سوالات متن فصل چهارم زمین شناسی یازدهم

در این نوشته سوالات متن فصل چهارم زمین شناسی یازدهم چاپ سال ۹۹ رشته های ریاضی فیزیک و علوم تجربی را برای آمادگی هر چه بیشتر شما برای پرسش های کلاسی و امتحانات میان و پایان ترم به صورت نوشته قرار دادیم.

در ادامه ۵۲ پرسش و پاسخ فصل چهارم زمین شناسی پایه یازدهم برای استفاده شما عزیزان قرار گرفته است

سوالات فصل زمین شناسی و سازه‌های مهندسی بدین شرح است:

۱-ارتباط سازه های ساخت دست بشر با زمین را توضیح دهید.

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، دیوارچین و قنات های باستانی با وجود گذشت سال ها، هنوز هم پابرجا هستند و اوج دانش مهندسی را در عهد باستان نشان می دهند.
جاد ه 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.

بارها در رسانه ها، اخبار مربوط به انواع ریزش سنگ در جاده های کوهستانی، تخریب ساختمان هاو سازه های سنگین به دلیل گودبرداری، 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.

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 موردمطالعه قرار گیرد .

۴- وظیفه زمین شناس درکاهش خسارات مخاطرات طبیعی به سازه های ساخت دست بشر را توضیح
دهید.
یکی ازوظایف مهم زمین شناس، تشخیص احتمال وقوع فرایندهای مخرب و ارائه روش های مقابله با آنها است به نحوی که، آسی ی به تأسیسات و سازه های عمرانی و معدنی وارد نشود.

۵- ارتباط سازه با مطالعات زمین شناسی سنگ بستر آنها چیست؟

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 درمکان یابی سازه ها را بنویسید.

دراین مطالعات، ناهمواری های سطح زمین، استحکام سنگ ها، نفوذپذیری، پایداری دامنه ها دربرابر 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 درمکان یابی سازه ها را بنویسید.

یکی از عوامل مهم در مکان یابی 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 چغندین میلیون تن می رسد . بنابراین، آبرفت یا سنگ های پی سد، باید در برابر تنش های ناشی از وزن سد، مقاوم باشند و دچغار گسیختگی و نشست نشوند.

۸- تنش چیست؟
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.
تنش های وارده بر یک سنگ یا خاک ممکن است به صورت کششی، فشاری یا برشی یا ترکی ی از آن ها باشند. تنش های وارده بر سنگ ها و خاک ها، باعث تاییرشکل آنها می شود.

۱۰- نحوه بررسی مقدارمقاومت سنگ وخاک دربرابرتنش را توضیح دهید.

در مطالعات آغازین یک پروژه، به منظور نمونه برداری از خاک یا سنگ پی سازه، گمانه ها یاچغاله ای باریک و عمیقی در نقاط مختلف محل احداث سازه حفر می شود. نمونه های سنگ یاخاک برداشت شده، به آزمایشگاه های تخصصی ارسال می شود و مقدارمقاومت سنگ و خاک دربرابر تنش های وارده، مورد بررسی قرار می دهند .

۱۱- مقاومت سنگ چیست؟

مقاومت سنگ، عبارت است از حداکثر تنش یا ترکی ی از تنش ها که سنگ می تواند تحمل کند، بدون آنکه بشکند .

۱۲- ارتباط بین میزان مقاومت سنگ ها وخاک ها دربرابرتنش را توضیح دهید.

هر چه مقاومت، در مقابل این تنش ها، کمتر باشد، سنگ ناپایدارتراست وسطوح شکست بیشتری درآن ایجاد می شود .

۱۳- عوامل ناپایداری سنگ وخاک ها درپی سازها را بنویسید.

درزه ها یا شکستگی ها، باعث ناپایداری سنگ یا خاک پی سازه ها می شوند.

۱۴- سه شکل رفتارمواد درمقابل تنش وبعد ازتنش را بنویسید.

الف-رفتارکش سان یا الاستیک
برخی از اجسام، مانند سنگ ها از خود رفتارکش سان )الاستیک( نشان می دهند. بدین معنی که بااِعمال 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 دچغار شکستگی می شود و درزه ها و گسل هارا به وجود می آورد وجود می آورد .

پ-رفتارخمیرسان یا پلاستیک :

برخی از سنگ ها از خود رفتارخمیرسان)پلاستیک( نشان می دهند یعنی، پس از رفع تنش، سنگ های تغیر شکل یافته، به طور کامل به حالت اولیه خود برنمی گردند.

۱۵- میزان مقاومت انواع سنگ ها دربرابرتنش را با هم مقایسه کنید.

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 مناسب برای سازه های سنگین باشند

– برخی دیگر از آنها مانند شیست ها، سست و ضعیف هستند و برای پی سازه هامناسب نیستند .

-برخی از سنگ های رسوبی، مانند ماسه سنگ ها، استحکام لازم برای ساخت سازه را دارند .

– سنگ های ت خیری مانند سنگ گچ، نمک و شیل ها در برابر تنش مقاوم نیستند.

۱۶- سنگ های کربناتی چست؟

سنگ های کربناتی، به سنگ های رسوبی گفته می شودکه بیش از ۵۰ درصدآن ها کانی های کربناتی )کلسیت ودولومیت( باشد.این سنگ ها،اغلب درزه دارهستند .

۱۷- نحوه پیدایش غارها درسنگ های کربناتی را بنویسید.

با گذشت زمان ودرجریان 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 منجربه تشکیل حفره های انحلالی بزرگ در این سنگ ها و ایجاد غارها شود.

همچنین ببینید: پاورپوینت فصل چهارم زمین شناسی یازدهم

۱۸- کدام نوع سنگ آهک تکیه گاه خوبی برای سازه ها می باشد؟

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؟

اما، در صورتی که سنگ آهک دارای حفرات انحلالی باشد، می تواند مشکلات جدی از ق یل فرار آب یا نشست زمین را به همراه داشته باشد .

۲۰- اگرسد برروی لایه هایی از سنگ گچ احداث شود چه مشکلاتی را به وجود می آورد؟

انحلال پذیری سنگ های تاخیری )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.

۲۱- سد چیست و دارای چه اهمیتی است؟

سد، سازه ای است که به منظور ذخیره آب، مهار سیلاب، تأمین آب شرب و کشاورزی و همچنین تولید نیروی الکتریسیته احداث می شود. بعضی از سدها چغند منظوره اند، یعنی به طور هم زمان، چند هدف را تأمین می کنند .

۲۲- انواع سدها از نظرنوع مصالح ساختمانی را نام برده و توضیح دهید.

سدها، از نظر نوع مصالح ساختمانی به کار رفته، به دو دسته خاکی و بتنی تقسیم می شوند .

۲۳-مهم ترین عوامل درتعیین نوع سد ومکان یابی آن را بنویسید.
مهمترین عامل در تعیین نوع سد و محل احداث آن، شرایط زمین شناسی منطقه و مصالح قرضه در دسترس است.

۲۴- عوامل مورد بررسی درمطالعات زمین شناسی سد را بنویسید.

در مطالعات زمین شناسی سد، وضعیت مخزن، تکیه گاه ها و پی سد از نظر پایداری وفرار آب مورد بررسی قرار می گیرد .

۲۵- راه های جلوگیری از فرار آب درمخزن سد را بنویسید.

برای آنکه فرار آب از مخزن سد صورت نگیرد باید دیواره ها و کف مخزن نفوذناپذیر باشند یا از نفوذپذیری بسیارکمی برخوردار باشند.

۲۶- تاثیرنقش رسوبات رودخانه ای درظرفیت مفیدسدها را توضیح دهید.

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 ان اشته شدن از رسوبات، بخش قابل توجهی از کارایی خودرا از دست داده اند.

۲۷- انواع حفاری های زیرزمینی را بنویسید.

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؟

تونل ها،به منظور حمل ونقل،انتقال آب، انتقال فاضلاب یا استخراج مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرند .

۲۹- مغارچیست؟

مغارها، فضاهای زیرزمینی بزرگ تری هستند که برای ایجاد تأسیسات زیرزمینی مانند نیروگاه ها،ایستگاه های مترو، ذخیره نفت ویاموارددیگراستفاده می شوند .

۳۰- نقش زمین شناسان درمکان یابی تونل ها و مغارها را شرح دهید.

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 درساخت تونل ها و مغارها را توضیح دهید.
وجودآب 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 ناپایداریتونل ها و فضاهای زیرزمینی است .

بخش بزرگی از مشکلات و خسارت ها درپروژه 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 زمین زیر سازه و حتی درون سازه هایی مانندسدها، بسیار مهم است .

۳۲- کدام تونل ها ازپایداری بیشتری برخوردارند؟

به طور کلی تونل هایی که در بالای سطح ایستابی قرار می گیرند، ازپایداری بیشتری برخوردار هستند.

۳۳- اگرسنگ های داخل تونل وضعیت مطلوبی نداشته باشند چه روشی به کارگرفته می شود؟

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 درکشور را بنویسید.
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؟

سازه های دریایی، ماننداسکله ها، پایانه های نفتی، تونل های زیردریایی، پل ها و جاده ها، در سواحل دریا یا در دریا احداث می شوند 

۳۶- عوامل مهم درمکان یابی سازه های دریایی را بنویسید.

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 درکشورچیست؟توضیح دهید.

کشور ما، در یکی از کمربندهای لرزه خیز جهان واقع شده است و گسل های فعال لرزه خیز دربیشتر 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 وتاثیرآن برسازه ها توسط زمین شناسان را توضیح دهید.

در مطالعات مکان یابی سازه ها با استفاده ازعکس های هوایی و ماهوارهای و بازدیدهای صحرایی، این گسل ها را شناسایی می کنند و با استفاده از داده های ث ت 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 اختیارمهندسان 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.

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 خطرسازه ها درمناطق شیب دار وکوهستانی چیست؟

یکی از خطراتی که سازه ها را در مناطق شیب دار و کوهستانی تهدید می کند، خطر ریزش کوه وسقوط مواد در دامنه های پرشیب است .

۴۱- روش های پایداری دامنه ها درنواحی کوهستانی را بنویسید.

هرساله 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 ومیخ کوبی، دامنه ها را پایدار می کنند.

۴۲- مهم ترین مصالح مورد نیاز برای احداث سازه ها را نام ببرید.

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 کاررفته درسدهای بتنی وسدهای خاکی را باهم مقایسه کنید.

مصالح به کاررفته 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؟

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 ریزدانه و درشت دانه بودن را توضیح دهید.

بر مبنای دانه بندی، خاک ها به دو دسته ریزدانه و درشت دانه تقسیم می شوند. در خاک های ریزدانه، ۵۷٠ میلیمتر و در خاک های درشت دانه، مانند ماسه و / مانند رس و لای، اندازه ذرات، کوچک تر از ۵ ۵۷٠ میلیمتر است / شن، اندازه ذرات، بزرگتر از ۵ .

۴۶- ارتباط بین پایداری خاک های ریزدانه با میزان رطوبت را شرح دهید.

پایداری خاک های ریزدانه، به میزان رطوبت آنها بستگی دارد. هر چغقدر رطوبت خاک های ریز دانه بیشتر باشد، پایداری آنها کمتر می شود .

۴۷- نتیجه افزایش رطوبت درخاک های ریزدانه وعلت لغزش خاک ها درماه های مرطوب چیست؟توضیح دهید.

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 هادر 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.

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 ازخاک دربخش زیرسازی و روسازی احداث جاده ها را توضیح دهید.

سطح طبیعی زمین، برای رفت و آمد وسایل نقلیه مناسب نیست ودر مقابل عوامل جوی مانند بارش، تاییرات دما و نیروهای وارده از چغرخ 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 دراحداث جاده ها را نام ببرید.

زیرسازی از دو بخش زیر اساس و اساس و روسازی از دو بخش آستر و رویه تشکیل می شود.
بخش زیراساس 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.

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 چغرخ ها، عمل زهکشی را نیز به عهده دارند .

۵۲- بالاست خطوط راه آهن کشور چگونه تامین می شود؟

بالاست مورد نیاز خطوط راه آهن، معمولاً از خرد کردن سنگی که از معدن استخراج می شود، به دست می آید.

تهیه و تنظیم سوالات متن فصل چهارم زمین شناسی یازدهم : جناب آقای محسن یوسفی