فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال دوم شماره 3 (پاییز و زمستان 1388)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال دوم شماره 3 (پاییز و زمستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/12/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید داود محمدی *، غلامرضا خانلری، لیلا احمدی صفحات 1-12
    به طور کلی بهره گیری از امکانات محلی و دسترسی به منابع قرضه مناسب و با صرفه اقتصادی در هر پروژه عمرانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این راستا، سنگ های آهکی به طور وسیعی برای احداث پروژه های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از فاکتورهایی که به عنوان عامل تمایز در سنگ های آهکی استفاده می شود، بافت سنگ های آهکی می باشد. در این پژوهش با در نظر گرفتن بافت به عنوان عامل متمایز کننده سنگ های مورد مطالعه، به بررسی مقاومت و دوام شش نمونه از سنگ آهک های استان همدان از طریق آزمایش سلامت سنگ پرداخته شده است. هدف از انجام این پژوهش دستیابی به نوعی از سنگ آهک می باشد که از نظر بافت و خصوصیات زمین شناختی در مقابل خوردگی ناشی از ترکیبات شیمیایی مقاوم بوده و کمترین تاثیرپذیری را از این نظر داشته باشد و در واقع کمترین میزان زوال را از خود نشان دهد. بررسی تاثیر بافت بر افت وزنی نمونه ها در آزمایش سلامت نشان می دهد که در سنگ های آهکی، بافت هایی که یکپارچگی در ساختار و همچنین نوع کربنات تشکیل دهنده آنها مشاهده می گردد، رفتار بهتری را نشان می دهند. همچنین در تمام نمونه هایی که دارای بافت و ترکیب یکنواختی بودند، مصالح درشت دانه، با محدوده اندازه 5/37 تا 50 میلی متر، دوام پذیری بالاتری را احراز نموده اند. بنابراین، بافت؛ یک عامل مهم و موثر بر دوام و مقاومت سنگ های آهکی در برابر خوردگی بوده و باید در کنار اندازه ذرات مصالح، به عنوان فاکتور تعیین کننده در ارزیابی دوام مطرح گردد.
    کلیدواژگان: منابع قرضه، اندازه دانه ها، بافت سنگ، سولفات سدیم، سولفات منیزیم
  • حمیدرضا سلوکی، ماشااله خامه چیان *، ناصر حافظی مقدس، سید کاظم علوی پناه صفحات 13-26
    در منطقه سیستان به دلیل شرایط خاص آب و هوایی(اقلیم خشک)و نیز وزش بادهای شدید (از جمله بادهای یکصدوبیست روزه)، فرسایش بادی یکی از عوامل مهم ایجاد تغییر شکل در زمین است که باعث تغییر خصوصیات مهندسی خاک نیز می گردد. جهت بررسی نقش فرسایش بادی در تغییر خصوصیات خاک های منطقه، از چهار محدوده ی مختلف شامل، نقاط فاقد پوشش در دریاچه هامون، نقاط واجد پوشش در دریاچه هامون، زمین های بایر و زمین های کشاورزی بدون کشت در دو سال 1385 و 1387 نمونه گیری به عمل آمده است. همچنین آزمون های برجا برای تعیین دانسیته در محل و مقدار مقاومت زهکشی نشده ی خاک و آزمون های آزمایشگاهی برای تعیین دانه بندی، حدود اتربرگ و حداکثر دانسیته خشک انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که حد روانی و مقدار چسبندگی خاک، در زمین های رسی بدون پوشش گیاهی و زمین های کشاورزی، باگذشت زمان کاهش می یابد و خاک های رسی به سمت سیلتی شدن پیش می روند. با کاهش چسبندگی، خاک ها بیشتر از پیش مستعد فرسایش پذیری می شوند. دانسیته برجای خاک ها در نقاطی که لایه های سست سطحی فرسایش می یابند افزایش می یابد و حداکثر به 2 گرم بر سانتی متر مکعب می رسد.
    کلیدواژگان: دشت سیستان، فرسایش بادی، خصوصیات مهندسی خاک، سیلتی شدن
  • رسول دادخواه *، رسول اجل لوییان، زهرا حسین میرزایی صفحات 27-30
    منطقه معدنی آلومینای جاجرم در شمال کویر جاجرم در حاشیه جنوبی زون تکتونیکی کپه داغ و در انتهای شرقی البرز شرقی قرار گرفته است. به دلیل شرایط تکتونیکی این ناحیه ساختارها و ناپیوستگی های متعدد و عمده ای در منطقه به وجود آمده است که از جمله مهم ترین و بزرگ ترین ساختارهای این ناحیه می توان به تاقدیس کوه زو اشاره نمود. این تاقدیس عموما روند شرقی غربی از خود نشان می دهد. در این منطقه سازند های مبارک با سن کربنیفر، سازند الیکا با سن تریاس و سازند شمشک با سن ژوراسیک رخنمون پیدا کرده اند. ارتفاعات این منطقه دارای روند شمال شرقی جنوب غربی است که با ساختار تکتونیکی البرز شرقی مطابقت دارد. به منظور بررسی ناپایداری و ریزش در این منطقه معدنی، برداشت مشخصات ناپیوستگی ها انجام شده و سپس جهت طبقه بندی توده های سنگی، از سه روش رده بندی ژئومکانیکی (RMR)، شاخص کیفی تونل زنی در سنگ (Q) و اندیس مقاومت زمین شناسی (GSI) استفاده شده است. بر اساس طبقه بندی GSI، ویژگی های ژئومکانیکی توده سنگ های این منطقه معدنی تعیین شده و در نهایت براساس پارامتر های ژئومکانیکی و ناپیوستگی های ساختاری، تحلیل پایداری صورت پذیرفته است. بر اساس این تحلیل عامل اصلی ناپایداری در این محدوده معدنی را می توان به تاثیر ناپیوستگی های موجود مرتبط دانست.
    کلیدواژگان: ناپیوستگی ها، پارامتر های ژئومکانیکی، RMR، Q، GSI، ناپایداری شیب های سنگی، جاجرم
  • محمدحسین قبادی *، علیرضا علیجانی صفحات 41-52
    گرانیتوئیدها و هورنبلندگابروهای منطقه الوند همدان دارای خصوصیات زمین شناسی مهندسی متنوعی هستند. این تنوع روی عملیات معدنکاری، تونل بری، پایداری شیب و استفاده از آنها به عنوان سنگ های ساختمانی تاثیر می گذارد. تفاوت در خصوصیات زمین شناسی مهندسی این سنگ ها متاثر از بافت و ویژگی های کانی شناختی است. هدف ازاین پژوهش بررسی روابط بین خصوصیات پتروگرافی با ویژگی های زمین شناسی مهندسی سنگ ها است. بدین منظور 90 نمونه از گرانیتوئیدها (مونزوگرانیت و سینوگرانیت) و هورنبلندگابروهای توده باتولیتی الوند تهیه گردیده و به منظور تعیین ویژگی هایی مانند درصد جذب آب، تخلخل، وزن واحد حجم (خشک، مرطوب، اشباع) شاخص خطی ریزترک ها، مقاومت فشاری تک محوری، شاخص مقاومت بار نقطه ای، مدول الاستیسیته و سختی اشمیت مورد آزمایش قرار گرفتند. روابط بین این خصوصیات و ویژگی های پتروگرافی بررسی گردید. از برقراری ارتباط بین این ویژگی ها مشخص شد که در تعیین خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ، اهمیت ویژگی های بافتی بیشتر از خصوصیات کانی شناسی می باشد. بدین معنا که خصوصیات دانه ها مانند شکل و اندازه، نوع تماس با یکدیگر، درجه قفل شدگی ذرات و شاخص ریزترک ها تاثیر مهمی روی خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ دارد.
    کلیدواژگان: گرانیتوئیدها، هورنبلند گابرو، الوند، خصوصیات زمین شناسی مهندسی
  • فرج الله عسگری، هادی گریوانی *، ابراهیم حق شناس صفحات 53-68
    مقاله حاضر نتایج مطالعات انجام گرفته در زمینه بررسی خطر روانگرایی در دو مقیاس کلان برای کل جزیره قشم و ریزپهنه بندی آن در محدوده دو شهر مهم این جزیره، یعنی قشم و درگهان، را ارائه می دهد. این مطالعات در چهارچوب مطالعات گسترده تر پهنه بندی خطر زمینلرزه و پهنه بندی مخاطرات ژئوتکنیک لرزه ای جزیره قشم در پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله به سفارش سازمان منطقه آزاد قشم انجام گردیده است. طی این مطالعه، در مرحله نخست، پهنه بندی خطر روانگرایی در کل جزیره قشم در مقیاس درجه 2 مطابق با طبقه بندی راهنمای پهنه بندی خطرات ژئوتکنیک لرزه ای (TC4) با مبنا قرار دادن نقشه زمین شناسی مهندسی تهیه شده در بخش های دیگر پروژه مد نظر قرار گرفت و سپس در مرحله بعد، ریزپهنه بندی خطر این پدیده در شهرهای قشم و درگهان در مقیاس درجه 3 مطابق با راهنمای مذکور به انجام رسید. در این بخش از مطالعه استعداد روانگرایی بر مبنای تهیه پروفیل های ژئوتکنیکی نماینده و تحلیل آنها برآورد گردیده است. بررسی ها نشان داد، شهر قشم با توجه به وجود لایه ای سنگی کربناته به صورت پادگانه های دریایی در سطح زمین و نوع پروفیل زمین شناسی زیر این لایه ها چه در وضع موجود تراز آب زیرزمینی و چه در صورت افزایش آن، ازنظر خطر روانگرایی ایمن است. در شهر درگهان اگرچه در تراز آب موجودٰ خطر روانگرایی پایین است اما افزایش تراز آب می تواند در بخش هایی از این شهر به افزایش شدید خطر روانگرایی منجر گردد.
    کلیدواژگان: پهنه بندی، ریزپهنه بندی، روانگرایی، قشم، خطر
  • کامران رفیعی *، امیر کاووسی، سید شهاب الدین یثربی صفحات 69-78
    معیارهای فعلی کنترل و تضمین کیفیت ساخت لایه های غیرچسبنده، به طور عمده بر مبنای آزمایش های تعیین چگالی در محل صورت می گیرد، درصورتی که مقاومت و مدول سختی معیار طراحی محسوب شود. بدین ترتیب یک شکافی بین مراحل طراحی و روند کنترل کیفیت یک کمبود (فاصله) وجود دارد. براین اساس ارائه شیوه ای جهت کنترل کیفیت ساخت که مستقیما با مدول سختی لایه در محل مرتبط باشد، اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل استفاده از دستگاهی نظیر افت و یا خیزسنج ضربه ای قابل حمل که قادر است مدول سختی لایه ها را اندازه گیری کند، به سرعت در حال گسترش می باشد. هدف از این تحقیق بررسی ارتباط مدول سختی حاصل از دستگاه مذکور با درصد تراکم در شرایط آزمایشگاهی است. در این راستا در شرایط آزمایشگاهی و داخل یک جعبه فلزی، چندین لایه از مصالح غیرچسبنده با درصد تراکم های مختلف کوبیده شد و سپس مدول سختی هر لایه با استفاده از دستگاه افت و خیزسنج ضربه ای قابل حمل در رطوبت های مختلف تعیین گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که مدول سختی همبستگی مناسبی با درصد تراکم و درصد رطوبت لایه ها دارد. ولی با این حال برای ارزیابی رفتار واقعی لایه های مصالح غیرچسبنده، مدول سختی شاخص مناسب تری نسبت به درصد تراکم می باشد.
    کلیدواژگان: درصد تراکم، مدول سختی، کنترل کیفیت ساخت، مدل، لایه های چسبنده
  • حسن حسینی رنجبر *، مرتضی اسماعیلی، حبیب شاه نظری صفحات 79-90
    امروزه بشر فضاهای زیرزمینی دارای کاربردهای متنوعی اعم از تونل های راه و راه آهن، خطوط مترو، انبارهای زیرزمینی و پناهگاه ها می باشد. از نکات حائز اهمیت در خصوص این فضاها، طراحی دقیق آن ها در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی می باشد. از دیدگاه پدافند غیرعامل و حفظ شریان های حیاتی در شرایط خاص، طراحی تونل های راه و راه آهن در برابر بارهای ناشی از برخورد پرتابه های انفجاری از اهمیت به سزایی برخوردار است. از طرفی بررسی پدیده برخورد و انتشار امواج ناشی از پرتابه ها در محیط های سنگی درزه دار، دارای پیچیدگی های خاص می باشد. در این مقاله سعی بر آن است تا اثر انفجار ناشی از برخورد یک پرتابه بر تونل واقع در محیط سنگی درزه دار مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور یک مطالعه موردی بر روی تونل کیلومتر 500 + 345 راه آهن اردبیل – میانه (قطعه سوم) صورت گرفته است. در این راستا عمق نفوذ[1] پرتابه، شعاع حفره انفجار[2] و هم چنین فشار حداکثر ناشی از انفجار پرتابه GP2000 با استفاده از روابط تجربی موجود محاسبه گردیده و در ادامه برای مدل سازی پدیده انتشار امواج از نرم افزار المان مجزای UDEC استفاده شده است. با توجه به مشخصات محیط های سنگی درزه دار و تاثیر آنها بر انتشار امواج ناشی از انفجار، تحلیل حساسیتی بر روی سه پارامتر مدول دینامیکی سنگ، جهت درزه ها و نیز ضریب میرایی مصالح صورت گرفته و اثرات آن بر تلاشه ای برشی ایجاد شده در پوشش تونل بررسی گردیده است.
    کلیدواژگان: تونل، سنگ درزه دار، بارگذاری انفجاری، تحلیل دینامیکی، آنالیز حساسیت، مدول دینامیکی سنگ، ضریب میرایی
|
  • S. D. Mohammadi *, Gj. Khanlari, L. Ahmadi Pages 1-12
    Totally, the use of the suitable local barrow materials and the local services, are importance in civil projects. Regarding that, calcareous rocks are used extensively as barrow materials to construct of civil projects. The texture is a factor for districting the calcareous rock types. In this research, the resistance and durability of six calcareous rock samples from Hamedan province, under soundness test, were studied. The goal of this study is distinguishes the resistance texture of calcareous rocks against corrosion of chemical solutions. The results of soundness tests show that the resistance samples against corrosion have uniform texture and composition. Also, in coarse grain sizes, 37.5 to 50 mm range is durable size. Finally, the texture and grain size are an important factors on resistance and durability of calcareous rocks against corrosion of chemical solutio.
    Keywords: barrow materials, size grains, texture uniformity, sodium sulfate, magnesium sulfate
  • Hr. Solouki, M. Khamechian *, N. Hafezi Moghadas, S. K. Alavi Panah Pages 13-26
    Due to its specific climatic conditions (dry climate) and severe winds (including the 120 day long winds), wind erosion is accounted as one of the most important factors responsible for earth surface changes which in turn leads to the alteration of soil engineering properties. To investigate the role of wind erosion on soil properties changes, samples were collected between the years 1385 to 1387 from four different locations including areas without vegetation in the Hamoon Lake, areas with vegetation in the Hamoon Lake, barren lands and agricultural lands without cultivation. The in situ dry unit weight volume and undrained shear strength of soil were determined by in situ tests; however, gradation, atterberg limits, and the soil maximum dry density were determined by standard laboratory tests. The results indicate a decrease in liquid limits and soil adhesiveness with time in both farming lands and clay lands without vegetation; furthermore, clay soil showed trend towards transforming into silt. Soils will become more susceptible to erodibility when their adhesiveness values decrease. In areas which the loose surface layers erode, the in situ dry unit weight volume of soil increases and reaches to 2gr/cm3 at its maximum.
    Keywords: Sistan plain, wind erosion, soil engineering properties, siltation
  • R. Dadkhah *, Z. Hossein Mirzaei Pages 27-30
    Jajarm alumina mine is located in the north of Kavir in southern structural zone of Kopeh-Dagh area and Eastern section of Albourz Mountain. Because of structural setting, distinct structural’s features and major discontinuities were formed. One of the most important structural features is the Kuh-e-Zoo anticline. The axial plane of the anticline, in most part, is trending east-west. The most important formations that crops out in the area are: Mobarak (Carboniferous), Elikah (Triassic), and Shemshak (Jurassic). The topography of the region is trending northeast-southwest that is coinciding with Eastern Alborz structural setting. In order to study the instability of the mine area, data regarding the discontinuities of the layers were collected. Regarding to rock mass classification, three common classifications such as RMR, Q and GSI has been used. Base on GSI classification, the geomechanical characterizations of rock mass are determined. Finally, based on this analysis, the main agent for instability of the region is evaluated.
    Keywords: Discontinuity, geomechanical parameters, GSI, Q, RMR
  • Mh. Ghobadi *, A. Alijani Pages 41-52
    Granitoid and Hornblend gabroo rocks of Alvand area show a variety of engineering geological properties that may affect quarrying operation, tunneling, mining, slope stability and use of rock as construction materials. The physical and mechanical properties are functions of the mineralogical and textural characteristics of rock. The purpose of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationship between petrographical and engineering geological properties of rocks. For this research, 90 rock samples (Granitoids and hornblend gabroo) from Alvand mountains (southwest Hamedan) were subjected to petrographic studies. The same samples were then tested to determine solid specific gravity, dry and saturated unit weight, water absorption and total porosity. Schmidt hardness, point load strength index, uniaxial compressive strength, modulus of elasticity and Linear Crack Density Index (LCDI). The relationships between these properties and the petrographic characteristics are described by simple regression analyses. The study revealed that the influence of the textural characteristics on the engineering geological properties appears to be more impotant than the mineralogy. It also determined that the type of contacts, grain (mineral) shape and size significantly influence the engineering geological properties of these rocks.
    Keywords: Engineering geological properties, Alvand, granitoids, hornblendgabroo
  • F. Asgari, H. Garivani *, E. Haghshenas Pages 53-68
    Liquefaction as a hazardous geotechnical phenomenon happens under cyclic stress of earthquake in sandy and silty saturated soils. For determining susceptible areas of liquefaction, and land use planning, liquefaction hazard maps are prepared in different scales based on the type of available data. In this study, according to manual for Zonation on seismic Geotechnical hazard (TC4), liquefaction hazard zonation for Gheshm Island in grade 2 and microzonation for Ghesham and Dargahan towns in grade 3 were conducted. Liquefaction hazard potential was assessed by preparation of representative profiles of liquefaction. The results of this study showed that, in Gheshm and Dargahan, considering the existing water table, liquefaction hazard is Low and increasing water table in Gheshm has a little effect on liquefaction potential, however increasing the water table in some part of Dargahan causes a high increase in liquefaction hazard.
    Keywords: zonation, Liquefaction, Qeshm
  • K. Rafiei *, A. Kavousi, S. Sh Yasrebi Pages 69-78
    Current methods for assessing quality control in constructing embankment and unbound layers are based on the determination of parameters such as field unit weight. However, most of the design methods are based on engineering properties of the materials, including their stiffness or strength values. In fact, this is a missing link between the design processing and construction quality control methods. Hence, quality control procedures should be based on criteria that are closely correlated with the performance parameters used in the design such as elastic stiffness modulus. For this purpose the use of Portable Falling Weight Deflectometer (PFWD) in the determination of earthworks layers elastic moduli is rapidly increasing The purpose of this study was to evaluate the stiffness modulus as a construction quality control criterion in unbound materials and embankments. A laboratory testing unit box was prepared in which an unbound material was compacted at different compaction levels. Then the stiffness modulus of each compacted layer was determined under Portable Falling Weight Deflectometer (PFWD). The results indicated acceptable correlations between the stiffness modulus and both compaction percentage and moisture percentage. However, it was found that the stiffness modulus is a more appropriate indicator than compaction percent in discerning the true behavior of the unbound layers.
    Keywords: compaction percent, stiffness modulus, construction quality control
  • H. Hosseini Ranjbar *, M. Esmaeili, H. Shahnazari Pages 79-90
    Consideration to explosion resistant design of special infrastructures has increased in the recent years. Amongst the various types of infrastructures, road and railway tunnels have a unique importance because their vital role in connection routes in emergency conditions. In this paper, the explosion effects of a projectile impacting on a railway tunnel located in jointed rock medium was investigated using DEM in two dimensions. For this purpose the UDEC as a well known DEM code was utilized for numerical modeling of the explosion phenomenon. In this regard in first step, selecting the GP2000 bomb as a usual projectile, the penetration depth and crater diameter were calculated in rock medium. In the second step, the blast pressure was calculated via empirical formulae and applied on the boundary of carter as input load. In continue the pressure wave propagation through the jointed rock medium was investigated. In part of the study a sensitivity analysis is carried out on jointed rock parameters such as joint orientation, dynamic modulus and damping ratio and their effect on tunnel lining axial force as well as bending moment were investigated.
    Keywords: jointed rock medium, blast loading, DEM