فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال یکم شماره 2 (تابستان 1387)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال یکم شماره 2 (تابستان 1387)

  • تاریخ انتشار: 1387/06/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد غفوری *، غلامرضا لشکری پور، صادق طریق ازلی صفحات 1-14
    در این مقاله پارامترهای ژئومکانیکی توده های سنگی و تمهیدات سیستم نگهدارنده مقدماتی برای تونل انتقال سد درونگر، بر اساس دو روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در روش تجربی از سه سیستم طبقه بندی RMR (طبقه بندی ژئومکانیکی توده سنگ)، Q (شاخص کیفی تونل بری) و GSI (اندیس مقاومت زمین شناسی) به منظور برآورد کیفیت توده سنگهای در برگیرنده تونل انتقال و برآورد سیستم نگهدارنده مقدماتی استفاده شده است. همچنین در روش عددی از روش اجزای مشخص) نرم افزار (UDEC استفاده شده است. آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره سنگ بکر، مدول الاستیسیته، وزن مخصوص، تخلخل و درصد جذب آب بر روی نمونه های سنگی بدست آمده از حفاری، در آزمایشگاه مکانیک سنگ انجام شد. همچنین به منظور تخمین پارامترهای مقاومتی توده سنگی (مانند مقاومت فشاری تک محوره توده سنگ، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته توده سنگ، ثابت های هوک – بران و پارامترهای مقاومتی موهر-کلمب) از معیار تجربی هوک - بران استفاده شده است. در نهایت اینکه با استفاده از دو روش تجربی و عددی بر میزان دقت و اعتمادپذیری طراحی تونل افزوده شده است.
    کلیدواژگان: ژئومکانیک، توده سنگ، تونل انتقال آب، اجزای مشخص، مقاومت
  • داریوش طاهری، عبدالهادی قزوینیان *، محمدرضا نیکودل، ماشاءالله خامه چیان صفحات 15-30
    رسوبات جوان سازند آغاجاری در جنوب و جنوب غربی ایران دارای بیرون زدگی های گسترده ای می باشند. به دلیل این گستردگی، ساختگاه تعداد زیادی از پروژه های عمرانی در این سازند واقع شده اند. بنابراین آشنایی با ویژگی های سنگ شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی واحدهای مختلف این سازند در پهنه زاگرس می تواند جهت تهیه یک بانک اطلاعات ژئوتکنیکی، مفید واقع شود. این بانک اطلاعاتی در مطالعات اولیه بسیاری از پروژه های مهندسی و تهیه نقشه های زمین شناسی مهندسی این پهنه، مورد استفاده خواهد بود. در این بررسی ضمن تفکیک این سازند به سه بخش شمال غربی، مرکزی و جنوب شرقی در پهنه زاگرس، پارامترهای ژئومکانیکی آنها بر اساس داده های بدست آمده از آزمون های آزمایشگاهی مکانیک سنگ و همچنین اطلاعات حاصل از پروژه های اجرا شده در این پهنه، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. به علاوه ضرایب تبدیل مقاومتی بر اساس نتایج آزمون های ساده و ارزان قیمت ارائه شده است. پایداری هر یک از واحدهای سنگی این سازند در برابر فرآیندهای هوازدگی با استفاده از آزمایش دوام پذیری نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در آزمایش های سه محوری ضمن تعیین سطوح مختلف تنش اصلی در هنگام شکست، پارامترهای φ، c، mi و ciσ محاسبه و شرایط انتقال از رفتار شکننده به شکل پذیر نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. ارزیابی اجمالی نتایج بدست آمده نشان می دهد که واحدهای سنگی سازند آغاجاری واقع در بخش مرکزی نسبت به دو بخش شمال غربی و جنوب شرقی این پهنه، دارای مقادیر مقاومتی بالاتری هستند. این نتیجه ممکن است به این فرضیه منجر شود که واحدهای این بخش احتمالا به دلیل قرار گرفتن در محدوده عملکرد گسل های امتدادلغز هندیجان و کازرون، فرآیندهای دیاژنتیکی را سریع تر طی کرده اند.
    کلیدواژگان: سازند آغاجاری، پهنه زاگرس، مقاومت فشاری تک محوری، شاخص بارنقطه ای، مقاومت کششی برزیلی، امواج الاستیک
  • سید داود محمدی، محمدرضا نیکودل *، حسن رحیمی صفحات 31-42
    استفاده از کاوشگرهای دینامیکی در ارزیابی های زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی نسبت به روش هایی مانند گمانه زنی اقتصادی تر، سریع تر و حمل آن به نقاطی با دسترسی دشوار راحت تر است. کاوشگر دینامیکیDCP نوع خیلی سبک کاوشگرهای دینامیکی با عمق کاوش 1 تا 2/1 متر است و در ارزیابی CBR اساس و زیراساس راه ها به کار رفته است. در این تحقیق امکان توسعه کاربرد این کاوشگر و اثر تغییر در زاویه راس مخروط نفوذ بر نتایج آن بررسی گردیده است. بررسی تکرارپذیری نتایج و توابع مختلف توزیع احتمال مربوطه، بر تکرارپذیر بودن نتایج حاصل از کاوشگر DCP دلالت دارد. با توجه به مقادیر ضریب تعیین (R2) بهترین توزیع احتمال نتایج حاصله، مربوط به توزیع لوگ نرمال و بعد از آن، توزیع نرمال است. بررسی اثر تغییر در زاویه راس مخروط در آزمایش هایDCP نشان داد که تکرارپذیرترین نتایج مربوط به مخروط با زاویه راس90 درجه بوده و مخروط با زاویه راس 30 درجه دارای بیشترین خطا می باشد. مخروط نفوذ استاندارد (60 درجه) نیز دارای دقت مناسبی بوده و نتایج آن قابل قبول است.
    کلیدواژگان: کاوشگر دینامیکی DCP، توابع توزیع احتمال، ضریب تغییرات، تکرارپذیری، زاویه راس مخروط
  • رضا طلایی *، محسن شریعت جعفری صفحات 43-62
    این پژوهش به منظور شناخت و بررسی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش های منطقه خلخال و بومی سازی مدلهای آماری انجام شده است. موارد استفاده نتایج آن در برنامه ریزی های توسعه مسکونی، عمرانی، کشاورزی، منابع طبیعی، زیست محیطی و اقتصادی خواهد بود. با شناسائی و ثبت زمین لغزش های منطقه با استفاده از عکس های هوایی موجود و پیمایش صحرائی و با تولید نقشه های پایه زمین شناسی، شیب، کاربری اراضی، بارش، پراکنش رودخانه ها، جاده ها، ابنیه ها و چاه های فاضلاب، در مقیاس 50000 :1، مطالعات آماری داده های تهیه شده با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری به روش جداول توافقی و آزمون مربع کای انجام شد. همچنین مقادیر ضرایب و توافق برای تک تک عوامل موثر محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که تفاوت های معنی دار بین نوع رده های مختلف عوامل و وقوع حوادث حرکات دامنه ای وجود دارد و میزان این اختلافات براساس نوع عامل متفاوت است. براساس ضرایب توافق، ترتیب تاثیر عوامل مختلف در وقوع لغزش های منطقه مشخص شده و با مقایسه مقادیر باقیمانده ها، موثرترین رده از هر عامل نیز تعیین گردید. نتایج نشان داد که عامل لیتولوژی در صدر عوامل موثر در وقوع لغزش های منطقه است. در نهایت با توجه به نوع عوامل موثر در وقوع لغزش های منطقه راهکارهای اولیه ای برای کاهش خسارات مستقیم و غیر مستقیم آنها پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، جداول توافقی، آزمون آماری مربع کای
  • شاهرخ حکیم خانی *، حسن احمدی، جعفر غیومیان صفحات 63-74
    به دلیل وجود مشکلات زیاد در کاربرد روش های سنتی ، روش انگشت نگاری، ردیابی یا بعبارتی منشایابی به عنوان روشی جایگزین و مناسب مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. در این روش ، خصوصیات فیزیکی ، ژئوشیمیایی و آلی رسوب و منابع رسوب برای تعیین منابع اصلی رسوب و اهمیت نسبی آنها مورد استفاده قرار می گیرند. در روش یاد شده با استفاده از ترکیبی مناسب از خصوصیات جدا کننده منابع رسوب، سهم منابع رسوب در تولید رسوب تعیین می شود. در این تحقیق، سعی شده است با بهره گیری از ترکیبی مناسب از عناصر ژئوشیمیایی که قادر به جداسازی واحدهای سنگ شناسی در یکی از زیر حوضه های حوضه ایستگاه پخش سیلاب پلدشت واقع در شهرستان ماکو از استان آذربایجان غربی است سهم واحدهای یاد شده تعیین شود. بعد از برداشت 106 نمونه معرف از واحدهای سنگ شناسی و 6 نمونه رسوب از انتهای حوضه نسبت به تجزیه 18 عنصر ژئوشیمیایی اقدام شد. با بهره گیری از روش تحلیل تشخیص، حدود 12 عنصر از 18 عنصر به عنوان ترکیب مناسب انتخاب شدند. در آخر با استفاده از ترکیب یاد شده و مدل های چند متغیره ترکیبی سهم واحدهای مارن، کنگلومرا، آهک و دولومیت، شیل و اسلیت و رسوبات کواترنری به ترتیب برابر با 9/53، 75/29، 85/8، 5/7 و 0 درصد بدست آمد. میانگین خطای نسبی تقریبا برابر با 5/17 درصد و متوسط ضریب کارایی مدل حدود 99/0 است. روش منشایابی رسوب به عنوان روشی با ارزش برای کسب اطلاعات از منابع رسوب تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: عناصر ژئوشیمیایی، منابع رسوب، واحدهای سنگ شناسی، پلدشت، تحلیل تشخیص، منشایابی
  • سیدحمیدرضا صادقی *، عبدالواحد خالدی درویشان، لیلا غلامی صفحات 75-86
    برداشت مصالح از بستر رودخانه ها منجر به تغییرخصوصیات هیدرولیکی و هندسی رودخانه شده و با افزایش گل آلودگی و طبعا انرژی جریان، ضمن تشدید فرسایش و ایجاد مخاطرات زیست محیطی، پارامترهای ریخت سنجی رسوبات بستر را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. تحقیق حاضر با هدف بررسی نقش برداشت دو معدن شن و ماسه بر خصوصیات ریخت سنجی رسوبات بستر در رودخانه «واز» واقع در استان مازندران صورت گرفت. به منظور انجام تحقیق پس از تعیین چهار مقطع قبل و بعد از محدوده های برداشت شن و ماسه، رسوبات بستر به روش ترکیبی نمونه برداری و مجموعه خصوصیات ریخت سنجی رسوبات بستر شامل میانگین، جورشدگی، چولگی، کشیدگی، نما، قطرهای ده، پنجاه و نود درصد، درصد شن، ماسه، سیلت و رس، قطرهای بزرگ، متوسط و کوچک، فاکتور شکل، قطر ظاهری، کرویت، گردشدگی، نسبت پهنی و بافت رسوبات تعیین شد. بررسی نتایج علاوه بر تائید شرایط نسبی هیدرولیکی مشابه در مقاطع قبل و بعد از معادن مورد مطالعه، نشان داد که فعالیت های برداشت شن و ماسه رودخانه ای بر تمام خصوصیات ریخت سنجی بررسی شده به غیر از کرویت و بافت رسوبات تاثیر داشته است.
    کلیدواژگان: برداشت شن و ماسه، ریخت سنجی رسوبات بستر، گراولومتر، رودخانه واز، استان مازندران
  • داود مختاری * صفحات 87-101
    در این مقاله نقش فعالیتهای زمین ساختی در سامانه رودخانه ای و ایجاد فضای رسوبگذاری برای رسوبات پلیوکواترنری دامنه جنوبی رشته کوهستانی میشوداغ به عنوان بخش مهمی از سامانه فرابوم فروبوم شمال دریاچه ارومیه در شمال باختری ایران، مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه عملکرد این فعالیت ها به همراه سایر فرآیندهای محیطی و زمین ریخت شناسی، تحمیل ساز و کارهای کنترلی متعدد بر چگونگی رسوبگذاری در محیط های رسوبی منطقه بوده است. بررسی های انجام شده بر روی رسوبات پلیو- کواترنری منطقه از طریق تفسیر نقشه های زمین شناسی و توپوگرافی، عکس های هوایی و به ویژه بازدیدهای میدانی، حاکی از وجود چندین مرحله فرگشتی در سامانه های رسوبگذاری بخش های مختلف منطقه می باشد. بر این اساس، پنج دوره فرگشتی برای رسوبات فوق با عناوین رسوبات کنگلومرای نیمه متراکم، Qt1، Qt2، Qt3و Qt4 طرح شده است و در هریک از آنها نقش فعالیت های زمین ساختی در ایجاد فضای رسوبگذاری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این پژوهش، سیمای توپوگرافی و زمین ریختی فعلی منطقه به شدت از فعالیت های زمین ساختی کواترنری متاثر شده است و بر طبق شواهد موجود فعالیت های زمین ساختی کواترنری مهمترین نقش را در ایجاد فضای رسوبگذاری و شکل گیری شبکه آبراهه ای ناموافق داشته اند. سابقه تشکیل شبکه رودخانه ای ناموافق با ساختار زمین شناسی منطقه به دوره بعد از کوهزایی پاسادنین و قبل از شروع رسوبگذاری واحد Qt1 بر می گردد. با توجه به این که شواهدی مبنی بر حرکات بالاآمدگی در هسته اصلی کوهستان در دوره های اخیر زمین شناسی و به ویژه در کواترنری وجود ندارد، لذا باید دلیل افزایش تدارک رسوبی رودخانه ها و بجاگذاری رسوبات کواترنری گسترده منطقه را در عوامل دیگری غیر از فعالیت های زمین ساختی مانند تغییرات اقلیمی جستجو نمود. با این حال شواهد ژئومورفولوژی مبتنی بر ویژگی های سامانه های رودخانه ای منطقه، حاکی از پائین رفتن بستر دریاچه ارومیه در اثر عملکرد گسل شرفخانه در پلئیستوسن پایانی و هولوسن است که همزمان با اثر تغییرات اقلیمی، افت سطح آب دریاچه ارومیه را سبب شده است. در مجموع، این مقاله مطالعه ای موردی را که می تواند به درک چگونگی برگشت چشم انداز در نواحی فعال زمین ساختی بیانجامد، در اختیار می گذارد.
    کلیدواژگان: تحلیل های زمین ساخت، رسوبی، رسوبات پلیو، کواترنری، رسوبات رودخانه ای، شبکه آبراهه ای ناموافق، فضای رسوبگذاری، دامنه جنوبی میشوداغ، شمال باختری ایران
|
  • M. Ghafouri *, Gh. Lashkaripour, S. Tarigh Azali Pages 1-14
    This paper presents the geomechanical parameters and the results of preliminary support design of the Daroongar diversion tunnel using some empirical and numerical methods. The rock mass rating (RMR), geological strength index (GSI) and rock mass quality (Q) systems were used for estimation of quality of rock masses properties for preliminary support design of tunnel. Also distinct element method (UDEC program) was used for stability analysis of the tunnel. Samples obtained from drilling were tested in the laboratory, included of uniaxial strength (UCS), deformation parameters, unit weight and porosity. In order to estimate strength parameters of rock mass (compressive strength of rock masses, tensile strength of rock masses, deformation modulus and Hoek-Brown constants) Hoek-Brown failure criterion was used.
    Keywords: Geomechanic, Rock mass, diversion tunnel, distinct element, strength
  • D. Taheri, A. Ghazvinian, M. Nikodel, M. Khamechian Pages 15-30
    Recent sediments of Aghajari formation are dominating parts of south and southwest of Iran. This has led to the fact that many of the important developing projects are located on this formation. Therefore a thorough understanding of geomechanical characteristics of various units of this formation could profit such projects at various stages of implementation. Furthermore, these studies would support formation of a geotechnical and geomechanical data bank that can be used in preliminary studies of engineering structures and preparing large scale engineering geological maps of the region.
    To undertake the proposed research systematically, the Zagros range was divided in three district of northwest, central and southeast. Then the geomechanical characterizations of Aghajari units were undertaken based on the results of rock mechanics laboratory tests and the information acquired from the executed projects in the region. Beside this, durability test of every unit of this formation also was carried out to evaluate the weatherability. The analyses of the test results yielded a comprehensive set of coefficients to evaluate the various mechanical strengths from some simple inexpensive laboratory tests, and the geomechnical behaviors of these rocks are studied. The strength conversion factors have been presented implicitly. The detailed triaxial tests revealed the principal stress response of the total set of the representative samples with respect to various confining pressures. Meanwhile, shear strength parameters c and φ were determined and the transition condition from brittle to ductile behavior evaluated. An assessment of the results inferred that the rock units of Aghajari formation in central part of the study area have higher strength parameters compared to two other adjacent units. This conclusion may lead to this hypothesis that due to confinement in two strike slip faults restriction, Kazerun and Hendijan faults, these rocks have undergone the diagenetic process more rapidly and intensely. The detail of the undertaken studies is presented in the paper.
    Keywords: Aghajari formation, Zagros Zone, point load index, Wave velocity, Durability Index, Brazilian test, Triaxial Test
  • S. D. Mohammadi, Mr. Nikodel *, H. Rahimi Pages 31-42
    Dynamic probing for the assessment of engineering geology and geotechnical projects is a cheaper, quicker and easier method than other methods. The Dynamic Cone Penetrometer is a light weight type of dynamic penetrometer. This device has used to determine CBR of pavement bases and sub bases up to 1 to 1.2 m depths. The aims of this study are to extend application of DCP and assessment of the tips angle effect on repeatability of DCP results. Assessment of the repeatability results and probability distribution functions show that the results are repeatable. The coefficient of determination (R2) show the best distribution functions are lognormal and then normal for the mean of results. Assessment of the effect of tip angle on repeatability is shown the tip with 90° angle is more repeatable than other tips.
    Keywords: Dynamic Cone Penetrometer, probability distribution, Coefficient of variation, Cone tip angle
  • R. Talaei *, M. Shariat Jafari Pages 43-62
    Landslides, which happen usually in rural regions of southwest Khalkhal, not only cause considerable economic loss, but also provide social and cultural damages. This may effect the development project that are going to be implement in this area. This study was conducted to understand and analyze the contributing factors to these landslides and slope movements, so that the findings could be used in planning different projects such as new construction developments, improvement of agriculture, protecting the soil resources, environmental issues, and economic activities. After identifying all the landslides of the region, based on the existing aerial photos and the compiled field data, basic geological maps, slope gradients, land use, distribution of the landslides, annual rainfall, and length of the rivers and roads, the area of the buildings and the number of the waste water wells were prepared at 1:50000 scale. Then , statistical analysis based on cross table and chi – square method were applied. The coefficient values and the correlation of each factor with the landslides and slope movements were calculated and compared with one another. The results showed that there are significant differences between different types of factors and their contribution to slope movements, and the degree of difference varied from factor to factor. The results also showed that rock composition is the main factor which contributed to landslide occurrence. Other factors such as land use, distance from major faults, slope condition and rivers’ undercutting played a role obtained in landslide occurrence. Based on the results, practical and scientific methods were recommended for lowering the amount of direct and indirect damages.
    Keywords: Landslide, cross table, chi-square analysis, damages
  • Sh. Hakimkhani *, H. Ahmadi, J. Ghayoumian Pages 63-74
    Because of the many problems associated with traditional procedures for identifying sediment sources, fingerprinting method, based on physical, chemical and organic properties of sediment and source materials, are increasingly being used as a valuable and effective alternative approach to assembling such information. In this method, a suitable composite (set) of diagnostic properties and a multivariate mixing model are employed to estimate the relative contributions of sediment sources to sediments yield. In this study, using a suitable composite of geochemical elements capable of discriminating subareas underlain by individual lithological types of the study basin and a multivariate mixing model, the contributions of lithological types to sediments yield were determined. The study basin is the main subbasin of Pouldasht water spreading station basin, located in Makoo township, West Azarbaijan province. The lithological subereas were categorized in five groups as sediment sources. Over 106 representative source material samples and 6 sediment samples were collected from lithological groups and sediments deposited in the river bed respectively. Then, the samples were analyzed to determine the concentrations of 18 geochemical elements. 12 out of the 18 geochemical elements were selected as a suitable composite fingerprint using discriminant function analysis. Mean contributions from the lithological subereas of Marl, Conglomerate, Limestone and dolomite, Shale and Slate, and Quaternary sediments were estimated to be 53.9, 29.75, 8.85, 7.5 and 0 percent respectively. Mean absolute error and model efficiency of the method were estimated to be 17.5% and 0.99 respectively. The fingerprinting approach to source ascription is seen as providing valuable information regarding sediment sources in the study basin.
    Keywords: Geochemical elements, Sediment sources, Lithological types, Pouldasht, Source fingerprinting method, Discriminant function analysis
  • S. Hr. Sadeghi *, A. Khaledi, L. Gholami Pages 75-86
    Exploitation of materials from river beds changes hydraulic and geometric characteristics of rivers which increases the flow turbidity and flow energy. It consequently accelerates erosion, causes environmental hazards and also affects the bed sediment morphometyric characteristics. The present research was conducted in Vaz River located in Mazandaran Province, Iran, to study the effects of exploitation of two sand and gravel mines on morphometric characteristics of bed sediment. To achieve the study purpose, four cross sections were selected in the study river before and after each mine. The bed sediment were then sampled using combining technique and the important bed sediment characteristics viz. mean, standard deviation, skewness, kurtosis, mode, d10,d50, d90, gravel, sand, mud, large, medium and small diameters, shape factor, nominal diameter, sphericity, roundness, width ratio and sediment texture were then determined. The results of the study, despite of general similarities in hydraulic characteristics of cross sections before and after mines, revealed that the sand and gravel mining activities have had significant effects on all of the studied morphometric characteristics except sphericity and sediment texture.
    Keywords: Sand, gravel mining, Bed sediment morphometry, Gravelometer, Vaz River, Mazandaran, Iran
  • D. Mokhtari * Pages 87-101
    This study investigates the role of tectonic activities in fluvial systems and produce of accommodation space for Plio-Quaternary sediments of Southern slope of Mishow-Dagh horst which is an important structural element within the horst-graben system of north of the Orumia Lake, northwest of Iran. The result of these activities and other environmental and geomorphologic processes has been to impose control mechanisms in quality of sedimentation in sedimentary environments of the study area. Investigations on Plio-Quaternary sediments via interpretation of geological, topographical and areal photos and especially field studies, indicate that several evolution stages are occurred in sedimentary systems in the study area. Based on all constraints, a five stage evolutionary model of deposits as moderately consolidated conglomerate, Qt1, Qt2, Qt3 and Qt4 are proposed and then, the role of tectonic activities assessed on each of them. The results of study showed that present topographic and geomorphologic landscape of study area hardly influenced by Quaternary tectonic activities and this factor was played the main role in produce of accommodation space and formation of transverse drainage network. The record of formation of transverse drainage network referred to after the Pasadanian orogeny and before the beginning of stage Qt1 sedimentation. Since there are not witnesses based on uplift movements in central part of Mishow-Dagh in recent geologic times and especially Quaternary, therefore, it should be look for the reason of the increase in sediment yield of fluvial systems and spread sedimentation in Quaternary, in other factors such as climatic changes. However, geomorphologic witnesses based on fluvial systems properties, indicate that the Orumia Lake bed subsided in Pleistocene and Holocene as the result of Sharafkhaneh fault activities, that probably synchronous to Quaternary climatic changes(?) caused falling of Orumia Lake water surface. In particular, this paper provides a case study that contributes to the understanding of landscape development within tectonically active zones.
    Keywords: Tectono-sedimentary analysis, Plio-Quaternary sediments, Fluvial sediments, Transverse drainage network, Accommodation space, Southern slope of Mishow-Dagh, Northwest of Iran