فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال پنجم شماره 3 (پاییز و زمستان 1391)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال پنجم شماره 3 (پاییز و زمستان 1391)

  • 106 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1392/06/05
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدحسین قبادی، یاسین عبدی لر، رضا بابازاده صفحه 1
    این مقاله به بررسی نتایج مطالعات کانی شناختی و ژئوتکنیکی خاک های رسی نرم بهسازی شده با آهک در جنوب غرب همدان می پردازد. بدین منظور آهک شکفته با درصدهای وزنی 1، 3، 5 و 7 به خاک اضافه شده است و آزمایشهای آزمایشگاهی شامل مطالعات کانی شناسی، توزیع اندازه ذرات، حدود خمیری، تراکم و مقاومت فشاری تک محوری بعد از 7، 15، 30 و 45 روز دوره عمل آوری، بر روی نمونه های مورد نظر انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که با افزایش درصد آهک، خاک مورد نظر بهتدریج خواص خمیری خود را از دست می دهد و در نهایت غیرخمیری می شود. همچنین با افزایش درصد آهک و افزایش زمان عمل آوری، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته نمونه های مخلوط شده با آهک افزایش می یابد. بر اساس نتایج حاصل شده خاک رس نرم مورد مطالعه با افزایش 7% آهک و بعد از گذشت یک دوره عمل آوری 30 روزه به صورت مطلوبی بهسازی می شود. علاوه بر این به منظور بررسی ارتباط بین ویژگی های ژئوتکنیکی خاک مخلوط شده با درصد آهک و زمان عمل آوری، آنالیز رگرسیون غیرخطی انجام شده و روابط خوبی با ضریب رگرسیون بالا ارائه شده است.
    کلیدواژگان: آهک، بهسازی، خاک رس، شاخص خمیری، مقاومت، همدان
  • اکبر چشمی، ابراهیم احمدی ششده، عباس قلندرزاده صفحه 17
    یکی از روش های ارزیابی ویژگی های مقاومتی سنگ بکر، بررسی مقاومت خرده ذرات مربوط به آن سنگ در قالب آزمایشهای بارگذاری مستقیم بر نمونه و آزمایش نفوذ استاتیک است. در این تحقیق ضمن معرفی دستگاه طراحی و ساخته شده، به تشریح بخشها و عملکرد دستگاه بارگذاری بر خرده ذرات مجزا پرداخته و تکرارپذیری نتایج به دست آمده از آزمایشهای بارگذاری و نفوذ استاتیکی بر نمونه های همگن، بررسی و نمودارهای رفتاری مربوط به آنها رسم شدهاست. تصویربرداری از شکل ذرات قبل و بعد از آزمایش صورتگرفته و مکانیسم شکست ذرات مربوطه بررسی شده است. جهت بررسی تکرارپذیری نتایج استخراج شده از دستگاه طراحی شده، در تمامی آزمایشها، همخوانی نتایج و شباهت رفتاری ذرات آزمایش شده در قالب نمودارهای رفتار جمعی نمایش داده شده و درجه اعتبار نتایج به دست آمده با استفاده از تئوری کاهش نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتهاست. به منظور ارزیابی کارایی دستگاه و نتایج به دست آمده در تخمین مقاومت فشاری تک محوری سنگ، بین نتایج مربوط به 480 آزمایش بارگذاری بر خرده ذرات آهکی میکرایتی و مقاومت فشاری تک محوری آنها همبستگی برقرار شده است. همبستگی های برقرار شده با ضرایب تعیین بزرگ تر از 83/0 نشاندهنده کاربردی بودن نتایج بهدست آمده از دستگاه در تخمین غیر مستقیم مقاومت فشاری تک محوری با استفاده از خرده ذرات مجزای سنگی میباشد.
    کلیدواژگان: آزمایش نفوذ استاتیک، تکرارپذیری نتایج، خرده ذرات مجزا، دستگاه بارگذاری، مقاومت فشاری تک محوری
  • رسول اجل لوییان، حدیثه منصوری، مجتبی محمدی صفحه 33
    در اغلب پروژه های مهندسی مرتبط با سنگ از جمله تونل ها، شیب ها و پی ها، تعیین مدول الاستیک سنگ بکر مهم و اساسی است. تعیین این پارامتر نیازمند تهیه مغزه سالم از سنگ و تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته می باشد به طوری که انجام این آزمون را مشکل و هزینه بر می سازد. بدین لحاظ در سال های اخیر محققین مختلف درصدد ارائه روابطی تجربی برای تخمین این پارامتر با تکیه بر خصوصیات فیزیکی و شاخص سنگ ها بوده اند. در این مقاله سعی شده است با استفاده از مقاومت تک محوره، تخلخل و سرعت موج طولی، مدول الاستیک سنگ آهک را پیش بینی نمود. بدین منظور از روش رگرسیون چندمتغیره و شبکه عصبی پرسپترون با ساختار 1-4-3 استفاده شده است. پایگاه داده استفاده شده شامل 123 داده است که در مورد شبکه عصبی70% آن ها جهت آموزش و 30% جهت آزمایش شبکه استفاده شده است. جهت مقایسه عملکرد مدل ها و ارزیابی دقت آن ها از ضرایب 2R، RMSE و VAF استفاده شد. ضریب تعیین (2R) با استفاده از رگرسیون چندمتغیره 738/0 و مقدار آن برای داده های آموزش شبکه عصبی 805/0 و برای داده های آزمایش 832/0 می باشد. این امر بیانگر آن است که روش شبکه عصبی از دقت بالاتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: رگرسیون چندمتغیره، سنگ آهک، شبکه عصبی مصنوعی، مدول لاستیکی، مقاومت تراکمی
  • مرتضی احمدی، کامران گشتاسبی، بهروز دادرسی، حمیدرضا نجاتی صفحه 39
    پایداری بلند مدت سازه های بنا شده در سنگ، وابسته به تغییر شکل خزشی سنگهای در برگیرنده سازه میباشد. بنابراین مطالعه تغییر شکل وابسته به زمان سنگها، در طراحی سازه های سنگی از اهمیت زیادی برخوردار است. در گذشته تحقیقات زیادی در زمینه رفتار خزشی سنگ های نرم مثل مارن، سنگ نمک و شیل انجام شده است. رفتار خزشی سنگهای شکننده کمتر مورد توجه قرار گرفته است و این درحالی است که سنگ ها عموما رفتاری ترد و شکننده دارند. در این مطالعه رفتار خزشی دو نوع سنگ شکننده با درجه شکنندگی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین از آنجایی که وجود ترک در سازه های سنگی اجتناب ناپذیر است، تاثیر وجود ترک بر رفتار خزشی نمونه های سنگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های سنگی مرمر و ماسه سنگ در دو حالت ترک دار و بدون ترک تحت بار ثابت خزش قرار داده شده اند و بر اساس نتایج آزمونهای انجام شده رابطهای برای پیشبینی رفتار خزشی سنگها در مراحل اول و دوم خزش تحت بار کشش غیر مستقیم ارائه شده است. در نهایت رابطهای برای پیشبینی زمان شروع مرحله سوم خزش تحت بار ثابت، پیشنهاد شده است. نتایج آزمایشهای انجام شده نشان میدهد که وجود ترک در سنگ مرمر، با درجه شکنندگی بالاتر نسبت به ماسه سنگ، تاثیر بیشتری بر کاهش زمان و کرنش شکست نسبت به ماسه سنگ خواهد داشت. به عبارت دیگر، وجود ترک در سنگی با شکنندگی بالاتر تاثیر بیشتری در کاهش کرنش و به تبع آن زمان شکست دارد.
    کلیدواژگان: پیش ترک، ترک، خزش، سنگ شکننده، مکانیک شکست
  • بهنام ابره، لهراسب فرامرزی، مرتضی قارونی نیک صفحه 49
    تعیین دقیق پارامترهای ژئوتکنیکی توده سنگ با استفاده از نتایج اکتشافات ژئوتکنیکی شامل: آزمایش های آزمایشگاهی و برجا، روابط تجربی، بررسی های زمین شناختی مهندسی و مشاهدات صحرایی انجام می شود. توده سنگ مسیر تونل های پنستاک سد رودبار لرستان از سازندهای دالان، میلا و هرمز تشکیل شده است که به طور عمده از سنگ های آهک تا آهک مارنی، دولومیت، شیل و مارن تشکیل شده و از ساختار زمین شناختی پیچیده ای برخورداراست. در این تحقیق طبقه بندی توده سنگ مسیر تونل های پنستاک بر اساس داده های اندازه گیری شده، با استفاده از سیستم های طبقه بندی مهندسی RMR، Q و GIS انجام شده است. سپس با استفاده از این داده ها رابطه ی جدیدی بینRMR - Q برای منطقه مورد مطالعه ارائه شد. روابط تجربی مختلفی بر اساس RMR، Q و GIS برای تخمین پارامترهای ژئوتکنیکی وجود دارد که این روابط، هر کدام برای نواحی و سازندهای خاصی می تواند نتیجه بهتری بدهد. در این تحقیق با استفاده از تحلیل نتایج حاصل از آزمایش های دیلاتومتری، مطالعات آزمایشگاهی و مطالعه بیش از 25 حلقه چاه و چاهک، پارامترهای مدول تغییرشکل پذیری، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی سنگ های سازند دالان ارزیابی شد. سپس با کالیبره کردن روابط تجربی با استفاده از داده های اندازه گیری شده ی سازند دالان، پارامترهای ژئوتکنیکی سازندهای میلا و هرمز با صحت و دقت بیشتری تخمین زده شد.
    کلیدواژگان: پارامترهای ژئوتکنیکی، ÷نستاک، توده سنگ، تونل، سد رودبار لرستان
  • سیدداود محمدی، محمدرضا نیکودل، اعظم گلستانی صفحه 67
    از نظر زمین شناسی مهندسی، خاکهای آلی بهویژه خاکهای جنگلی در رده های خاکهای مسالهدار قرار میگیرند که به دلیل حضور مواد آلی در آنها و شرایط جوی پربارش، مشکلات عدیدهای را در اغلب پروژه ها ایجاد میکنند. از جمله این مشکلات می توان به ظرفیت باربری پایین، نشست زیاد در محل شالوده سازه ها و غیره اشاره کرد که در صورت حضور این خاکها در محل پروژه ها باید آنها را بهسازی و تقویت نمود. در این مقاله تاثیر افزودن آهک زنده و شکفته و نیز دوره عمل آوری بر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک آلی جنگل شهید زارع ساری بررسی شده و کارایی روش های بهکاررفته، مطالعه شده است. نتایج آزمایشها حاکی از این است که آهک شکفته بر خاصیت متراکم شدن خاک آلی موثرتر از آهک زنده است. همچنین تاثیر آهک زنده در افزایش مقاومت فشاری نمونه های اصلاح شده مشهودتر میباشد. در این بررسی مقادیر بهینه آهک زنده 5 درصد و آهک شکفته 7 درصد تعیین گردید.
    کلیدواژگان: پارامترهای ژئوتکنیکی، خاک مسالهدار، مقاومت برشی زهکشی نشده مقاومت فشاری، CBR
  • غلامرضا خانلری، علیرضا طالب بیدختی، علی اکبر مومنی، حاج رضا احمدی صفحه 81
    نفوذ شیرابه حاصل از دفن پسماندها به داخل زمین و رسیدن آن به سفره های آب زیرزمینی به علت وجود آلاینده هایی نظیر هیدروکربن ها، فلزات سنگین و نظایر آن، باعث آلودگی منابع آب و خاک شده که یکی از مهم ترین مخاطرات زیست محیطی می باشد. نظر به ویژگی های اقلیمی کشور ایران که جزو مناطق خشک و نیمه خشک دنیا محسوب می گردد و با توجه به اهمیت منابع آب در توسعه کشور، بررسی و انجام تحقیقات جدی در این زمینه ضروری است. لازم به ذکر است که روزانه 500 تن زباله در شهرهای همدان، بهار و جورقان تولید می شود و در محلی به وسعت 240 هکتار بدون بسترسازی مناسب و بدون ایجاد پوشش اولیه و نهایی مناسب، انباشته می گردد. هدف از این پژوهش، ارزیابی تاثیر شیرابه آزاد شده در محل دفن زباله بر آلودگی منابع آبی با تاکید بر غلظت عناصر سنگین است. برای این منظور، نمونه های شیرابه از محل انباشت زمستانه و تابستانه جایگاه دفن زباله انتخاب گردیده اند. همچنین به منظور بررسی اثر شیرابه رها شده در محیط بر روی منابع آبی منطقه، نمونه برداری از 5 چاه و 2 چشمه صورت پذیرفته است. ترکیب شیمیایی نمونه های شیرابه و نمونه های آب با استفاده از روشICP و فلم فوتومتر و تیتراسیون مورد آنالیز قرار گرفته اند. پارامترهای اندازه گیری شده شامل pH، EC و غلظت عناصر سنگین برای نمونه های شیرابه و نمونه های آب چاه ها و چشمه ها می باشد. همچنین آنالیز شیمیایی برای اندازه گیری کاتیون ها و آنیون های اصلی بر روی منابع آبی انجام گردیده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که بر طبق استاندارد آب آشامیدنی موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و نیز استاندارد خروجی فاضلاب سازمان محیط زیست، کلیه نمونه های اخذ شده آلوده هستند. مطالعات نشان می دهد که شرایط زمین شناختی و هیدروژئولوژیکی محل دفن، نقش مهمی در گسترش آلودگی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که نمونه های اخذ شده از جریان های زیرسطحی آلوده تر از آبخوان عمیق است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آلودگی، شیرابه، فلزات سنگین، محل دفن زباله، همدان
|
  • M.H. Ghobadi*, Y. Abdi, R. Babazadeh Page 1
    This paper deal with to investigation of the results of mineralogical and geotechnical studies on lime–stabilized soft clay soils in the southwest of Hamedan. In this order, the hydrated lime was added in the order of 1%, 3%, 5% and 7% by weight and laboratory experiments including mineralogical studies, grain size distribution, plasticity limits, compaction and uniaxial compressive strength were conducted on samples after 7, 15, 30 and 45 days of curing time. The test results indicate that increasing the lime percentage, the soil gradually loses it's plasticity characteristics and finally, it is non-plastic. In addition to, increasing the added lime and curing time, the compressive strength and elasticity modulus of the lime - treated soils increases. Based on the test results was determined that by addition of 7% lime and after 30 days curing time, the studied soft clay soil is stabilized as satisfactory. Therefore, the optimum lime content and proper curing time for lime-treated soils is 7% and 30 days, respectively. Also, In order to investigation of relationship between lime-treated geotechnical properties with lime percentage and curing time, the multivariate regression analysis has been carried out that the results demonstrate high regression coefficients for the proposed relationships.
    Keywords: Clayey soil, Stabilization, Lime, Uniaxial compressive strength, Hamedan
  • A. Cheshomi*, E. Ahmmadi Sheshde, A. Galandarzade Page 17
    One of the methods for evaluation mechanical characteristics of intact rock is studying on rock single particle strength. In these paper, single particles loading apparatus was introduced then design stage and component this apparatus was described. Repeatability test results from static and penetration test on homogeny particles were investigated and behavior charts this samples were drawn. Samples photographs before and after tests were taken and particles fracture mechanism were described. For investigation repeatability test results, collective behavior graphs were drawn and were compared to each other and validation degree of results by using small sampling theory were evaluated. For evaluation the performance apparatus and results in estimating the UCS, 480 single particle loading (SCSI) of micro-crystalline limestone determined and compared with UCS, then presented relationship between them with correlation of coefficient larger than 0.83. This subject shows the ability apparatus in UCS indirect prediction.
    Keywords: Single particle crusher apparatus, Single particles, Indentation test, Uniaxial compressive strength
  • R. Ajalloeian *, H. Mansouri, M. Mohammadi Page 33
    It is important to determinate the elastic modulus of intact rock in many engineering projects relating to rock such as tunnels, slopes and foundations. Determination of this parameter need of high quality core samples and sophisticated test equipment because these make performing this test difficult and costly. There for in current years, researches have tried to produce relationships for prediction of this parameter using physical and index characteristics of rocks. So here an attempt has been made to predicate the elastic modulus of limestone by uniaxial compress strength, porosity and longitudinal wave velocity. So we used multiple variable regression method and perceptron artificial neural network with 3-4-1 architecture. Data base contains 123 samples that 70% and 30% of them has been used for train and test respectively in ANN. The models have been compared using coefficients of R2, RMSE and VAF. The coefficient of determination (R2) using multiple variable regression was 0.738. it was 0.805 and 0.832 for ANN train data set and ANN test data set respectively. This shows the ANN method have more accuracy than regression.
    Keywords: Elastic modulus, Limestone, Compress strength, Artificial neural network, Multiple regression
  • M. Ahmadi *, K. Goshtasbi, B. Dadrasi, H.R. Nejati Page 39
    Long-term rock deformation is one of the critical problems in rock engineering design. This study presents results of some laboratory creep tests for assessment of time-dependent behavior of two rocks with different brittleness: Sandstone as a semi-brittle and Marble as a brittle rock. Brazilian disk specimens are used to plan some indirect tension creep loading tests. Also, Single Edge Crack Brazilian Disk (SECBD) is employed to evaluate the effect of pre-crack on the creep behavior of rocks. Totally, 12 creep loading tests are performed on the two rock types with three loading severity. Result of experimental tests indicates that failure time reduction percent due to existence of pre-crack in Marble specimen is more than Sandstone. In other words, the effect of pre-crack on the reduction of failure time and strain is more noticeable in more brittle rock.
    Keywords: Creep, Brittle rock, Crack, Fracture mechanics
  • B. Abrah, L. Faramarzi, M. Gharouni Nik* Page 49
    Accurate determination of geotechnical and geological parameters of rock mass was performed using geotechnical exploration results including, the laboratory and in situ tests, empirical relations, geological surveys and field observations. The rock masses along penstock tunnels of Rudbar-Lorestan have a complex geology and consist of Dalan, Hormoz and Mila formations, mostly composed of shale, marl, marly limestone to limestone and dolomite. In this study, based on the measured data, the rock masses along penstock tunnels were classified by engineering classification systems of RMR, Q and GIS. And, a new relationship between RMR and Q for the studied area was presented. There were various empirical relations between RMR, Q and GIS, that were used for estimating geotechnical parameters. It must be noted that each of the empirical relations found may produce proper results for special regions. In this paper, the deformation modulus, cohesion and friction angle of Dalan formation were evaluated using the results of in situ dilatometer tests, laboratory tests, and findings of more than 25 geotechnical exploration boreholes in Dalan formation. Afterwards, by calibrating the empirical equations through the measured data, the geotechnical parameters of Mila and Hormuz formations were accurately estimated.
    Keywords: Rock mass, In, situ, laboratory tests, Geological, geotechanical parameters, Empirical relations, Penstock tunnels, Dilatometer
  • S.D. Mohammadi *, M.R. Nikudel, A. Golestani Page 67
    In engineering geology the organic soils are classified as problematic soils. Because of the organic matter presence in them, are created many problems in most projects. Some of these problems are low bearing capacity, excessive settlement in foundations, swelling, etc. If the organic soils are available on project sites, it should be stabilized. This research describes a study on the effect of quicklime and hydrated lime on geotechnical properties of organic soils in Shahid Zare forest and efficiency of used method. The results show that the hydrated lime more effective than quicklime on the compaction properties of organic soils. The effect of quicklime in increasing of compressive strength is more than of hydrated lime. In this study optimum amount of quicklime and hydrated lime determined 5% and 7% respectively.
    Keywords: Geotechnical parameters, Problematic soil, Compressive strength, CBR, Undrained shear strength.
  • G.H. Khanlari *, A.R. Taleb Bidokhti, A.A. Momeni, H.R. Ahmadi Page 81
    Infiltration of leachate produced by municipal solid waste into the ground water poses a serious environmental hazard due to its high content of hydrocarbons and heavy metals. The leachate is the primary source of soil and water pollution.With respect to the climate, Iran is a relatively dry region with low sources of fresh water. Preservation of invaluable fresh water resources calls for serious research into the sources of water pollution in the region. Each day about, 500 ton wastes are produced in the Hamedan city and have been disposed in a site with lack of appropriate engineering conditions. The main aim of this research is to assess the effect of the Hamedan landfill environmental effects on groundwater resources with respect to heavy metals contamination. In this regard, the samples of leachate have been selected from the winter and summer depots of the landfill leachate. Also, groundwater samples were collected from the 5 water wells and two springs in order to study possible impact of leachate percolation into the groundwater resources. The leachate and groundwater samples were chemically characterized using Inductively Coupled Plasma of Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), flame photometer and titration methods. Measured parameters include pH, Electrical Conductivity (EC), Heavy metals from the leachate, groundwater and spring samples. In addition to heavy metals analysis, chemical analysis for major cations and anions were also carried out in the groundwater and springs. According to Iranian Institute of Standard and Industrial Research and Iranian Environmental Protection Organization standards for drinking water and waste water, the results showed that all samples were contaminated, respectively. Furthermore it was found that, geological and hydrogeological conditions of site have a main role in distribution of contamination. Subsurface groundwater samples are contaminated more than other groundwater samples.
    Keywords: Landfill, Leachate, Pollution, Heavy metals, Groundwater, Hamedan