سوال ۱۴۸ · زمین‌شناسی
کنکور تجربی ۱۴۰۵ · سوال ۱۴۸ · کلید رسمی سازمان سنجش
زمین‌شناسی · زمین‌شناسی · فصل ۶: زمین‌شناسی و سازه‌های مهندسی
در کدام حالت، تونل حفرشده در سنگ‌های رسوبی در برخی نقاط نیاز به مقاوم‌سازی دارد؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۱ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، باید علت «نیاز به مقاوم‌سازی در برخی نقاط» را از عوامل ناپایداری گسترده‌تر تونل جدا کنیم.
گام اول ـ بررسی جهت محور تونل نسبت به لایه‌ها:
طبق کتاب، اگر محور تونل بر امتداد لایه‌ها عمود باشد، تونل هنگام رسیدن به یک لایهٔ ضعیف یا بخش درزه‌دارِ با ضخامت محدود، مسیر کوتاه‌تری را در آن طی می‌کند. بنابراین ناپایداری به بخش‌های محدودی از مسیر مربوط می‌شود و همان بخش‌ها نیاز به مقاوم‌سازی دارند. مطلوب‌تر بودن این آرایش، به معنی بی‌نیازی کامل از مقاوم‌سازی نیست، بلکه به معنی محدودترشدن بخش ناپایدار است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۰۴).
گام دوم ـ بررسی موقعیت سطح ایستابی:
جریان و فشار آب زیرزمینی می‌تواند تونل را ناپایدار کند؛ به همین دلیل، تونل‌های بالای سطح ایستابی عموماً پایدارترند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۰۳). در گزینهٔ ۱، کف تونل بالاتر از سطح ایستابی است؛ پس بقیهٔ مقطع تونل نیز بالای این سطح قرار دارد و عامل ناپایداری ناشی از قرارگیری زیر سطح ایستابی مطرح نیست.
گام سوم ـ جمع‌بندی:
در گزینهٔ ۱، جهت محور تونل باعث می‌شود عبور از بخش‌های ضعیفِ با ضخامت محدود کوتاه باشد و وضعیت سطح ایستابی نیز مطلوب است. در نتیجه، نیاز به مقاوم‌سازی به نقاط برخورد با سنگ‌های نامناسب محدود می‌شود. کتاب نیز پوشاندن دیواره و سقف با بتن یا مصالح دیگر را برای بخش‌هایی مطرح می‌کند که از نظر پایداری یا نشت آب وضعیت مناسبی ندارند (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۱۰۳–۱۰۴).
پاسخ: گزینهٔ ۱
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۲: ممکن است دانش‌آموز موازی‌بودن محور تونل با امتداد لایه‌ها را همیشه مطلوب بداند؛ درحالی‌که این وضعیت فقط در صورت قرارگیری در سنگ مقاوم مطلوب است. همچنین پایین‌بودن سقف از سطح ایستابی یعنی تمام مقطع تونل زیر این سطح قرار دارد و جریان و فشار آب می‌تواند عامل ناپایداری باشد.
- گزینهٔ ۳: ممکن است دانش‌آموز پایین‌بودن کف تونل از سطح ایستابی را به‌تنهایی نشانهٔ نیاز به مقاوم‌سازی موضعی بداند. اما تونل در سراسر مسیر داخل یک لایهٔ مقاوم است و اطلاعات گزینه، عبور محدود از لایه‌های ضعیف را نشان نمی‌دهد؛ مشکل احتمالی آب نیز باید جداگانه بررسی شود.
- گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز با توجه به عبور از گسل، نیاز به مقاوم‌سازی در محل برخورد را محتمل بداند. بااین‌حال، عمودبودن بر سطح گسل جای شرط عمودبودن بر امتداد لایه‌ها را نمی‌گیرد و در این گزینه نیز مقاوم‌بودن لایهٔ میزبان ذکر نشده است؛ بنابراین الگوی موردنظر کتاب برای محدودبودن بخش‌های ناپایدار را نشان نمی‌دهد.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- در بخش «مکان مناسب برای ساخت تونل و فضاهای زیرزمینی»، اثر جهت لایه‌ها و موقعیت سطح ایستابی را بر پایداری تونل مرور کن.
- به عبارت «در برخی نقاط» توجه کن: کدام نحوهٔ عبور از لایه‌ها باعث می‌شود حضور تونل در سنگ ضعیف، به بخش کوتاهی از مسیر محدود شود؟
- دو شرط را کنار هم بگذار: کوتاه‌بودن مسیر عبور از لایهٔ ضعیف و قرارنگرفتن مقطع تونل زیر سطح ایستابی. حالا گزینه‌ها را با این دو معیار مقایسه کن.