فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال هشتم شماره 4 (زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/08/29
  • تعداد عناوین: 7
|
  • آرش شارقی، مسعود عامل سخی، عبدالله سهرابی بیدار صفحات 2389-2412
    بررسی حرکات نیرومند زمین تا زمانی که ارتعاشات ناشی از آن به سازه برسد از دو دیدگاه مهندسی ژئوتکنیک (تحلیل ساخت گاه) و مهندسی زلزله (تحلیل رفتار زمین)، دارای اهمیت فراوان است. دقیق ترین روش های ریزپهنه بندی ژئوتکنیک لرزه ای بر تحلیل های دینامیکی یک بعدی متکی هستند که سطح زمین را افقی فرض می کنند، درحالی که در بسیاری از مناطق به دلیل وجود توپوگرافی های متفاوت، پاسخ های گوناگونی در سطح زمین در اطراف ناهمواری دریافت می شود. در این مطالعه از نرم-افزار تفاضل محدود FLAC دوبعدی برای تحلیل تپه ای ذوزنقه ای شکل با ضرایب شکل مختلف استفاده شده است. این ناهمواری ها تحت رکورد های زلزله حوزه دور قرار گرفته و بزرگنمایی های مربوطه به صورت بی بعد با نتایج حاصل از تحلیل-های یک بعدی مقایسه شده اند. بررسی نتایج این دو روش آنالیز در نقاط مختلف بر روی ناهمواری و اطراف آن، بیانگر تفاوت-های قابل ملاحظه ای است که ضرورت تحلیل های دو بعدی در زمینه ژئوتکنیک لرزه ای را آشکار می سازد.
    کلیدواژگان: امواج لرزه ای، توپوگرافی، تاثیر ساختگاه، بزرگنمایی
  • عزت صفاری، رسول اجل لوییان صفحات 2413-2434
    سدهای زیرزمینی از فن آوری های سازگار با طبیعت بوده که در مدیریت منابع آب، بویژه جلوگیری از خروج بدون استفاده ی آبهای زیرزمینی قابل مصرف، بسیار کار آمد می باشند. این سدها سازه هایی هستند که جریان طبیعی آب های زیرزمینی را مسدود نموده و سبب ایجاد ذخایر آبی در زیر زمین می گردند. بررسی خصوصیات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی آبرفت های مخزن این نوع سدها حائز اهمیت می باشد. بدین لحاظ در تحقیق حاضر ویژگی آبرفت های مخزن سد زیرزمینی ماست بندی واقع در 15 کیلومتری جنوب اردستان مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آبرفت های پوششی مخزن به صورت آزمایشگاهی و برجا تعیین گردیده است. نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان می دهد این آبرفت ها از نوع خاک دانه ای متراکم و غیر یکنواخت با خاصیت غیر خمیری می باشند. این رسوبات از نظر نفوذپذیری در رده ی خاک های با نفوذپذیری متوسط تا زیاد قرار می گیرند. با توجه به تخلخل بدست آمده از این آزمایشات، در صورت اجرای سد زیرزمینی هم سطح، حجم مخزن معادل حدود 000‚200 متر مکعب می باشد.
    کلیدواژگان: کلید واژه ها: سدزیرزمینی، مکانیک خاک، آبرفت، اردستان
  • عباس مهدویان، عباس فتحی آذر کلخوران صفحات 2435-2462
    مشاهدات عینی در زلزله های گذشته، تجربیات و مدلسازی های انجام شده توسط محققان نشان می دهد که جنبش نیرومند زمین تحت تاثیر پارامترهای مختلفی مانند مشخصات منبع لرزه، مشخصات مسیر عبور امواج زلزله و در نهایت رفتار خاک ساختگاه مورد مطالعه قرار دارد. با توجه به این موضوع در این مقاله به برسی رفتارغیر خطی خاک در سطح شهر ارومیه پرداخته شده است. ابتدا روش مورد استفاده برای آنالیز رفتار غیرخطی خاک شامل مدل رفتاری و شبیه سازی معادله حرکت خاک های لایه ای در حوزه ی زمان مورد برسی قرار گرفته است. سپس خصوصیات ژئوتکنیکی لایه های زیرسطحی شهر ارومیه تفسیر شده است. نتایج تحلیل خطر لرزه ای برای سنگ بستر شهر برای سه سطح خطر بدست آمده. سپس با استفاده از شتابنگاشت های مصنوعی تولید شده بر اساس نتایج تحلیل خطر لرزه ای، آنالیز یک بعدی ستون خاک انجام شد. در مرحله بعدی به مقایسه بیشینه شتابها در سطح زمین با مقادیر دامنه شتاب درسنگ بسترلرزه ای پرداخته شده است. بدنبال آن مقادیر دامنه طیف شتاب بدست آمده درسطح زمین با مقادیر دامنه طیف شتاب سنگ بسترلرزه ای در پریودهای مختلف مقایسه و ضریب بزرگنمایی در پریودهای مختلف را بدست آوردیم. سپس این نتایج را به صورت منحنی های هم میزان به منظور نشان دادن مقدارحداکثر بزرگنمایی درپریودهای مختلف تهیه شد. با تهیه نقشه های هم مقدار بزرگنمایی درپریودهای مختلف و نتایج مطالعات ژئوتکنیک توانستیم بستر آبرفتی شهرستان ارومیه را به پنج بخش تقسیم نموده و طیف بزرگنمایی خاک برای هر بخش را ارائه نماییم.
    کلیدواژگان: تحلیل دینامیکی غیرخطی، تاثیر ساختگاه، تحلیل خطر لرزه ای، طیف بزرگنمایی
  • محمدحسین قبادی، اعظم قربانی صابر، حسن محسنی، علی ارومیه ای صفحات 2463-2486
    شناخت خصوصیات زمین شناسی مهندسی سازندهای کربناته ایران به منظور تهیه یک بانک اطلاعاتی ضروری است. در این پژوهش ضمن انجام بررسی های صحرایی، مطالعات آزمایشگاهی به منظور تعیین خصوصیات سنگ شناسی، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بر روی پنج تیپ از سنگ آهک های سازندهای ایلام-سروک صورت گرفته است. با توجه به داده های به دست آمده ارتباط بین خصوصیات سنگ شناسی با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بررسی شده است. جهت بررسی ارتباط ویژگی های فیزیکی و مکانیکی از نرم افزار IBM SPSS Statistics (version 19.0) استفاده شد. روابط به دست آمده ضرایب همبستگی مناسبی دارند. با توجه به مطالعات مقاطع نازک سنگ عمده نمونه ها بر اساس رده بندی فولک، بایو میکرایت هستند. خمیره آهکی تیره حاوی ماده آلی و احتمالا کانی های رسی است. محیط تشکیل اکثر سنگ های آهکی مورد مطالعه عمیق بوده است. سنگ آهک های ایلام – سروک سخت شدگی زیاد و تخلخل پایین دارند و دارای دانسیته متوسط تا زیاد می باشند. سنگ های مذکور از دیدگاه دوام پذیری در رده خیلی مقاوم قرار می گیرند. مقاومت تراکمی تک محوری آنها متوسط تا زیاد می باشد. از لحاظ تراوایی سنگ هایی نفوذ ناپذیر هستند. با توجه به رده بندی مهندسی سنگ بکر سنگ آهک های ایلام – سروک در رده CM و CL قرار می گیرند. مطابق با آزمایش انحلال پذیری سنگ آهک، متوسط ثابت سرعت انحلال سنگ آهک ها برابر با 6- 10 × 39/1 متر بر ثانیه محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: کلید واژه ها: خصوصیات زمین شناسی مهندسی، سنگ آهک، سازندهای ایلام، سروک، خرم آباد
  • موسی کردوانی، ناصر حافظی مقدس، رمضان رمضانی اومالی صفحات 2487-2512
    ساختگاه سد استقلال میناب در شرق شهرستان میناب واقع در استان هرمزگان قرار گرفته است. مطالعات درزه آماری در 10 ایستگاه بر روی توده های سنگی جناح های سد حاکی از وجود تعداد 4 دسته درزه اصلی می-باشد. سپس حضور گسل فعال میناب در مخزن سد و هندسه ناپیوستگی ها (درزه ها و لایه بندی) نقش مهمی در فرار آب از مخزن سد دارند. برای ارزیابی این میزان فرار آب، نفوذپذیری توده های سنگی رخنمون یافته در مخزن سد توسط مدل تجربی HC تخمین زده شده است. برای این منظور، RQD، GSI و دیگر خصوصیات ناپیوستگی های رخنمون های سنگی محدوده مخزن سد در مطالعات صحرایی اندازه گیری شدند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نفوذپذیری توده های سنگی جناح های چپ و راست سد از 6- 10 × 14/9 تا 5- 10 × 02/2 متر بر ثانیه متغیر می باشد. همچنین میزان آبگذری برای سه حالت مختلف حداقل، میانگین و حداکثر تراز آب در مخزن محاسبه شد که برابر با 14/0، 20/0 و 29/0 متر مکعب بر ثانیه می باشد. نتایج حاضر نشان می دهد که ناپیوستگی هایی با امتداد شرقی – غربی و شمال شرق – جنوب غرب و همچنین پهنه برشی گسل میناب بیشترین تاثیر را در فرار آب از مخزن سد دارند.
    کلیدواژگان: کلمات کلیدی: سد میناب، گسل میناب، فرار آب، سیستم HC، نفوذپذیری توده های سنگی
  • محمد علی معروف، جعفر بلوری بزاز صفحات 2513-2536
    خاک های رمبنده معمولا دارای ساختار باز بوده و پیوند بین ذرات ضعیف می باشد. این خاک ها به صورت سست رفتار کرده و در صورت اشباع شدن بدون تغییر در بار وارده و یا قرار گرفتن تحت نیروی ارتعاشی نشست زیادی کرده و ظرفیت باربری آن به شدت کاهش می یابد.
    در تحقیق حاضر مقابله با خاک های رمبنده ی محدوده شمال شرق شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات انجام شده در آزمایشگاه و آزمایشات در محل نشان می دهد که خاک به افزایش رطوبت شدیدا حساس بوده و در صورت اشباع شدن، نشست اضافی قابل توجهی را در مدت زمان کوتاه ایجاد خواهد نمود. بنابراین می توان این خاک را دارای پتانسیل رمبندگی دانست. با توجه به احداث سازه های ریلی و احداث ساختمان در محل پروژه در اثر ارتعاش ناشی از عبور قطار ویا مرطوب شدن خاک، نشست زیاد خاک می تواند برای سازه های ریلی و ساختمان های موجود مشکل ایجاد کند و بنابراین باید خاک محل اصلاح و بهسازی شود.
    به منظورمقابله با خاک های رمبنده محل پروژه و بهسازی آن روش های گوناگون از جمله جلوگیری از مرطوب شدن خاک، تراکم خاک، جایگزینی مصالح، استفاده از پی های عمیق، تثبیت با مصالح درشت دانه، تثبیت با آهک، تثبیت با سیمان و تثبیت با سیمان و مصالح دانه ای ارزیابی شده و بهترین روش با توجه به مشخصات سایت، ویژگی های سازه های احداثی و ملاحظات اجرایی و اقتصادی انتخاب شده است. با توجه به قرار گیری سازه های احداثی در محدوده شهری، خاک ریز دانه ی محل، ملاحظات اقتصادی، مدت زمان اجرا و امکانات موجود بهسازی خاک با آهک به عنوان بهترین روش پیشنهاد شده است.افزودن آهک به خاک علاوه بر بهبود خواص مقاومتی خاک در کوتاه مدت و بلند مدت، سبب کاهش تورم و کاهش نفوذپذیری می شود. این خواص عملکردی آهک، آنرا در کوتاه مدت و بلند مدت از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر می کند.
    کلیدواژگان: خاک های رمبنده، ساختمان ها و سازه های ریلی، مقابله با رمبندگی، بهسازی خاک، تثبیت با آهک
  • محمد نخعی صفحات 2537-2558
    خصوصیات هیدرولیکی، فیزیکی و حرارتی خاک به منظور پیش بینی دقیق تاثیر حرارت خاک بر چگونگی نمو دانه، نگهداشت آب در خاک، هدایت هیدرولیکی محیط غیراشباع و جریان بخار آب در خاک ضروری می باشد. در مطالعه حاضر با استفاده از مطالعات ژئوفیزیکی و حرارت سنجی به تعیین خصوصیات هیدرولیکی و حرارتی محیط متخلخل غیراشباع پرداخته شد. منطقه مورد مطالعه در 45 کیلومتری غرب تهران در پردیس دانشگاه خوارزمی در شمال غربی شهر کرج واقع شده است.از تزریق آب با دمای 50 درجه سانتیگراد و ثبت داده های حرارتی محیط به مدت 3255 ثانیه از شروع نشت توسط 6 حسگر حرارتی برای جمع آوری داده های مورد نیاز حل معکوس استفاده شد. از 48 داده حرارت اندازه گیری شده توسط حسگر نصب شده در عمق 50 سانتیمتری و 48 داده برداشت شده از تغییرات دمایی آب تزریقی در حلقه نفوذ برای تعیین پارامترهای هیدورلیکی و حرارتی استفاده شد. در این مطاالعه 121 سونداژ ژئوالکتریکی به روش ونر، شلومبرژه و قطبی- قطبی برداشت شد. آرایه های ونر و قطبی- قطبی برای ردیابی و به تصویر در آوردن آلودگی استفاده شد. با اطلاعات حاصل از این سونداژها نوع لیتولوژیکی و عمق، ضخامت منطقه غیراشباع تعیین گردید. بررسی و تحلیل منحنی سونداژهای به دست آمده از این سونداژها نشان داد که عمق سطح ایستابی در 75 متری می باشد. لایه بالای (منطقه غیراشباع) از نوع آبرفتی بوده که خود از سه بافت تشکیل شده است.
    کلیدواژگان: محیط غیراشباع، ژئوالکتریک، HYDRUS، 2D، پارامترهای هیدرولیکی خاک، پارامترهای حرارتی خاک
|
  • Arash Shareghi, M. Amelmelsak, A. Sohrabi Bidar Pages 2389-2412
    Evaluation of strong ground motion up beneath the construction is important in both geo technical engineering (site effect) and earthquake engineering aspects (analysis of earth behavior). The most precise methods of micro zonation in geotechnical engineering is based on one dimensional dynamic analysis، in which ground surface is supposed to be horizontal، however in many cases، because of variety of topography conditions، recorded responses are different on the top of topography and their corners. In this study، FLAC 2D software as a finite difference software، is used to analysis the trapezoidal hill with different shape ratios. These topography models are analyzed by far field earthquake records، and their dimensionless amplification ratios are compared with obtained results of one dimensional analysis. Assessment of these two analysis methods in some points on the topography and around it، demonstrated considerable differences that evident necessity of two dimensional analysis in earthquake geo technical engineering.
    Keywords: Earthquake waves, site effect, Amplification, Topography
  • Azat Safary, Rasol Ajalloeyan Pages 2413-2434
    Subsurface dams are technologies that are adaptable to nature and can be efficient for water resources management، especially for preventing unused underground water from exiting. These dams are structures that block the natural flow of underground water and cause water supplies to be underground. Further that investigated the engineering geological and geotechnical characteristics of reservoir alluvium have been important. In this study investigated characteristic of reservoir alluviums Mastbandy underground dam located in 15 kilometer to the south west of Ardestan. Therefore determined physic and mechanic characteristics alluviums reservoir coverer in form laboratory and field. The results of the experiments show that alluvium are of the kind which is dense granular and non-uniform with no plasticity. These sediments regarding permeability are categorized as being medium to high. Careful porosity gain of this tests in face creation underground dam surface، that is capacity reservoir equal about 200000 cubic meter. Load and unload as a result of charging and discharging of water، lead to settlement. For attention that reservoir particles are to form more often by sand and gravel and small quantity of silt. Settlement on the alluviums reservoir are from the type at once. For attention mechanical parameters gain، rate settlement for unit area in case that reservoir is decharge of the water equal to 16 milimeter.
    Keywords: subsurface dam, soil mechanic, alluvium, ardestan
  • Abbas Mahdavian, Abbas Fathi Azar Kalkhoran Pages 2435-2462
    Direct observations from past earthquakes، experiences and modeling carried out by researchers، have shown that the ground motion during earthquakes is impacted by a great variety of factors such as specific site-soil behavior، source and path effects. With respect to the subject، the nonlinear behavior of Urmia city’s sediment has been studied in this paper. First the methodology of soil nonlinear response analysis، including the constitutive model and dynamic equation of motion for horizontally layered soils and it’s time domain solution has been investigated. Afterwards، geotechnical properties of underlying soil for Urmia city have been interpreted. Seismic hazard maps of seismic geotechnical bedrock have prepared for 3 hazard levels. One- dimensional ground response analysis has conducted. Synthesized acceleration time histories for analysis according to regional seismic hazard analysis and the maximum ground acceleration and response spectra in ground surface have been calculated and compared with maximum ground acceleration and response spectra of bedrock and then the amplification spectra of the surface was obtained. Finally according to geotechnical information and estimated amplification factors، the Urmia city is divided into five regions and amplification spectrum for each region has been proposed.
    Keywords: Nonlinear dynamic analysis, site effect, seismic hazard analysis, amplification spectrum
  • M. H. Ghobadi, A. Ghorbani, H. Mohseni, Ali Uromeiea Pages 2463-2486
    Knowing engineering geological characteristics of carbonate formations are necessary for database. In this research، using petrological study and mechanical tests on 5 types of Ilam-Sarvak formations limestones in Khorramabad city، their engineering geological characteristics were determined and the relations between physical and mechanical properties have been analyzed. IBM SPSS Statistics (version 19. 0) software was used for determination of relations. The relations have high correlation. According to study of thin sections our rocks are biomicrite. Limestones of Ilam-Sarvak formations have high hardening and low porosity. These rocks are in medium to high density، very resistant durability index، medium to high UCS and high point load strength category. These rocks are also impermeable. Based on the UCS، modulus ratio of the intact rock engineering classification the limestones are CM and CL. According to solubility test، the solution velocity constant was 1. 39×10-6 m/s.
    Keywords: Engineering geological properties, Limestone, Ilam, Sarvak formations, Khorramabad
  • M. Kordavani, N. Hafezi Moghadas, Ramazan Ramazani Omali Pages 2487-2512
    The Minab (Esteghlal) dam site is located in east of Minab city in Hormozgan province and in the vicinity of active fault of Minab. Joint studies in the ten stations on the rocks masses around the reservoir of dam demonstrations the four main joint sets. For assessment of this idea، the permeability of rock masses outcrops in the reservoir is estimated by HC experimental model. For this، the RQD، GSI and other characteristics of discontinuities in rocky outcrops in dam reservoir are measured in field studies. The results show that the permeability of left and rock dam embankments change from 9. 14 × 10-6 up to 2. 02 × 10-5 m/s. Also the water lost for three different condition of minimum، mean and maximum level of water table are 0. 14، 0. 20 and 0. 29 m3/s. The results indicate that the discontinuities with trend of east – west and northeast – southwest and also shear fault zone of Minab have main effects in leakage of reservoir
    Keywords: Minab dam, Minab fault, water leakage, HC System, Hydraulic conductivity
  • Mohammad Ali Maroof, Jafar Bolouri Bazaz Pages 2513-2536
    The collapsible soils are usually known as soils with open structure and weak bonding between particles. The behavior of such soils is similar to very loose soils. This type of soils، when saturated without any changes in loading or subjecting vibratory loads، experiences huge settlements. The present research، deals with investigation on collapsible soils located in the North East of Mashhad. The results of laboratory and in situ tests show that collapsible soil in this region was very sensitive to the increasing of moisture degree. This means that an increase in soil moisture content، significant excess settlement occurs during short time. This indicates that soil in this region suffers from high potential collapsibility. The huge soil settlement will lead the stability of existing structures to be at risk. It is، therefore، necessary the collapsible soil in the region to be improved. For soil improvement، many techniques including moisture mitigation and soil replacement or compaction may be employed. Also stabilization of soil with lime، cement or coarse aggregates are practical methods. The most effective method can be employed according to the site specification، structural characteristics and economic constructions. The results of the present research indicate that stabilization of soil lime is the most appropriate method for increasing bearing capacity of soil and reducing structural settlement.
    Keywords: Collapsible Soil, Buildings, Railway Structuresdeals, deal with collapsibility, soil improvement, stabilization with lime
  • M. Nakhaei Pages 2537-2558
    By the time the grow of global population، increasing human demand for agricultural products and optimal use of water and preventing environmental degradation caused by industrial and agricultural pollutants made nowadays the modeling of water flow and contaminant migration in porous media is of great importance. For water flow and contaminant migration modeling we need detailed knowledge of the porous medium hydraulic parameters including hydraulic conductivity and water retention characteristic curve. Also on agricultural issues such as seed germination and continuing growth، information on the soil hydraulic properties، physical and thermal conductivity and In order to accurately predict the effect of soil temperature on the growth of grain، water retention in the soil is necessary. In the present study using geophysical and thermal studies the characterization of hydraulic parameters of unsaturated porous media was studied. The study area is located 45 km West of Tehran and the northwestern city of Karaj (Hesarak District) on the campus of Kharazmi University. Warm Water with temperature of 50° C injected and ambient temperature data recorded during the 3255 seconds began by installing a second thermal sensor used to collect the data needed for the inverse solution. From 48 temperature data which have been collected from the injection water in the ring and 48 data from sensor installed at depths of 50 cm were used for thermal hydraulic parameters estimation. In this study، the injection of saltwater into a 2 × 2 m hole into the aquifer was used and the saltwater movement mapped with geoelectrical methods. At this stage 121 geoelectrical Soundage with Wenner-Shlumberger configuration were used. The Soundage was used to determine the direction and velocity of the salt water، the lithology، depth and thickness of unsaturated zone.