, 107356. https://doi.org/10.1016/j. soildyn.2022.107356
12. Mendonça, B. A. F., Filho, Ye. I. F., Schaefer, C. Ye. G. R., Carvalho, A. F., do Vale, J. F., & Corrêa, G. R. (2014). Use of geophysical methods for the study of sandy soils under Campinarana
58
at the National Park of Virua, Roraima state, Brazilian Amazonia. Journal of Soils and Sediments, 14(3), 525-537. https://doi.org/10.1007/s11368-013-0811-2
13. Comina, C., Mandrone, G., Arato, A., Chicco, J., Duo, Ye., & Vacha, D. (2021). Preliminary analyses of an innovative soil improving system by sand/gravel injections-Geotechnical and geophysical characterization of a first test site. Yengineering Geology, 293, 106278. https://doi .org/10.1016/j. enggeo.2021.106278
14. Adegbola, R. B., Oyedele, K. F., Adeoti, L., & Adeloye, A. B. (2016). Multichannel analysis of the surface waves of yearth materials in some parts of Lagos State, Nigeria. Materials and Geoenvironment, 63(2), 81-90. https://doi.org/10.1515/rmzmag-2016-0007
15. Pamuk, Ye., Akgun, M., Ozdag, O. C., & Gonen9, T. (2017). 2D soil and yengineering-seismic bedrock modeling of yeastern part of Izmir inner bay/Turkey. Journal of Applied Geophysics, 137, 104-117. https://doi.org/10.1016/jjappgeo.2016.12.016
16. Aas, A., & Sinha, S. K. (2023). Seismic site characterization using MASW and correlation study between s'hear wave velocity and SPT N. Journal of Applied Geophysics, 215, 105131. https://doi. org/10.1016/j. jappgeo.2023.105131
17. Bajaj, K., & Anbazhagan, P. (2019). Seismic site classification and correlation between VS and SPT-N for deep soil sites in Indo
18. Ismail, A., Brett Denny, F., & Metwaly, M. (2014). Comparing continuous profiles from MASW and s'hear-wave reflection seismic methods. Journal of Applied Geophysics, 105, 67-77. https://doi.org/10.1016/jjappgeo.2014.03.007
19. Hazirbaba, K., & Omarow, M. (2019). Strain-based assessment of liquefaction and seismic settlement of saturated sand. Cogent Yengineering, 6(1). https://doi. org/10.1080/23311916.2019.1573788
20. Zhang, G., Tu, F., Tang, Y., Chen, X., Xie, K., & Dai, S. (2023). Application of geophysical prospecting methods YeRT and MASW in the landslide of Daofu County, China. Frontiers in Yearth Science, 10. https://doi.org/10.3389/feart.2022.1054394
21. Gangetic Basin. Journal of Applied Geophysics, 163, 55-72. https://doi.org/10.1016/jjappgeo.2019.02.011
QUMLIGRUNTLARNING GEOFIZIK TADQIQOTLARINATIJALARI
Ushbu maqolada O'zbekiston Respublikasi janubidagi Termiz shahrida tarqalgan qumlli gruntlarning seysmik xususiyatlarini baholash uchun olib borilgan geofizik dala tadqiqotlari natijalari keltirilgan. Maqolada seysmik qattiqlik usullaridan foydalangan holda MASW va STU usullaridan foydalangan holda qumli gruntarning seysmik xususiyatlarini o'rganish orqali olingan natijalar keltirilgan. Ushbu ikki usulning o'zaro afzalliklari va kamchiliklari o'rganilib, tuproqlarning Vs30 qiymatlari aniqlandi.
РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ
В данной статье представлены результаты геофизических полевых исследований, проведенных при оценке сейсмических свойств песчаных грунтов, распространенных на территории города Термез южной части Республики Узбекистан. В статье представлены результаты, полученные при исследовании сейсмических свойств песчаных грунтов методами MASW и МПВ с использованием методов сейсмической жесткости. Были изучены взаимные преимущества и недостатки этих двух методов, а также определены значения Vs30 грунтов.
RESULTS OF GEOPHYSICAL STUDIES OF SAND SOILS
This article presents the results of geophysical field studies conducted to assess the seismic properties of sandy soils distributed in the city of Termez in the southern part of the Republic of Uzbekistan. The article presents the results obtained from studying the seismic properties of sandy soils using MASW and MRW methods using seismic hardness methods. The mutual advantages and disadvantages of these two methods were studied, and the Vs30 values of soils were determined.
