فهرست مطالب

Engineering Geology - Volume:11 Issue: 3, 2017
  • Volume:11 Issue: 3, 2017
  • تاریخ انتشار: 1396/09/23
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بهروز احمدپور، مسعود عامل سخی صفحه 1
    پایداری سدهای خاکی در شرایط تراوش پایدار به ویژه در حین زلزله بسیار مهم است. تحلیل های عددی به وسیله نرم افزار نیازمند مدل سازی صحیح و واقع بینانه مراحل ساخت است. از آن جا که سدهای خاکی در لایه های مختلف ساخته می شوند، به منظور حصول طراحی معقول، این شرایط باید در مدل سازی نرم افزاری نیز لحاظ شود. در این پژوهش، یک سد خاکی با استفاده از نرم افزار PLAXIS مدل شده و اثرات تعداد و شکل لایه ها در شرایط خشک و هم چنین تراوش بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی و شبه استاتیکی نشان می دهد که مدل سازی سد خاکی در لایه بندی های مختلف اثرات مهمی بر تنش های برشی و تغییر مکان های افقی بدنه سد دارد. برای نمونه تغییر مکان های افقی و تنش های برشی در مدل های لایه بندی شده دست کم به ترتیب به میزان 50 و 17 درصد نسبت به مدل تک لایه افزایش می یابند. با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت مدل سازی سد خاکی به صورت لایه بندی شده و ترجیحا در در لایه های شیب دار معقول تر است.
    کلیدواژگان: سد خاکی، توزیع تنش، تغییر مکان، مدل لایه بندی شده، تحلیل شبه استاتیکی
  • محمدحسین بازیار*، مصطفی ابراهیمی، مهدی زمانی لنجانی، مسعود مکارچیان صفحه 23
    مهندسان ژئوتکنیک در بسیاری از پروژه ها با خاک های رسی دارای مقاومت کم و یا تورم زیاد مواجه می شوند. تثبیت خاک یکی از راه های مقابله با مشکلات این نوع خاک ها است. آهک و سیمان متداول ترین مواد شیمیایی در تثبیت خاک ها خصوصا خاک های رسی هستند. اگر در خاک رس تثبیت شده با آهک، سولفات وجود داشته باشد یا خاک در معرض سولفات قرار گیرد مشکلاتی از جمله کاهش مقاومت و افزایش تورم خاک رس بوجود می آید. علت این پدیده، واکنش شیمیایی بین کانی های خاک رس، آهک و سولفات است که باعث به وجود آمدن کانی های ایترینگایت و تاماسایت در خاک می شود. استفاده از پسماندهای صنعتی موجود در کشور همانند خاکستر پوسته برنج[1] در عملیات تثبیت خاک می تواند توجیه قتصادی داشته باشد. خاکستر پوسته برنج شامل مقادیر زیادی سیلیکا با سطح ویژه بالاست که برای فعال سازی واکنش بین آهک و خاک مناسب است. در این تحقیق از آهک و خاکستر پوسته برنج برای تثبیت خاک رس گچ دار استفاده می شود و مقاومت فشاری محدود نشده و پتانسیل تورم خاک رس تثبیت شده ارزیابی می شود. سولفات در ساحتار نمونه خاک موجود است. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان دهنده تاثیر مثبت خاکستر پوسته برنج بر افزایش مقاومت و کاهش تورم خاک رس گچ دار تثبیت شده با آهک است. از نقطه نظر تامین مقاومت، مشخصات تورمی و اقتصاد طرح، اضافه کردن حدود 6-8% آهک و 8-10% خاکستر پوسته برنج برای تثبیت خاک رس پیشنهاد می شود.
    [1]. Rice Husk Ash
    کلیدواژگان: خاک رس گچ دار، مقاومت فشاری محدود نشده، پتانسیل تورم، تثبیت خاک، خاکستر پوسته برنج
  • فریبرز دهقانی، هادی شهیر، علی قنبری صفحه 53
    در دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیکی با عرض کم، یک دیوار پایدار پشتی در فاصله کمی از رویه دیوار وجود دارد به گونه ای که فضای کافی برای امتداد دادن مسلح کننده با طول کافی وجود ندارد. در این حالت احتمال واژگونی دیوار حائل بالاخص تحت بارهای لرزه ای افزایش می یابد. برای افزایش پایداری دیوار، مسلح کننده ها را می توان به دیوار پایدار پشتی متصل کرد. روش دیگر، استفاده از رویه بتنی در جاریز برای تمام ارتفاع دیوار است تا فشار خاک با عملکرد مشترک مقاومت بیرون کشیدگی مسلح کننده ها و مقاومت خمشی رویه دیوار تحمل شود. از سوال های اساسی در مورد این نوع دیواره ها، میزان سهمی از فشار خاک است که به وسیله رویه بتنی تحمل می شود. در این تحقیق، فشار فعال لرزه ای ناشی از خاکریز مسلح با عرض کم بر رویه صلب با استفاده از روی کرد تعادل حدی و روش قطعات افقی برآورد شده است. برای این منظور فرض شده است که سطح لغزش بحرانی به صورت خطی از پای دیوار تا سطح پایدار پشتی امتداد یافته و سپس روی سطح پشتی تا سطح خاکریز ادامه می یابد. تاثیر پارامترهای مختلف مانند نسبت عرض به ارتفاع دیوار بررسی شده است. نتایج به دست آمده بیان گر آن است که فشار وارد بر رویه در قسمت های فوقانی دیوار طبق رابطه مونونوبه-اوکابه افزایش می یابد ولی در قسمت های تحتانی، روند گراف عوض شده و مقدار فشار وارده بر دیوار کاهش می یابد تا به مقدار صفر در پای دیوار برسد. نتایج آنالیزها نشان می دهد که فشار وارده بر رویه دیوار با کاهش عرض خاکریز، افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: دیوار خاک مسلح ژئوسنتتیکی، خاکریز با عرض کم، نمای صلب، فشار لرزه ای خاک، روش قطعات افقی
  • محمدحسین قبادی، پریا بهزادتبار صفحه 81
    ناهم سانگردی یاآنیزوتروپی در تغییر رفتار مهندسی سنگ نقش مهمی دارد.اسلیت ها به عنوان سنگ های دارای ناهم سانگردی از دیرباز برای سقف شیروانی، کفپوش ها و به عنوان منابع قرضه استفاده می شوند. اسلیت ها ی بررسی شده در این پژوهش آهکی است و بافت پورفیرو-لپیدوبلاستیک دارند. در این بررسی برای تعیین نقش ناهم سانگردی بر مقاومت کششی و الگوی شکستگی، از دو متغیر ψ (زاویه محور مغزه گیری نسبت به سطح فولیاسیون) و β (زاویه بین محور بارگذاری و امتداد فولیاسیون) در آزمایش برزیلی استفاده شد. زوایا هر 15 درجه انتخاب شده اند بدین معنا که برای هم ψ و هم β، هفت زاویه 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه تعریف شده است (برای هر نمونه 43 حالت ممکن وجود دارد). برای نام گذاری و بررسی الگوی های شکستی، 11 الگو پیشنهاد شده است. متوسط مقاومت شکست برای سه ایستگاه تنوع 21/3 تا 94/20 مگاپاسکال را نشان داد. بر اساس نتایج متوسط مقاومت کششی با دانسیته رابطه مستقیم دارد. با مقایسه داده های آزمون کشش برزیلی، مقاومت کششی در حالت اشباع 8/30 درصد کم تر از حالت خشک است. از طرفی طول شکستگی در مقابل ψ و β رابطه عکس نشان داده است. متوسط مقاومت کششی و شاخص ناهم سانگردی نشان دادند که تاثیر زاویه جهت گیری(ψ) بیش تر از زاویه بارگذاری-فولیاسیون (β) است.
    کلیدواژگان: ناهم سانگردی، اسلیت، آزمون برزیلی، الگوی شکستگی، مقاومت کششی
  • کبرا جعفری، ناصر حافظی مقدس، علیرضا مظلومی، اعظم قزی صفحه 103
    لندفیل به عنوان ارزان ترین روش برای دفع پسماندهای جامد شهری شناسایی شده است به شکلی که رایج ترین روش استفاده شده است. مکان یابی محل دفن فرآیندی پیچیده است که دربردارنده پارامترهای اجتماعی، زیست محیطی، اقتصادی و قوانین دولتی است. هدف از این پژوهش یافتن محل های مناسب برای دفن پسماندهای شهری در اردبیل با استفاده از روش MCDM و بررسی های میدانی است. در مرحله اول که با استفاده از پیوستگی GIS+AHP انجام گرفت، مناطق ممنوعه شناسایی شده و با در نظر گرفتن حریم حذف شدند. سپس معیارهای دیگر به چهار زیر معیار طبقه بندی شدند و بعد از وزن دهی و نمره دهی معیارها و زیرمعیارها با استفاده از روش AHP، نقشه ها در محیط GIS هم پوشانی شدند. حذف مناطق حریم از نقشه تناسب نشان داد 4 درصد منطقه که دربردارنده 12 محل است مناطق مستعد برای ساخت لندفیل هستند. در مرحله دوم از 12 محل بررسی میدانی انجام گرفت و 8 محل حذف شده و 4 محل به عنوان محل های مناسب معرفی شد. در پایان به منظور انتخاب مناسب ترین محل از بین این 4 محل، گزینه ها از نقطه نظرات ملاحظات زیست محیطی و اجتماعی- اقتصادی با دقت با روش TOPSIS ارزیابی شدند. در نتیجه محل 6 به عنوان مناسب ترین محل معرفی شد.
    کلیدواژگان: اردبیل، مکان یابی لندفیل، GIS، MCDM
  • علی معصومی، مریم رحمتی سلکی سری صفحه 135
    در چند دهه اخیر، پژوهش گران بسیاری ارزیابی آسیب سازه ها پس از یک رخداد لرزه ای را بررسی کرده اند. برای ارزیابی آسیب سازه ها تحت یک زمین لرزه، بررسی هم بستگی بین پارامترهای زمین لرزه و آسیب سازه ها اهمیت زیادی دارد. محققان پارامترهای لرزه ای متعددی برای توصیف زمین لرزه تعریف کره اند. از آن جا که پارامترهای طیفی زمین لرزه اطلاعات متنوعی پیرامون حرکت زمین دربر دارند، یک زمین لرزه را به درستی توصیف می کنند. هم چنین شاخص های خسارت متنوعی برای سنجش آسیب سازه ها یا تعیین آسیب پذیری آن ها نسبت به یک دیگر، پیشنهاد شده است. شاخص آسیب پارک-انگ یکی از بهترین شاخص ها برای توصیف آسیب یک سازه است. در این مقاله، هم بستگی بین پارامترهای طیفی یک زمین لرزه و شاخص های پارک- انگ بررسی می شود. برای این منظور، سه قاب بتن مسلح با ارتفاع های مختلف، تحت رکوردهای زمین لرزه حوزه دور به روش دینامیکی غیرخطی تحلیل شده و هم بستگی بین پارامترهای طیفی و شاخص های پارک- انگ قاب ها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که در همه قاب ها، بیش تر پارامترهای طیفی هم بستگی قوی با شدت آسیب دارند. از این رو برای برآورد پتانسیل آسیب زمین لرزه، برخی پارامترهای طیفی که هم بستگی زیادی با شدت آسیب دارند، شاخص های مناسبی هستند. شدت هاوزنر، شدت طیف شتاب و شدت طیف سرعت، هم بستگی زیادی با شدت آسیب از خود نشان می دهند. در این مقاله، یک پارامتر طیفی جدید که هم بستگی بسیار خوبی با شدت آسیب دارد، به دست آمده است.
    کلیدواژگان: زمین لرزه، پارامترهای طیفی، شدت آسیب، شاخص پارک، انگ، ضریب هم بستگی
  • علی محمد رجبی، علیرضا حسینی، علیرضا حیدری صفحه 161
    در بسیاری از پروژه های مهندسی، تعیین دقیق ویژگی های مقاومتی و رفتاری سنگ ها اهمیت زیادی دارد. مقاومت فشاری تک محوری از جمله ویژگی های مهم در توصیف رفتار مقاومتی سنگ ها است که به عنوان یک پارامتر مهم در طراحی سازه ها به ویژه سازه های زیرزمینی استفاده می شود. تعیین این پارامتر با استفاده از روش های مستقیم از جمله آزمایش مقاومت فشاری تک محوری پرهزینه و وقت گیر است و در برخی از موارد تهیه و آماده سازی نمونه استاندارد به دلیل وجود سطوح ضعیف در بسیاری از سنگ ها مشکل است. در چنین مواردی انجام برخی آزمون های ساده و غیرمخرب و استفاده از روابط تجربی می تواند منجر به افزایش سرعت ارزیابی و کاهش هزینه ها شود. وجود این روابط حتی به صورت منطقه ای و یا محلی (مثلا در محدوده یک سازند زمین شناسی و یا یک لیتولوژی واحد) می تواند کمک موثری در تخمین این پارامتر به منظور استفاده در پروژه های ژئوتکنیکی باشد. در این تحقیق از سنگ های آهک موجود در محدوده شمال ساوه نمونه هایی تهیه شده و آزمایش های مقاومت تراکم تک محوری، بارنقطه ای، چکش اشمیت و سرعت موج برشی روی آن ها انجام شده است. سپس با ارزیابی های آماری انجام شده روی نتایج به دست آمده، روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک محوری و نتایج سه آزمایش دیگر به دست آمده است. مقایسه بین مقادیر مقاومت فشاری تک محوری پیش بینی شده و مقادیر مشاهده شده نشان دهنده اعتبار روابط تجربی به دست آمده است. این روابط برای تخمین مقاومت فشاری سنگ های آهک در محدوده بررسی شده و سنگ های با شرایط مشابه زمین شناسی نتایج قابل قبولی را به دست دهد.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری تک محوری، بارنقطه ای، چکش اشمیت، سرعت موج برشی، سنگ آهک
  • یاسمن سلحشور، علیرضا اردکانی صفحه 183
    در این پژوهش نتایج بررسی پارامتریک به وسیله روش اجزا محدود، مربوط به رفتار رادیه شمع، وابسته به متغیرهای قطر شمع، طول شمع، چیدمان شمع ها و ضخامت رادیه، تحت بار جانبی و ترکیب بار ارائه شده است. روش تاگوچی با تحلیل واریانس (ANOVA) برای محاسبه نسبت مشارکت هر یک از این عوامل در جابه جایی جانبی رادیه شمع به کار گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد قطر شمع موثرترین فاکتور در تغییرشکل جانبی رادیه شمع تحت بار افقی تنها است. لیکن در حالت ترکیب بار، طول شمع بزرگ ترین درصد مشارکت را در کاهش تغییرشکل افقی دارد.
    کلیدواژگان: رادیه شمع، طراحی بهینه، بار قائم، بار جانبی، روش تاگوچی
|
  • Behrouz Ahmadpour, Masoud Amel Sakhi Page 1
    Earth-fill dams stability in steady state seepage condition is very important, especially during earthquakes. Numerical software analyses require accurate and realistic modeling of construction stages. Since earth-fill dams are constructed in different layers, so these conditions should be considered in software modeling to achieve a reasonable design. In this study, an earth-fill dam is modeled in PLAXIS software and the effects of the number and shape of layers are studied in dry and steady-state conditions. Obtained results in static and pseudo-static analyses show that modeling of earth-fill dams with different layers has significant effects on shear stresses and horizontal displacements. For example, horizontal displacements and shear stresses, increase at least 50% and 17% respectively, in comparison with single layer models. According to the obtained results, it can be mentioned that modeling of an earth-fill dam in the layered model and rather in inclined layers are more reasonable.
    Keywords: Earth-Fill dam, Stress distribution, Displacement, Layered model, Pseudo static analysis
  • Mohammad Hossin Bazyar*, Mostafa Ebrahimi, Mehdi Zamani Lenjani, Masood Makarchian Page 23
    Geotechnical engineers, in many cases face with low strength or high swelling potential of clayey soils. Stabilization methods are used to improve the mechanical properties of this type of soils. Lime and cement are the most popular materials used in chemical stabilization of clayey soils. If sulphate exists in the stabilized clayey soil with lime, or if soil is exposed to sulphates, problems such as strength reduction and swelling increase will occur. Reuse of industrial residual such as Rice Husk Ash (RHA) can be beneficial from the economy point of view. RHA includes a proper amount of silica with high specific surface area which is very suitable for activating the reaction between the soil and lime. In this paper, chemical stabilization of gypsum clays using lime and RHA is addressed Sulphates exist in the constitution of the soil. Unconfined compression strength and swelling potentials of the stabilized soil are evaluated. The results of this study indicate that RHA has positive impacts on improving mechanical properties of the gypsum clays stabilized with lime. From the view point of strength and swelling characteristics, and economy, addition of 6–8% lime and 8-10% RHA as an optimum amount is recommended.
    Keywords: Gypsum clay, Unconfined Strength, Swelling potential, Stabilization, Rice Husk Ash
  • Fariborz Dehghani, Hadi Shahir, Ali Ghanbari Page 53
    In the narrow geosynthetic-reinforced retaining walls a stable rear wall exists in a short distance and so there is no enough space to extend appropriate length of reinforcements. In this case, the probability of overturning of retaining wall increases especially when subjected to earthquake loading. To increase the stability of the wall, reinforcements may be connected to the stable rear surface. Alternative solution is the utilization of full-height cast in-place concrete facing in order to resist the earth pressure by combined actions of reinforcements pullout capacity and facing flexural rigidity. One of the main questions about this type of walls is the portion of earth pressure resisted by the facing. In this study, the seismic earth pressure of narrow geosynthetic-reinforced backfill on rigid facing was evaluated using limit equilibrium approach and horizontal slices method. The critical failure surface was assumed to extend linearly from the wall toe to the rear surface and then moves along the interface of the backfill and rear surface up to the backfill surface. The effects of various parameters such as wall aspect ratio have been investigated. The obtained results show that the applied soil pressure on wall facing will be increased with depth in the upper part of the wall according to the Mononobe-Okabe equation, but its pattern is inversed in the lower part of the wall and it decreases until it reaches to zero at the wall toe. The results of analyses indicate that the attracted soil thrust by the facing increases with lessening of backfill width.
    Keywords: Geosynthetic-reinforced soil wall, Narrow backfill, Full-height rigid facing, Seismic earth pressure, Horizontal slices method
  • Mohammad Hosein Ghobadi, Paria Behzadtabar Page 81
    Rock anisotropy plays an important role in engineering behavior of rocks. Slates are anisotropic rocks which have long been used for gable roof, floor tiles, borrow materials, and other purposes. The slates studied in this research are calcareous and have a porphyro-lepidoblastic texture. To determine the role of the anisotropy on the tensile strength and fracture pattern, two variables including ψ (the core axis angle to foliation) and β (the angle between the axis of loading and foliation) in the Brazilian tests were used. The angles were selected at 15° intervals. Thus, for both ψ and β, seven angles of 0˚, 15˚, 30˚, 45˚, 60˚, 75˚, and 90˚ were selected (i.e., there are 43 possible modes). In order to name and examine the failure pattern, 11 models were proposed. The average value of the failure strength for the three stations varies from 3.21 MPa to 20.94 MPa. Based on the obtained results, there is a direct relation between the average tensile strength and density. A comparison between Brazilian test data under dry and saturation conditions shows that the saturated Brazilian tensile strength is 30.8% less than the dry Brazilian tensile strength. Moreover, the changes in fracture length with the changes in ψ and β indicate an inverse relation. Eventually, the average of tensile strength (σt) and strength anisotropy index (Ia) demonstrates that the influence of orientation angle (ψ) is much larger than that of foliation-loading angle (β).
    Keywords: Anisotropy, Slate, Brazilian test, Fracture pattern, Tensile strength
  • Kobra Jafari, Naser Moghaddas, Alireza Mazloumi Bajestani, Azam Ghazi Page 103
    Landfilling has been recognized as the cheapest method for the disposal of municipal solid waste and as such has been the most used method in Iran. Landfill site selection is a complex process involving social, environmental, and economical parameters as well as government regulations. The aim of this study is to propose suitable sites for burial municipal waste in the Ardebil using Multi Criteria Decision Making (MCDM) method, field investigations and environmental study. In the first stage, restriction areas are identified and eliminated using integration Geographic Information System (GIS) and Analytical Hierarchical Process (AHP). Then other criteria categorized and weighted using AHP method. By overlapping all of criteria maps 12 sites are recognized as landfill prone areas. In the second stage, eight sites were eliminated during the site investigations study and remining 4 sites were introduced as suitable sites. Finally site No. 6 is proposed as the most appropriate site based on the environmental and socialeconomical considerations were carefully evaluated with Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) method.
    Keywords: Ardebil, Landfill Sitting, GIS, MCDM
  • Ali Massumi, Maryam Rahmati Selkisari Page 135
    In recent decades many researchers have studied on the damage assessment of structures after a seismic event. To assess the damage of structures under an earthquake, it is so important to study the correlations between earthquake parameters and damages of the structures. A lot of seismic parameters have been defined by researchers to characterize an earthquake. Spectral parameters of an earthquake convey a variety of information about ground motion, so they can properly characterize an earthquake. Also a lot of damage indices were proposed by researchers to quantify the damage of the structures or to rank their vulnerability relative to each other. Park-Ang index is one of the best indices to describe the damage of a structure. In this paper, the correlations between spectral parameters of earthquakes and Park-Ang indices are studied. Three RC frames with different height are analyzed under far-fault earthquake records by nonlinear dynamic analyses. The correlations between spectral parameters and Park-Ang indices of the frames are calculated. The results show that in all the frames most of spectral parameters have strong correlations with damage intensity. In order to estimate the damage potential of an earthquake, some spectral parameters which have high correlations with damage intensity can be proper indices. Housner intensity, acceleration spectrum intensity and velocity spectrum intensity are shown to have strong correlations with damage intensity. In this paper, a new spectral parameter which has high correlation with damage intensity is achieved.
    Keywords: Spectral parameters, Damage intensity, Park-Ang index, Correlation coefficient
  • Ali M. Rajabi Dr, Alireza Hossini, Alireza Heidari Page 161
    In many rock engineering projects, accurate identification of rock strength properties is very important. Uniaxial compressive strength is one of the most important features to describe the resistive behavior of rocks which is used as an important parameter in the design of structures especially underground openings. Determination of this parameter using direct methods, including uniaxial compressive strength tests is costly and time-consuming, and also sometimes preparation of standard samples in many rocks is difficult. In such cases, the implementation of some simple and non-destructive tests and using empirical relations can increase the evaluation speed and reduce costs. These relations even regional or local (For example within a geological formation or a single lithology) can help in the estimation of these parameters in order to be used in geotechnical projects. In this study, samples of existing limestones in south west of Tehran (Capital of Iran) were prepared and uniaxial compressive strength, point load, Schmidt hammer and Shear wave velocity tests on which have been performed. Then by the statistical evaluations of the results, the empirical relations between uniaxial compressive strength and the results of other tests are obtained. The comparison between the predicted and observed values of uniaxial compressive strength represents the validity of obtained empirical relations. The application of the proposed relations for limestones in the study area and those with similar geological conditions will provide acceptable results.
    Keywords: Uniaxial compressive strength, Point load, Schmidt hammer, Shear wave velocity, limestone, Correlation
  • Yasaman Salahshour, Alireza Ardakani Page 183
    The results of an ongoing FEM parametric study are presented regarding the dependence of the resulting piled raft behavior under lateral load and combination of loads on pile diameter, pile length, arrangement of piles and raft thickness. Taguchi method with Analysis of Variance (ANOVA) was employed to calculate the contribution ratio of these factors on the lateral displacement of piled raft. The obtained results of this study show that the pile diameter is an effective factor in horizontal deformation of the piled raft under pure horizontal load. However, in the case of load combinations, the pile length has the highest participation ratio in reducing the horizontal deformations.
    Keywords: piled raft, optimum design, vertical load, lateral load, Taguchi method