فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی - سال هشتم شماره 1 (بهار 1393)

مجله زمین شناسی مهندسی
سال هشتم شماره 1 (بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1392/11/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • غلامرضا اسدالله فردی، علی قنبری، احمد خدادادی، پگاه اسماعیلی، علی حسینی صفحه 1917
    انرژی زمین گرمایی یکی از انرژی های پاک است که کشور های متعددی در تولید الکتریسته از ان استفاده می نمایند. هرچند این انرژی دارای اثرات زیست محیطی همانند الودگی صدا وهوا و نشست سطحی نیروگاهی را نیز درپی دارد. در این مطالعه از یک مدل استوانه برای پیش بینی نشست سطحی نیروگاه زمین گرمایی ناقاتامارکی کشور نیوزلند استفاده شده. این نیروگاه در 17 کیلومتری شما ل شرق تاپو قرار دارد. برنامه فشرده ایی از حفاری، ازمایش و مدل سازی برای درک وپاسخ به نشست سطحی انجام گردیده. در این تحقیق برای پیش بینی نشست سطحی از یک برنامه گرافیکی با کاربرد برنامه سطح بالا دلفی استفاده شده.نتایج این مطالعه نشان می دهد که نشست سطحی پیش بینی شده با نتایج پیش بینی نشست مدلسازی انجام شده دیگران مطابقت خوبی داشته. تحلیل حساسیت نشان می دهد که ضریب انبساط حرارتی نقش مهمی در افزایش سطحی داشته است.
  • رضا بابازده، محمدحسین قبادی*، یاسین عبدی صفحه 1939
  • محمدحسین زاده، سید ابوالحسن نایینی صفحه 1963
    در این مقاله تاثیر فرکانس بر روی رفتار لرزه ای سیستم مخزن- خاک-فونداسیون بررسی شده است و هم چنین در مورد دور بودن فرکانس خاک- سازه از فرکانس غالب تبدیل فوریه توضیحاتی داده می شود. به همین منظور مدل سازی سه بعدی مخزن با نرم افزارAbaqus انجام شده است و دو مخزن استوانه ای با نسبت های ارتفاع به قطر متفاوت(2و66.0) بررسی شده اند. دو نوع خاک ماسه ای با تراکم زیاد و تراکم متوسط نیز به عنوان فونداسیون مخازن در نظر گرفته شده اند. نتایج نشان می دهد که مخازن بلند به دلیل مقدار بلند شدگی زیاد باید مهار شوند به همین سبب، هرچه که نسبت ارتفاع به قطر کاهش یابد مخزن خود ایستا می شود و تحت بارهای لرزه ای پایدار باقی می ماند. تبدیل فوریه در شتاب نگاشت ها نیز می تواند تاثیر مهمی بر پاسخ های مخزن بگذارد. هم چنین با افزایش پارامترهای مقاومتی خاک که به نوعی باعث کاهش اثر بزرگ نمایی می شوند، مخازن عمل کرد بهتری از خود نشان می دهند.
  • سیما خانی، پیمان همامی * صفحه 1983

    در سال های اخیر پیشرفت های زیادی در توسعه سازه های زیر زمینی به عمل آمده است. به دلیل هزینه های زیاد و اهمیت ایمنی در حمل و نقل، توجه بر روی خطر زلزله در این سازه ها متمرکز شده است. رفتار سازه های زیر زمینی به دلیل مدفون بودن در خاک و سنگ با رفتار سازه های رو زمینی تفاوت دارد. خسارت های زلزله های اخیر توجه زیادتری را بر روی تحلیل لرزه ای و طرح سازه های زیر زمینی جلب کرده است. در این مقاله، اثرات زلزله و اهمیت تحلیل لرزه ای توضیح داده خواهد شد و روش تحلیل لرزه ای به اختصار تشریح می شود. سپس روش ساده شده هاشا و همکاران (2001) به کار می رود. دو ایستگاه مختلف مترو در مقابل دو سطح مختلف زلزله تحلیل شده، تحلیل بار افزون نیز انجام می شود که روش ساده تحلیل استاتیکی غیرخطی در تحلیل و طرح لرزه ای است. در این تحلیل غیرخطی، تغییر مکان هدف با کمک مدل ساده شده قابی محاسبه می شود. نتایج این پژوهش نشان داد به کارگیری روش مورد بحث منجر به این شده است که رفتار سازه تا حد زیادی در محدوه ارتجاعی باقی بماند. از این رو، طراحی سازه بر اساس سطح عمل کرد و تخفیف در لنگرهای حاصل از روش هاشا و همکاران (2001) توصیه می شود.

  • غلامرضا خانلری، علی اکبر مومنی، مرات کاراکوس صفحه 2003
    به منظور ارزیابی رفتار وابسته به زمان (خستگی) مونزوگرانیت های الوند، آزمونهای آزمایشگاهی لازم انجام پذیرفت. قبل از انجام این آزمایش ها و به منظور به دست آوردن اطلاعات لازم برای آزمایشهای خستگی، چندین آزمایش در حالت بارگذاری استاتیکی به عمل آمد. آزمایش های خستگی در سه سطح بار ماکزیمم (85، 90 و 95% مقاومت تراکم تک محوری) و در دامنه بارگذاری 70%، با فرکانس بارگذاری سیکلی 1 هرتز انجام گردیدند. نتایج به دست آمده نشان داده است که تنش بیشینه تاثیر بارزی بر روی رفتار خستگی این سنگ ها دارد. همچنین مشخص گردید که عمر خستگی به صورت تابع توانی با افزایش سطح تنش بیشینه کاهش می یابد. روند آسیب خستگی انباشتی، رفتار سه مرحله ای شامل فاز شروع ترک، فاز رشد ترک با سرعت یکنواخت و فاز تسریع شونده ای را در گسترش ترک نشان می دهد. فرآیند آسیب خستگی با استفاده از پارامتر های کرنش بیشینه و کمینه محوری و جانبی، مدول های مماسی و متقاطع، چقرمگی و انرژی وارفتگی در هر دو شرایط بار گذاری و بار برداری ارزیابی گردید. از میان پارامترهای مذکور، کرنش جانبی و محوری و مدول متقاطع رفتار آسیب خستگی سه مرحله ای بهتری را نشان می دهند. همچنین قابل ذکر است که بیشتر ترک های ایجاد شده در جهت موازی با محور بارگذاری بوده که در نتیجه آن، کرنش جانبی بیش از کرنش محوری تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: بارگذاری سیکلی، دامنه بارگذاری، فرکانس بارگذاری، عمر خستگی، چقرمگی
  • سید ابوالحسن نایینی، رضا ضیایی موید، فرزاد الله یاری صفحه 2021
    نحوه مدل سازی خاک با سازه از مهم ترین مباحث در طراحی سازه ها در مجاورت خاک است. در روشی ساده شده از مدل فنر وینکلر برای مدل سازی اندرکنش خاک و سازه استفاده می شود. در این روش تعیین پارامتر ضریب عکس العمل بستر Ks از اهمیت ویژه ای برخوردار است. آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد یکی از آزمایش های متداول ژئوتکنیک صحرایی SPT است. هدف از این تحقیق ارائه روابط کاربردی برای تعیین پارامترهای ضریب عکس العمل بستر و مدول ارتجاعی خاک بر اساس نتایج آزمایش SPT در آبرفت ریزدانه جنوب قزوین است. برای این منظور از ارتباط سازی نتایج 170 آزمایش بارگذاری صفحه و ضربه و نفوذ استاندارد انجام شده در گمانه های حفاری شده در نقاط مختلف آبرفت جنوب قزوین استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایش های مذکور روابط پیشنهادی برای تعیین پارامترهای ضریب عکس العمل بستر و مدول ارتجاعی خاک در آبرفت ریزدانه جنوب قزوین پیشنهاد شده است. روابط مذکور با نتایج ارائه شده به وسیله سایر محققان نیز بررسی شده است که از تطابق خوبی با توجه به نوع خاک برخوردار است.
    کلیدواژگان: ضریب عکس العمل بستر، مدول ارتجاعی، آزمایش بارگذاری صفحه ای، آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد، خاک های رسی، آبرفت قزوین
  • عطا شاکری، سروش مدبری صفحه 2049
    غلظت عناصر جزئی آرسنیک، کبالت، کروم، مس، مولیبدن، نیکل، سرب، وانادیم و روی در 160 نمونه خاک منطقه هشتگرد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مقایسه میانگین غلظت عناصر جزئی نمونه های خاک کشاورزی و غیرکشاورزی با مقادیرمیانگین جهانی خاکهای غیرآلوده نشان می دهد که آرسنیک، کبالت، مس، نیکل، وانادیم و روی مقادیر بالاتری نسبت به میانگین جهانی دارند. نتایج فاکتور آلودگی(CF) نشان داد که عناصر آرسنیک، کبالت، نیکل، روی و وانادیم آلودگی متوسط و مس آلودگی قابل توجه برای خاکهای کشاورزی و غیرکشاورزی دارند. محاسبه درجه آلودگی اصلاح شده(mCd) برای نمونه های خاک منطقه هشتگرد، درجه پایین آلودگی کل را نشان می دهد. محاسبه فاکتور غنی شدگی(EF) براساس مقدار میانگین زمینه نشان داد که عناصر مس، روی، سرب و وانادیم در خاکهای کشاورزی و عناصر کروم و روی در خاکهای غیرکشاورزی غنی شدگی دارند. تحلیل مولفه اصلی(PCA) برای ارزیابی منشاء و ارتباط عناصر مورد استفاده قرار گرفته است. ارتباط بسارخوب و قوی عناصر کبالت، آهن، نیکل و کروم در خاکهای کشاورزی و عناصر مس، وانادیم، کبالت، آهن، روی و نیکل در خاکهای غیرکشاورزی بیان کننده نقش مهم فرایندهای سنگ شناختی و خاکزاد در کنترل غلظت این عناصر است. عناصر مس، وانادیم و روی در خاکهای کشاورزی رفتار شبیه غیروابسته را درون گروه ها و مولفه ها دارند، که نشان دهنده منشاء های زمین زاد و انسانزاد این عناصر است. رفتارهای متغیر سرب و آرسنیک احتمالا نشان دهنده منشاءهای متفاوت این دو عنصر است. بطورکلی نتایج نشان می دهد که آلودگی خاک به عنوان یک تهدید در منطقه نیست اما با در نظر گرفتن صنعتی شدن، فعالیت های کشاورزی و توسعه شهرنشینی در ناحیه هشتگرد خاکهای منطقه نیازمند پایش بیشتر برای آلودگی عناصر جزئی در آینده خواهد بود.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، فاکتور غنی شدگی، تحلیل مولفه اصلی، هشتگرد، ایران
|
  • Gr Asadollahfardi, Ali Ganbari, Ahmad Khodadi, Pegah Esmaeli, Ali Hosseni Page 1917
    Geothermal energy is one of the clean energies which several countries in the world use for the generation of electricity. However، geothermal energy plants have some environmental effects such as air and noise pollutions and subsidence. In this study، a cylindrical model was developed to predict subsidence at Ngatamariki geothermal plants، News Zealand. The Ngatamariki geothermal field is situated 17 km north east of Taupo. Mighty River Power has announced plans to build an 82 MW power station on the field. An extensive program of drilling، testing and modelling was performed to provide an understanding of the likely response of the field to the subsidence. A graphic program using Delphi high-level programming was developed to predict the subsidence. The results of the study show that the predicted subsidence has an agreement with subsidence data. A sensitivity analysis was carried out that shows the thermal expansion coefficient has a significant effect on increasing subsidence
    Keywords: subsidence, Ngatamariki geothermal plants, cylindrical model
  • Reza Babazadeh Page 1939

    In this paper، the effect of pH variations on shear strength parameters of lime stabilized soils was investigated. For this purpose marl soils collected from Ekbatan dam region of Hamedan were used. Collected soils were stabilized using lime، by adding different amount of limes (1%، 3%، 5% and 7%) and in different curing times (7، 15، 30 and 45 day). Based on test results conducted on these stabilized soils (uniaxial compressive test، consistency limits determining، compaction test) it was found that the optimum lime percent and curing time is to be 7% and 45 days respectively. In the second stage of this study، soil samples were prepared by optimum lime percent and curing time، then these samples were soaked in different pH solutions (pH=3، pH=5، pH=7 and pH=9) and their shear strength parameters (c، φ) were determined using direct shear test. Based on the results obtained from current study، it was found that by decreasing pH values of pore fluids، shear strength parameters of lime stabilized soils decreased.

    Keywords: Lime stabilization, Hamedan, pH, curing time
  • M. Hossein Zade, Sa Naeini Page 1963
    Seismic response of liquid storage tanks is quite different from conventional structures not only due to hydrodynamic effects acting on the tank shell but also owing to many sources of nonlinear behavior mechanisms of tanks such as buckling of the tank shell، large amplitude nonlinear sloshing، nonlinear tank_soil interaction، material yielding، and separation between tank base and soil. Because of the assessment of earthquake response of such structures، finite element methods are indispensable tools since they offer a concise way of accurately considering all these nonlinearities in the model. The three dimensional tank was modeled by software of ABAQUS. This paper investigated the effects of foundation on the seismic behavior of tank-foundation–soil system، and also described that the frequency of the soil-structure should be away from the domain frequency of the Fourier amplitude although in standard codes just the frequency of tank was declared. For this purpose numerical investigations are performed on two vertical، cylindrical tanks with different ratios of Height to Radius (H/R=2 and 0. 66) also two type of soils (medium and stiff sandy soil) was considered as a tank foundation. Result shows in tall tank because of excessive settlement and uplifting should be anchored، also as the ratios of height to radius decrease tank became self anchored and could be stable on seismic load، also the Fourier amplitude of the time history had an important effect on the tank response. It was also concluded that by increasing the soil strength parameters due to reducing amplification effect، tanks have better performance.
    Keywords: unanchored liquid storage tank, Fourier amplitude, settlement, uplifting, domain frequency of soil, tank
  • S. Khani, P. Homami Page 1983

    In the recent years there was a great improvement in the development of underground structures. Besides increasing the costs of construction، as well as the importance of the safety of transportations made the stability of structures against risks of earthquake very important. Underground structures behavior is different from super-structures due to their enclosure in soil or rock، so they have experienced a lower rate of damage than super-structures. But recent damages attracted more attention to the seismic analysis and design of underground structures. In this paper، the effect of earthquake and the importance of seismic analysis will be described and the seismic analysis method is presented briefly first، and then the simplified model analysis of Hashash is used، so two metro stations structures under two different levels were linearly analyzed، then pushover analysis method is used which is a simple and static non-linear analysis method in seismic analysis and design of structures. In this non-linear analysis، target displacement is computed by simplified frame analysis model. The finding of this study showed that the structure behavior was remained elastically in a large extent using this method. Hence، the design of the structures based on the performance level or reduction of the moment extracted from the Hashash Method is recommended.

    Keywords: Underground structures, Pushover analysis, Subway station, Seismic design, Performance level
  • Gh Khanlari, As Momeni, Murat Karakus Page 2003
    Comprehensive laboratory tests were performed to assess fatigue behavior of Alvand monzogranite rock subjected to uniaxial cyclic loading. Before cyclic tests، a series of static loading tests has been done to obtain required data for the fatigue tests. Three maximum load levels (85، 90، 95% uniaxial compressive strength (σc)) at amplitudes 70% were used with 1Hz cyclic loading frequency. The results indicated that maximum stress level has significantly influenced fatigue behavior of this rock. It was found that fatigue life decrease in a power function with increasing maximum stress level. Accumulative fatigue damage process shows three stages of behavior including crack initiation phase، uniform velocity phase and acceleration phase. Fatigue damage process were analyzed according to axial and lateral maximum and minimum strain، tangent and second modulus، toughness and hysteresis energy in both loading and unloading conditions. Among these parameters، lateral strain، axial strain and second modulus show the best three-stage fatigue damage behavior. It also should be noted that، most of the cracks generated in parallel to loading direction and lateral strain are affected more than axial strain.
    Keywords: Cyclic loading, Load amplitude, Loading frequency, fatigue life, toughness
  • Seyed Abolhasan Naeini, Reza Ziaie, Moayed, Farzad Allahyari Page 2021
    One of the most important engineering challenges in the design of structure that are in contact with soils is the reaction of soil in contact with structure. In the engineering works، for design of the structure، instead of modeling the subsoil in all its complexity، it can be replaced by a much simpler system called subgrade reaction model. In this paper in order to evaluate the in situ modulus of the clayey deposits of the Qazvin alluvium، the results of a large number of in situ tests that carried out by the researchers have been analyzed. Vertical plate load tests، standard penetration tests and test pit exploration are conducted on over 170 different locations. The results of the plate load and standard penetration tests are analyzed and discussed. The correlation between subgrade reaction modulus (Ks)، modulus of elasticity (Es) and corrected standard penetration test blow counts (N) are presented for clayey deposits of the Qazvin alluvium. Results show that there is a good correlation between subgrade reaction modulus (Ks) and SPT blow counts.
    Keywords: Subgrade reaction modulus, Modulus of elasticity, SPT, PLT, Clayey soils, Qazvin alluvium
  • Ata Shakeri, Soroush Modabberi Page 2049
    Concentrations of trace elements have been studied in 160 soil samples in the Hashtgerd area. The average abundance of trace element contents in soil samples follow the order of: V>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb>Co>As>Mo in agricultural and V>Zn>Cr>Ni>Cu>Pb>Co>As>Mo in non-agricultural soils. Comparison of mean concentration of the trace elements in the soil samples with mean worldwide values reveals higher As، Co، Cu، Ni، V and Zn contents، and lower Cr، Mo and Pb contents in this area which is somewhat different in abundance in various soil uses. The results of contamination factor (CF) by using mean worldwide soils for agricultural and non-agricultural soils reveal that As، Co، Ni، Zn and V have moderate and Cu has considerable contamination factor. The application of modified degree of contamination (mCd) based on background and mean worldwide values indicate very low and low degree of contamination in soil samples of Hashtgerd area. The results of enrichment factor show that Cu، Zn، Pb and V in agricultural soils and Cr and Zn in non-agricultural soils are enriched compared to the average abundances of background level. The principal component analysis (PCA) was used to assess the association of elements. The strong association of elements such as Co، Fe، Ni، and Cr in agricultural soils and Cu، V، Co، Fe، Co and Ni in non-agricultural soils suggests a common source، i. e. derivation from parent rock units. Cu، V and Zn display a quasi-independent behavior within the groups that show geogenic and anthropogenic sources. The variable behavior of Pb، and As probably reflect various sources of these elements. In addition، Significant and moderate positive correlation of trace elements such as Cr (agricultural soils)، Ni، Co، Cu، Zn and V with Fe content indicate the strong affinity of these elements for Fe oxide in soil samples.
    Keywords: Soil contamination, Enrichment factor, principal component analysis, Hashtgerd, Iran