فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال نهم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال نهم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • ابوالفضل رضایی پور، حمیدرضا نجاتی، عبدالهادی قزوینیان، میر رئوف هادئی صفحه 1
    ناپیوستگی ها یکی از مهمترین عواملی هستند که باعث ایجاد آنیزوتروپی مکانیکی در سنگ شده و سبب کاهش مقاومت سنگ میگردند، در نتیجه جهت توصیف رفتار سنگ باید خواص مربوط به ناپیوستگی ها و میزان تاثیری که بر روی مقاومت سنگ میگذارند مورد توجه و بررسی قرار گیرد. از جمله مهمترین خواص ناپیوستگی ها که بر روی مقاومت نمونهی انیزوتروپ اثر میگذارد، زبری سطح ناپیوستگی هاست. از طرفی با توجه به اینکه در طبیعت سنگها تحت فشار جانبی قرار دارند، بنابراین بهتر است رفتار سنگهای درزهدار تحت شرایط محصور شده مورد بررسی قرار بگیرد. در تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر زبری سطح درزه بر روی مقاومت سنگ، از نمونه های مصنوعی ساخته شده از ترکیب گچ و سیمان استفاده شده است. نمونه های مصنوعی در چهار سطح زبری و در هفت زاویهی شیب ناپیوستگی نسبت به تنش اصلی حداکثر تهیه شدند، و در پنج فشار جانبی 5/0، 5/1، 2، 5/3 و 5 مگاپاسکال تحت آزمایش مقاومت فشاری سه محوری قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد با افزایش زبری سطح ناپیوستگی، مقاومت سنگهای انیزوتروپ افزایش می یابد، که این افزایش مقاومت هنگامی که زاویهی ناپیوستگی با تنش اصلی حداکثر بین ̊25 تا ̊50 باشد بیشتر از بخشهای دیگر است. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین مقاومت سنگ انیزوتروپ در یکی از زوایای 0 و یا 90 درجه اتفاق میافتد که این زاویه برای مقادیر مختلف JRC متفاوت است.
    کلیدواژگان: انیزوتروپی، زبری سطح ناپیوستگی، زاویهی ناپیوستگی، فشار محصور کننده
  • مهدی حسینی، میترا حاتمی جربت صفحه 15
    شکنندگی یکی از مهم ترین خصوصیات ذاتی سنگ است و بر روی رفتار سنگ در هنگام عملیات مختلف تاثیر زیادی دارد. در حال حاضر روش استانداردی برای اندازه گیری مستقیم شکنندگی سنگ در دسترس نیست. بنابراین روابط تجربی و روش های غیرمستقیم مختلفی از سوی محققین برای بدست آوردن شکنندگی سنگ ارائه شده است. اگرچه در نتایج حاصل شده اختلاف زیادی وجود دارد ولی تمامی روش ها حاکی از این است که شکنندگی سنگ تابعی از مقاومت (کششی و تراکم تک محوری) آن است. در این پژوهش از اطلاعات اولیه به دست آمده از آزمایشات انجام شده بر روی سنگ توف کرج استفاده شده و ارتباط بین شاخص بار نقطه ای و مفاهیم شکنندگی برای این سنگ بررسی شده است. در اکثر مقالاتی که در حوزه شکنندگی به چاپ رسیده است از سه مفهوم جهت تعیین این شاخص استفاده شده که شامل B1 (نسبت مقاومت تراکم تک محوری به مقاومت کششی)، B2 (نسبت تفاضل مقاومت تراکمی تک محوری و مقاومت کششی به جمع مقاومت تراکمی تک محوری و مقاومت کششی) و B3 ( نسبت حاصل ضرب مقاومت تراکمی تک محوری و مقاومت کششی تقسیم بر دو) می باشد. ارتباط سه مفهوم شکنندگی توسط شاخص بار نقطه ای برای حالت خشک با استفاده از تحلیل ضریب تعیین (R2) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که بالاترین ضریب تعیین مربوط به رابطه Is(50)-B3می باشد؛ همچنین فقط معادله درجه دو می تواند ارتباط مقادیر شکنندگی و شاخص بار نقطه ای را به خوبی آشکار نماید.
    کلیدواژگان: شاخص شکنندگی، بار نقطه ای، سنگ توف، کرج
  • عنایت الله امامی میبدی، سید محمداسماعیل جلالی، علیرضا یاراحمدی بافقی صفحه 27
    یکی از مولفه های اساسی به منظور ارزیابی قابلیت تخریب پذیری توده سنگ در روش های استخراج تخریبی، برآورد خردشوندگی برجا در مراحل پیشامکان سنجی است. برآورد ضعیف این مولفه می تواند اثر بسیار نامطلوبی را بر فرآیند تخریب داشته باشد. در سال های اخیر ناپیوستگی ها به عنوان عامل اصلی خردشوندگی برجا با استفاده از روش های جدید امکان شبیه سازی دقیق تری یافته اند. گسترش و ابعاد ناپیوستگی ها به عنوان یکی از پارامترهای هندسی در سیستم های شبیه سازی نامحدود مورد توجه قرار نمی گیرد در صورتی که تاثیر زیادی بر میزان تخریب پذیری کانسار در روش های استخراج تخریبی، به ویژه روش تخریب توده ای دارد. در آخرین روش های مدل سازی هندسی به نام شبکه ناپیوستگی های گسسته (DFN) ناپیوستگی ها به صورت ناپایا در نظر گرفته می شود که این امر از افزایش چگالی درزه داری جلوگیری کرده و با واقعیت تطابق بیشتری دارد. در این تحقیق با توجه به قابلیت های خوب محاسباتی و نمایه های بصری از نرم افزار Mathematica برای نوشتن کد شبکه ناپیوستگی گسسته دوبعدی (DFN2D) استفاده شد. از قابلیت های کد نوشته شده می توان به تولید خروجی رقومی، نمایه های بصری، در نظر گرفتن تسلسل درزه داری، ساخت مدل درزه های پایا و ناپایا، تعیین بلوک های کامل حاصل از برخورد درزه ها با محاسبه مساحت آن ها، ایجاد خروجی مناسب برای استفاده در نرم افزارهای تحلیل عددی UDEC و PFC2Dو خروجی آماری هریک از مشخصه های هندسی مدل اشاره کرد. با استفاده از برداشتهای انجام شده از ترانشه های موجود در یک معدن مس و برآورد بهترین توابع توزیع احتمالاتی ویژگی های هندسی دستهدرزه های موجود در این منطقه، مدل هندسی شبکه درزه ها تهیه شد. خروجی های حاصل از مدل از جمله چگالی و شدت درزهداری با واقعیت موجود تطابق بسیار خوبی را نشان داد. میزان خردشوندگی برجای حاصل از درزه های ناپایا و همچنین نسبت سطح بلوکی شده به سطح کل مدل محاسبه شد.
    کلیدواژگان: مدلسازی هندسی، درزه های ناپایا، شبکه ناپیوستگی گسسته، خردشوندگی برجا، روش های استخراج تخریبی
  • حمید مهرنهاد، هادی پوردارا صفحه 45
    آلوده کننده هایی که به داخل زمین تراوش می کنند بدون زیان انتشار نمی یابند بلکه آنها با آب زیرزمینی حرکت می نمایند و می توانند در چاه ها دورتر از محل اصلی آلودگی نمایان شوند. چنانچه مواد معدنی، شیمیایی و یا باکتری در کیفیت آب اختلال به وجودآورند آلودگی آب اتفاق افتاده است. در این پژوهش مطالعات بر روی خطرات زیست محیطی آلاینده های طبیعی و صنعتی مهریز انجام و آلودگی های ناشی از آنها بر روی منابع آب زیرزمینی دشت یزد اردکان که حدود 80 % درصد ذخایر آبی استان را در بر می گیرد مورد بررسی قرار گرفته است. در منطقه مورد مطالعه تعداد 10 چاه برای نمونه برداری انتخاب و نمونه برداری از چاه ها به روش موردی (لحظه ای) انجام شد. با توجه به شرایط موجود خصوصیات آب زیرزمینی و میزان حلالیت و تحرک آلاینده ها در آب زیرزمینی، پارامترهای شیمیایی و بیولوژیکی موردنظر برای آزمایش انتخاب و نمونه های تهیه شده با استفاده از روش های استاندارد مورد آزمایش قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل از مطالعات زمین شناسی و زمین ریخت شناسی منطقه مورد مطالعه و اثرات آن بر کیفیت آب های زیرزمینی نمی توان بالا بودن برخی پارامترها و نوسانات آن در منطقه مورد مطالعه را به آلودگی های طبیعی نسبت داد. نقشه های هم غلظت که برمبنای نتایج آزمایش نمونه های آب در منطقه مورد مطالعه تهیه شده است، نشان می دهد که میزان COD و نیترات در جهت جریان آب زیرزمینی روند افزایشی داشته است. ظاهر شدن فلزات سمی و سنگین سرب در برخی نمونه ها نشان از ورود آلودگی از منابع غیرطبیعی دارد. بالا بودن میزان کروم شش (6+Cr) در بعضی از نمونه ها می تواند نتیجه ورود پساب های صنعتی یا کشاورزی به منابع آب باشد. با بهره گیری از نتایج این پژوهش می توان به حل مشکلات اکولوژیکی و بیولوژیکی این منطقه حساس اقدام نمود و در خصوص استقرار صنایع پاک که آلودگی خاص ایجاد نمی نمایند تصمیم گیری نمود تا ضمن توسعه اقتصادی، مسایل زیست محیطی نیز مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، آلودگی، شهرک صنعتی مهریز، آلاینده
  • سعید نورایی نژاد، منصور پرویزی، امیر بهشاد، اردشیر شکرالهی، مریم افروز صفحه 59
    نشت از سدها باعث خروج آب و حتی در بعضی مواقع پایداری سد را به خطر می اندازد. از مهمترین چالش ها در پروژه های عمرانی، علاوه بر طراحی و اجرای آنها، کنترل ایمنی و پایداری اجزای مختلف آن در طول دوران ساختمان و بهره برداری است. به وسیله میانیابی داده های بدست آمده از پیزومترهای سد می توان ارتفاع سطح ایستابی آب را در تمامی نقاط سد را بدست آورد. پس از میان یابی داده های پیزومتری سد شاه قاسم و استفاده از فن اعتبارسنجی به وسیله نرم افزار surfer 9، روش انحنای کمینه با داشتن (RMSE=5.26) و (MAE=3.67) و بیشترین (R2=0.77) بهترین روش برای میان یابی ارتفاع ارتفاع سطح ایستابی در سد شاه قاسم است. روش های رگرسیون چندمتغیره و کریجینگ در اولویت بعدی قرار دارند. بررسی نقشه خطوط هم تراز حاصل از روش کریجینگ، وجود یک حفره در بالادست سد را محتمل میکند. نتایج روش انحنای کمینه تایید کننده، نتایج روش کریجینگ است و وجود یک حفره زیرسطحی را نشان میدهد. وجود این حفره پنهان باعث تخلیه آب مخزن سد و به خطر افتادن پایداری سد می شود.
    کلیدواژگان: سطح ایستابی، میان یابی، سد خاکی شاهقاسم، پایداری
  • حسن بخشنده امنیه، مجید مسعودی صفحه 69
    یکی از ویژگی هایی که در بررسی ژئوتکنیکی توده سنگ ها ارزیابی می گردد، نفوذپذیری است که از آزمون فشار آب و عدد لوژن تعیین می گردد و از آن در تعیین تزریق پذیری ساختگاه سد و تونل و پیش بینی مقدار خورند استفاده می گردد. در این تحقیق، با استفاده از اطلاعات سد سیمره، ارتباط بین عدد لوژن و خورند تحلیل گردید و تاثیر وضعیت کیفی توده سنگ و عمق مقطع، بر این رابطه مطالعه گردید. نتایج نشان داد بر اساس مقادیر RQD، در گروه سنگ های با کیفیت بسیار خوب با ضریب همبستگی 82/0 بیشترین ارتباط بین لوژن و خورند وجود دارد و براساس عمق نیز، در مقاطع بسیار عمیق با ضریب 85/0، بالاترین همبستگی دیده می شود. علت همبستگی بالا در سنگ های با کیفیت مطلوب و در اعماق زیاد که تعداد درزه ها و میزان بازشدگی محدود است، مسیرهای مشخص نفوذ سیال است. در نتیجه نفوذپذیری با روندی یکنواخت برای آب و دوغاب همراه است. در سنگ های ضعیف با وجود احتمالی پرشدگی های رسی، شکستگی و بازشدگی های مختلفی دیده می شود که باعث نفوذ متفاوت آب نسبت به دوغاب می شود. لذا در سنگ های با کیفیت بسیارخوب یا در اعماق زیاد، آزمون فشار آب می تواند در پیش بینی میزان تزریق پذیری استفاده گردد.
    کلیدواژگان: تزریق، خورند، لوژن، RQD، عمق مقطع
  • رضا احمدی، نادر فتحیانپور صفحه 85
    در پژوهش حاضر از روش غیرمخرب رادار نفوذی به زمین (GPR) بهمنظور شناسایی وضعیت مصالح بکاررفته و ناپیوستگی های ساختاری بنای تاریخی سی وسه پل اصفهان استفاده شده است. برای این منظور ابتدا با استفاده از یک الگوریتم تفاضل محدود دوبعدی بهبود یافته، پاسخ GPR مدل های مصنوعی متناظر با ساختارهای ژئوتکنیکی متداول همانند زمین لایه ای، استوانه افقی و منشور دوبعدی شبیه سازی شد. سپس با استفاده از یک سیستم GPR مجهز به آنتن های پوشش دار با فرکانس مرکزی 500 مگاهرتز، تعداد 46 پروفیل GPR شامل 36 پروفیل عرضی در راستای شرقی- غربی عمود بر امتداد پل، 7 پروفیل طولی در عرشه پل در راستای شمالی- جنوبی به موازات امتداد پل و 3 پروفیل عرضی از پایه های پل برداشت شد. پردازش و تفسیر نگاشت های راداری نشان می دهد که در مقاطع طولی و عرضی، اشیاء و مصالح مختلف عمدتا شامل تیرآهن و میلگرد تقویتی، بلوک های سنگی، الوارهای چوبی و نیز ناپیوستگی و نشست، در جای جای پل قابل مشاهده است که اسلب های بتنی تقویت شده با تیرآهن و میلگرد، عمدتا مربوط به مرمت های جدید پل بوده و بخش های تقویت شده با بلوک های سنگی و الوارهای چوبی، اکثرا قدیمی است که متحمل نشست و شکستگی های متعددی گردیده اند.
    کلیدواژگان: رادار نفوذی به زمین(GPR)، مدل سازی عددی، اهداف ژئوتکنیکی، سی وسه پل اصفهان، ناپیوستگی، پروفیل GPR
  • راهنمای نگارش مقالات
    صفحه 103
|
  • A. Rezaeipoor, H.R. Nejati, A. Ghazvinian, M.R. Hadei Page 1
    It is seldom possible that rock engineering structures found without joints, cracks, or discontinuities. Discontinuities are one of the most important phenomena that cause the mechanical anisotropy in rocks. This mechanical anisotropy would impose reduction of strength. Therefore the discontinuities and degree of their influence on the rocks must be studied carefully in order to define the behavior of rocks. The confining pressure, on the other hand, is an important parameter that controls the percentage effect of the rock discontinuities on the rock strength. The purpose of this study is evaluation of the effect of discontinuity surface roughness on strength of jointed rock samples at different confining pressures. For this purpose, an intensive laboratory investigation was undertaken to test jointed specimen at various discontinuity angles (β=0, 15, 30, 45, 60, 75 and 90 degrees) and confining pressures (0.5, 1.5, 2, 3.5 and 5 MPa). The rock discontinuities possess various roughness that were controlled by joint roughness coefficient (JRC=0, 7, 12 and 17). Fabricated artificial samples which included a rough discontinuity were prepared by Cement and Plaster of Paris. These specimens were used for simulation of mechanical anisotropy subjected to uniaxial and triaxial tests based on the ISRM suggested methods. The results of experimental tests indicated that, with an increase in discontinuity surface roughness and lateral pressure, the strength of the anisotropic samples increases. Also it is shown that the orientation of discontinuity influence on the strength of specimens and the maximum strength achieved at the specimen with β=25 to 50 degrees.
    Keywords: Anisotropy, Discontinuity Surface Roughness, Confining Pressure, Jointed Rocks
  • H. Mehrnahad, H. Pourdara Page 15
    Pollutants that leak and spread in the ground causing harm. They move with the ground waters and can be seen in wells farther than the original location of pollution. If mineral or chemical materials or bacteria disturb the water quality in this research, environmental hazards of natural and industrial pollutants of Mehriz area are studied and the pollutions caused by them affecting the ground water resources of the Yazd-Ardakan plain which encompass 80% of Yazd water resources have been examined.
    In this research in order to choose wells for sampling, water well location maps, resulting from visiting and the location of pollutants were considered. In the studied area 10 wells were chosen for sampling and the sampling method used was casual sampling. According to the circumstances, characteristics of ground waters and level of solubility and the mobility of pollutants in ground waters were the chemical and biological parameters chosen for experiment and the prepared samples were tested with standard methods.
    According to the results from geological and geomorphological studies of the area and the effects of it on the ground water quality we cannot relate the high level of some parameters or fluctuations in the studied area to natural pollutions. The concentration maps prepared based on the experiment results of the water sample of the studied area show that the level of COD and nitrate increase in the direction which the ground water flow. Appearance of toxic and heavy metals of lead in some samples show that pollution has entered from an unnatural source. High amounts of chromium (Cr) in some samples is a result of industrial or agricultural waste entering the water resources. By using the results of this research ecological and biological problems of this exquisite area can be solved and decisions can be made regarding the establishment of clean industries which produce no pollution. In this way economic development and environmental issues are both considered important.
    Keywords: Geomechanics parameters, pumped storage reservoir, Azad dam, IRMR, GSI
  • Emami Meybodi, S.M.A. Galali, A. Yarahmadi Bafghi Page 27
    One of the most critical factors for estimation of cavability in prefeasibility stage in caving extraction methods is evaluation of In situ fragmentation. Poor estimation of this variable can lead to production and processing problems, or in the worst scenario, failure of the project. In recent years with help of new stochastic discontinuity geometrical modeling, joints those are the main factor for in situ fragmentation, modeled more in tune with reality. Often in nature, discontinuity persistence especially in joints is not infinite. This has a great impact on the cavability of ore bodies. In a new recent stochastic geometrical modeling that is named discrete fracture network (DFN), discontinuities modeled finite that is more in tune with reality. Mathematica Software is selected for writing 2dimensional discrete fracture network code (DFN2D), because of its good graphics and calculations abilities. This code (DFN2D) has good different abilities like producing of numerical and graphical outputs, making finite and infinite joints models, defining of complete blocks with computation of their areas from joints intersections, consideration of joints hierarchies, production of suitable outputs for numerical codes like UDEC & PFC2D and statistics outputs of any model geometrical parameters. With processing of information from joint study in a copper mine and fitness of well probability density functions for any geometrical parameters of joint sets, 2D geometrical modeling with DFN2D was made. Statistics outputs from model and joint intensity and density had a good fitness with reality (input data). In situ fragmentation computed from area of complete blocks also rate of blocky area is defined.
    Keywords: Geometrical Modeling, Infinite Joints, Discrete Fracture Network, In-Situ Fragmentation, Caving Extraction Methods
  • H. Mehrnahad, H. Pourdara Page 45
    Pollutants that leak and spread in the ground causing harm. They move with the ground waters and can be seen in wells farther than the original location of pollution. If mineral or chemical materials or bacteria disturb the water quality in this research, environmental hazards of natural and industrial pollutants of Mehriz area are studied and the pollutions caused by them affecting the ground water resources of the Yazd-Ardakan plain which encompass 80% of Yazd water resources have been examined.
    In this research in order to choose wells for sampling, water well location maps, resulting from visiting and the location of pollutants were considered. In the studied area 10 wells were chosen for sampling and the sampling method used was casual sampling. According to the circumstances, characteristics of ground waters and level of solubility and the mobility of pollutants in ground waters were the chemical and biological parameters chosen for experiment and the prepared samples were tested with standard methods.
    According to the results from geological and geomorphological studies of the area and the effects of it on the ground water quality we cannot relate the high level of some parameters or fluctuations in the studied area to natural pollutions. The concentration maps prepared based on the experiment results of the water sample of the studied area show that the level of COD and nitrate increase in the direction which the ground water flow. Appearance of toxic and heavy metals of lead in some samples show that pollution has entered from an unnatural source. High amounts of chromium (Cr) in some samples is a result of industrial or agricultural waste entering the water resources. By using the results of this research ecological and biological problems of this exquisite area can be solved and decisions can be made regarding the establishment of clean industries which produce no pollution. In this way economic development and environmental issues are both considered important.
    Keywords: Geomechanics parameters, pumped storage reservoir, Azad dam, IRMR, GSI
  • S. Nouraei-Nejad, M. Parvizi, A. Shokrollahi, M. Afroz Page 59
    Leakage of dams causes water losses and in some cases endangers the stability of the dam. Controlling stability and safety of the dam is one of the most important challenges during construction and exploitations of civil projects. By obtained interpolation from piezometers, the water stability level of the dam can be achieved. After interpolations in Shahghasem dam by using surfer Software 9, the minimum curvature method having with lower values (RMSE = 5.26) and (MAE = 3.67) and (R2 = 0.77) is the best method for finding the height of water stability along Shahghasem dam. Polynomial regression and Kriging methods are the next priority. Consideration of iso-line map of the Kriging method showed a hole in dam foundation. The results of the minimum curvature method confirm the results of Kriging method and both results indicated a subsurface cavity too. Existence of this hidden cavity can be a danger for water loss and stability of dam.
    Keywords: Water stable level, Interpolation, Shahghasem embankment dam, Stability
  • H. Bakhshandeh Amieh, M. Masoudi Page 69
    One of the properties that evaluate in geotechnical reviews at rock mass, is the amount of permeability, that determine from water pressure test (WPT) and lugeon number. From the results of these test, use in determining of the amount of groutability in tunnel and dam site. Logical and practical relationship between amount of water penetration in Sections and cement grout take, leads to find prediction model of take amount in sections and so, necessity and the amount of grouting defined and will Cause to optimization of grouting operation in terms of technical and economic. In this study, using the Seymareh dam site data, relationship between lugeon number and grout take analysed. Then the effect of rock mass quality and depth of the grouting section to this relationship were studied. The results showed that in surface and much deep sections, penetration of water and grout, with correlation coefficients 0/86 and 0/82 have more relationship than central and deep sections, with coefficients 0/62 and 0/58. also in terms of quality of rock mass (according to RQD coefficient), in sections with very good and poor quality, these two parameters with correlation coefficients, respectively, 0/82 and 0/75, are closer together than good and medium sections with the coefficients 0/54 and 0/58. In central sections with state average quality, because of existence karst cavities and filling of joints and happening of hydraulic fracture, this correlation reduce.
    Keywords: grouting, take volume, lugeon number, RQD, section depth
  • R. Ahmadi, N. Fathianpoor Page 85
    2-D finite-difference algorithm is used to simulate the GPR responses of synthetic models resembling common geotechnical targets including layered earth (slab), horizontal cylinders and 2-D prisms. Through using a 500 MHz GPR system equipped with shielded antennas, 46 profiles comprising 36 transverse profiles in the east-west direction perpendicular to the main bridge axis, 7 longitudinal profiles in the north-south direction along the main bridge axis and 3 transverse profiles from the bases of the bridge were surveyed. Processing and interpretation of longitudinal and transverse radargrams revealed various in-homogeneities including reinforcing joists and rebars, blocks of stone and wooden timbers as well as ruptures and subsidences in several locations. Concrete slabs reinforced with joists and rebars, are mainly associated with recent repairs of the bridge while reinforced sections by stone blocks and wooden timbers are related to the ancient construction works which have suffered several fractures and subsidences.
    Keywords: Ground- Penetrating Radar (GPR), Numerical modeling, Geotechnical targets, 33 pole bridge in Isfahan, Discontinuity, GPR Profile