فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال دوم شماره 1 (بهار و تابستان 1388)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال دوم شماره 1 (بهار و تابستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/06/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدحسین قبادی *، حسن محسنی، محمدرضا رسولی فرح صفحات 1-18
    شناخت خصوصیات زمین شناسی مهندسی سازندهای سنگی ایران به عنوان یک ضرروت مطرح است. در این پژوهش بر اساس مطالعات سنگ شناسی وبا انجام آزمایش های مکانیک سنگ بر روی 20 نمونه از سنگ آهک های سازند آسماری در شمال شرق مسجد سلیمان ویژگی های زمین شناسی مهندسی آنها تعیین و ارتباط خصوصیات سنگ شناسی با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بررسی شده است. بر اساس مطالعات پتروگرافی و مطابق با رده بندی دانهام عمده سنگ های کربناته سازند آسماری از نوع بایوکلاست پکستون packstone) (Bioclast و بایوکلاست وکستون (Bioclast wackestone) هستند. سنگ آهک های سازند آسماری تخلخل خیلی کم تا متوسط دارند و نفوذپذیری آنها خیلی کم تا کم می باشد. حداقل و حداکثر عدد سختی برای این سنگ ها به ترتیب 18 و 39 می باشد. با توجه به رده بندی مهندسی سنگ بکر و بر اساس دو عامل مقاومت تراکمی تک محوری و نسبت مدولی سنگ آهک های سازند آسماری در رده CL قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: سنگ آهک، سازند آسماری، خصوصیات پتروگرافیکی، ویژگی های فیزیکی، ویژگی های مکانیکی، مسجد سلیمان
  • رضا خالوکاکایی، مسعود زارع نقدهی * صفحات 19-32
    موضوع تحلیل پایداری شیب ها با روش های تحلیلی و عددی به علت پیچیدگی رفتار توده سنگ و تعداد عوامل موثر بر آن، همواره کاری دشوار به حساب آمده است. روش های تجربی نیز علیرغم استفاده فراگیر، به دلیل در نظر گرفتن فاکتورهای مشخص و مخصوص به خود، از دقت و کارایی لازم برای تمامی موقعیت ها برخوردار نیستند. رویکرد سیستم های مهندسی سنگ (RES) به عنوان یک روش سیستمی در تحلیل ها و رده بندی های پروژه های مهندسی سنگ مطرح می باشد. در این رویکرد، تاثیر متقابل پارامترهای موثر بر یکدیگر در مقیاسی برابر سنجیده شده و بدین ترتیب اثر هر پارامتر در میزان تولید ناپایداری مورد توجه قرار می گیرد. هدف از این مقاله استفاده از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ در رده بندی شیب های سنگی مشرف به جاده گردنه خوش ییلاق واقع در محور ارتباطی شاهرود- آزادشهر می باشد. بدین منظور، پس از انجام بازدیدها از منطقه مورد مطالعه و بررسی شرایط محیطی، تعیین ایستگاه ها و سنجش وضعیت شیب های سنگی، مهم ترین پارامترهای موثر در ایجاد ناپایداری در توده سنگ ها شناسایی شدند. سپس با پیروی از مراحل کلیدی اجرای روش مذکور نظیر تشکیل ماتریس اندرکنش، کدگذاری ماتریس، تشکیل منوهای رده بندی، تعریف اندیس ناپایداری به صورت فرمول ریاضی برای منطقه و پس از به دست آوردن داده های مربوط به خواص مکانیکی سنگ ها، درزه های سنگی و شرایط حاکم بر منطقه، اندیس های خاص هر شیب سنگی مورد محاسبه قرار گرفت. بدین ترتیب رده بندی جامعی از ایستگاه ها و در نتیجه شیب های منطقه ارائه گردید. در نهایت، با به کارگیری یک روش تجربی و تحلیل پایداری شیب های مورد نظر، یک اعتبارسنجی اولیه برای کاربرد رویکرد سیستمی در منطقه مورد مطالعه انجام شد که مقایسه ها تطبیق نسبتا خوبی را میان نتایج دو روش نشان داد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از رویکرد سیستمی در تحلیل پایداری شیب ها در مقیاس وسیع و در مسائل دارای پارامترهای موثر متعدد می تواند بسیار مفید واقع گردد.
    کلیدواژگان: تحلیل پایداری، شیب های سنگی، جاده گردنه خوش ییلاق، رویکرد سیستمی، سیستم های مهندسی سنگ (RES)
  • جعفر بلوری بزاز *، حمید رجایی صفحات 33-46
    وجود خاک های متورم شونده در سراسر دنیا خسارات جبران ناپذیری را به ساختمان ها وارد می نماید. خاک های گچی در ناحیه جنوب غربی مشهد، به دلیل خاصیت تورم زایی که دارند از دیرباز مشکلاتی مانند ایجاد ترک در نمای ساختمان ها، شکم دادن دیوارها و برآمدگی کف سازی ها را به وجود آورده اند. خاک های این منطقه عموما ریزدانه بوده و از نوع ML یا CL محسوب می شوند. این پژوهش کوششی برای تعیین مشخصات و بررسی خواص تورمی خاک های گچی ML در این منطقه می باشد. به این منظور 6 نمونه از میان نمونه هایی که دانه بندی یکسان ولی درصد گچ طبیعی متفاوتی دارند انتخاب شده اند. پس از تعیین خصوصیات اصلی ژئوتکنیکی (مقدار گچ، حدود اتربرگ، وزن مخصوص طبیعی و چگالی) این خاک ها، اثر میزان گچ بر پتانسیل تورم و فشار تورم بررسی گردید. با توجه به تاثیر به سزای وزن مخصوص بر پتانسیل و فشار تورم، از هر یک ازخاک های شش گانه 10 نمونه با رطوبت اولیه یکسان و وزن مخصوص مختلف ساخته شده و تغییرات پتانسیل و فشار تورم آنها تعیین گردید. نتایج این تحقیق بیانگر اثر شدید مقدار گچ، میزان تراکم و مقدار رطوبت بر پتانسیل و فشار تورم است. از طرفی بهسازی این گونه خاک ها که در زمره خاک های مسئله دار هستند همیشه مورد توجه محققین بوده است. در ادامه این تحقیق نمونه ای از خاک های فوق با 57/10 درصد گچ و با پتانسیل تورم مشخص انتخاب گردید و به سه روش مختلف بهسازی شامل اختلاط با آهک، اختلاط دو زمانه با آهک و اختلاط با سیمان بهسازی شد. مقدار ماده افزودنی در این سه روش 1، 2، 3 و 4 درصد بود که پس از مخلوط و متراکم نمودن، به وزن مخصوص خشک 83/1 گرم بر سانتی متر مکعب رسید. نتایج بهسازی روی این گونه خاک های متورم شونده نشان می دهد که روش اختلاط با سیمان می تواند فشار تورم نمونه ها را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش دهد و خصوصیات تورمی آنها را به طور قابل توجهی اصلاح نماید.
    کلیدواژگان: خاک گچی، پتانسیل تورم، فشار تورم، تراکم، وزن مخصوص، بهسازی، آهک، اختلاط دو زمانه، سیمان
  • علی رمضانی *، میرستار مشین چی اصل، محسن شریعت جعفری، محمد عباسی صفحات 47-58
    مطالعه پیرامون رخداد و رفتار زمین لغزش ها به منظور پایدارسازی و کاهش خطرات ناشی از آنها همیشه مورد توجه مهندسان بوده است. یکی از مسائل مهم در مطالعه زمین لغزش ها تعیین هندسه وعمق سطح گسیختگی است. امروزه روش های مختلفی برای بررسی هندسه زمین لغزش وجود دارد. روش های ژئوفیزیکی به ویژه روش مقاومت ویژه الکتریکی یکی از بهترین و سریع ترین روش ها است. در این تحقیق هدف، فراهم کردن یک بستر مناسب برای انجام مطالعات ژئوالکتریک روی مدل های آزمایشگاهی و کوچک مقیاس به منظور یافتن بهترین روش ها برای مطالعه زمین لغزش به روش مقاومت ویژه الکتریکی است. برای رسیدن به این هدف یک مدل فیزیکی شبه زمین لغزش داخل یک تانک ژئوالکتریک طراحی و ساخته شد. مراحل آماده سازی و انجام تست های مختلف روی تانک ژئوالکتریک به منظور رسیدن به بهترین نتیجه طبق آخرین یافته ها، انجام گرفت. نتیجه نهایی مطالعه ژئوالکتریک، تهیه مقطع مقاومت ویژه ای است که بر مدل ساخته شده انطباق بسیار خوبی دارد و موید این واقعیت است است که می توان تحقیقات گسترده ای در مورد روش های مختلف مطالعه ژئوفیزیکی و زمین لغزش ها انجام داد و بهترین روش را برای کار صحرایی انتخاب کرد.
    کلیدواژگان: تانک ژئوالکتریک، شبه مقطع مقاومت ویژه، شبه زمین لغزش
  • محمد بشیر گنبدی *، علی ارومیه ای، محمدرضا نیکودل، غلامرضا لشکری پور صفحات 59-72
    تعیین مقاومت تراکمی تک محوره ی نمونه های سنگی در آزمایشگاه به عنوان یکی از پارامترهای بسیار مهم در مهندسی سنگ همواره با مشکلات زیادی همراه می باشد. یکی از مهم ترین مشکلات در این زمینه، پراکندگی نتایج آزمایش های تراکمی تک محوره و نبود معیار خاصی برای انتخاب داده های معرف مقاومت ماده ی سنگ می باشد. بررسی شکل و نحوه ی شکست نمونه ها در آزمایش تک محوره موید تاثیر به سزای ریزشکستگی ها و ناپیوستگی های میکروسکوپی در شکل شکست و نتایج آزمایش می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که حداکثر نسبت مقاومت تراکمی تک محوره به مقاومت کششی و در نتیجه حداکثر مقدار مقاومت تراکمی تک محوره در شکست نوع کششی ساده بوقوع می پیوندد که این موضوع معرف عدم تاثیر یا تاثیر بسیارکم ریزشکستگی ها در شکست نمونه در این حالت، برخلاف سایر اشکال گسیختگی می باشد. در حد نهایی دیگر حداقل نسبت مقاومت تراکمی تک محوره به مقاومت کششی و نیز مقاومت تراکمی تک محوره متعلق به نمونه هایی است که دارای شکست نوع برشی ساده بوده و در این حالت شکستگی نمونه به طور کامل متاثر از ریزشکستگی ها می باشد. بنابراین با توجه به نسبت مقاومت تراکمی تک محوره به مقاومت کششی و هم چنین شکل شکست نمونه ها به راحتی می توان داده های واقعی معرف مقاومت تراکمی تک محوره ی ماده ی سنگ را انتخاب نمود. در این تحقیق معیار مناسبی جهت انتخاب داده های درست آزمایش تراکمی تک محوره ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: مقاومت تراکمی تک محوره، ماسه سنگ، شکل شکست، ریزشکستگی، سازند شمشک
  • مجیدرضا آیت اللهی *، حامد ثقفی، محمدرضا محمدعلیها صفحات 73-82
    برای تعیین چقرمگی شکست یک ماده سنگی نیاز به یک قطعه استاندارد با ابعاد هندسی مشخص است. اگر ابعاد هندسی قطعه از مقادیر مشخصی کمتر باشد، چقرمگی شکست محاسبه شده از دقت لازم برخوردار نمی باشد. به منظور محاسبه صحیح چقرمگی شکست مواد سنگی معیارهای مختلفی برای تعیین حداقل ابعاد هندسی قطعه ارائه شده است. در این تحقیق، با انجام آزمایش روی قطعه نیم دیسک با ترک لبه ای که تحت خمش سه نقطه ای قرار دارد، معیارهای ارائه شده برای حداقل طول ترک و ضخامتمورد نیاز برای تعیین چقرمگی شکست، مورد بررسی قرار می گیرد. قطعات تهیه شده، از جنس سنگ مرمر هرسین است. نتایج آزمایش های شکست انجام شده بر روی این سنگ نشان می دهد که معیارهای ارائه شده جامعیت لازم را برای تخمین این دو پارامتر در ماده سنگی آزمایش شده نداشته و لذا در این مقاله با در نظر گرفتن ضرایب تصحیح برای روابط مربوط به محاسبه حداقل طول ترک و ضخامت قطعه، معیارهای مربوطه به نحوی اصلاح می شوند که بتوانند نتایج حاصل از آزمایش شکست انجام شده بر روی سنگ مرمر هرسین را پیش بینی نماید.
    کلیدواژگان: مواد سنگی، چقرمگی شکست، قطعه SCB، طول ترک، ضخامت، سنگ مرمر هرسین
  • مسعود حاجی علیلوی بناب *، فریبا بهروز سرند، محمد چشم دوست صفحات 83-98
    هر ساله تعداد بسیار زیادی از سازه های جدید بر روی خاک های متورم شونده ساخته می شوند. بخش عمده ای از این سازه ها متحمل خسارت های کوچک از قبیل ترک می گردند و بخشی نیز به شدت آسیب می بینند که دیگر قابل تعمیر نیستند. رفتار های مختلف خاک بستر کانال ها که سازه های سبکی می باشند از جمله تورم، واگرایی و نشست مشکلات گوناگونی را برای آنها ایجاد می کنند. لایه های بالای دشت تبریز عموما متشکل از ریزدانه ها و اکثرا از جنس رس می باشند. مطالعات مکانیک خاک نشان می دهد که تغییرات پتانسیل تورم در این منطقه نسبتا گسترده می باشد. به این معنی که در بعضی از قسمت ها پتانسیل تورم کاملا ناچیز و در بعضی از قسمت ها در حد متوسط و بعضا متوسط به بالا می باشد. بعضی از قسمت های کانال اصلی طرح آجی چای دشت تبریز (آذربایجان شرقی) متحمل ترک ها و بالا آمدگی هایی شد که بعد از بررسی ها و آزمایش ها این مشکلات به بحث تورم خاک نسبت داده شد. در این مقاله به بررسی کامل این فرضیه پرداخته می شود. آزمایش های انجام یافته مورد تحلیل قرار گرفته و پیشنهاداتی برای جلوگیری و تقلیل اثر این پدیده ارائه می گردد. برای بررسی اثر اصلاحی این روش قسمتی از کانال پر از آب شده و تغییر شکل کانال در اثر تورم به شکل دقیقی مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: تورم، کانال های انتقال آب، فیلتر، آب اندازی، دشت تبریز
|
  • Mh. Ghobadi *, H. Mohseni, Mr. Rasouli Pages 1-18
    The main purpose of this research is to assess the engineering geological properties of Asmari limestone in the north-east of Khuzestan province. For this purpose, 20 samples of limestone were selected from the north-east of Karun 1 dam site, and the relationships between petrographic characteristics, physical and mechanical properties were investigated. Index properties such as total porosity, dry unit weight, schmit hammer value, strength under uniaxial compression and Brazilian tension were determined. Microscopic studies on the limestone reveal that they are mostly bioclast packstone and bioclast wackestone according to Dunham classification. From the statictical analysis of the data, regression equations were established among rock material parameters, while conversion factors relating index properties and strength were also determined. The petrographic characteristics of the studied rocks such as mineral composition and microstructure were analyzed in thin sections and their intrinsic influence on the measured strength parameters was also investigated.
    Keywords: Asmari limestone, Petrographic characteristics, physical properties, Mechanical properties, Masjed-Suliman
  • R. Khalokakaei, M. Zare * Pages 19-32
    Rock slope stability analysis with the use of analytical and numerical approaches is usually a complicated engineering task because of complex behaviour of the rock mass and also of the various affecting parameters. On the other hand, even though the wide application of empirical methods, they don’t have an acceptable accuracy and efficiency in all situations due to the consideration of the specified influencing major factors. The Rock Engineering Systems (RES) is a systems approach which can be considered as a suitable method for rock engineering analyses and classifications particularly in areas with complex environment and multiple affecting parameters. In this method, the interactions between the system’s parameters are analyzed and then the effect of each parameter on the subject (system) is considered. The aim of this paper is to utilize the RES approach to classification of rock slopes in Khosh-Yeylagh mountainous road between Shahrood and Azadshahr cities in Iran. In this way, the study region and its conditions have been visited and some stations on the rock slopes have been selected. Then, the key steps of the mentioned approach such as selection of the most important parameters generating the instability, establishment of the interaction matrix and its coding, setting up the classification menus, defining the instability index in the form of a mathematical formula have been consecutively followed. Then, the experimental data of rock and rock joint physical characteristics were achieved and the indices for each slope were calculated. In this manner, the rock slopes in the stations were classified from the instability point of view. Finally, as a preliminary validation on the utilization of systems approach in the study region, the stability of investigated rock slopes were analyzed using an empirical method and the results were compared. The comparisons showed a rather good coincidence between the given classes of two methods. The results of this research showed that the utilization of the systems approach could be considered very useful in rock slope stability analysis specifically in large scale problems with various affecting parameters.
    Keywords: Rock slope stability analysis, Khosh-Yeylagh mountainous, road Systems approach, Rock Engineering Systems (RES)
  • J. Bolouri Bazaz *, H. Rajaei Pages 33-46
    The existence of swelling soils causes irretrievable damages to buildings all over the world. Due to the swelling property of the gypsum soils, located in South West of Mashhad, many problems such as cracking in building, heaving of walls, and pavement and bulging of floors have been reported. The soil in this region is generally fine and based on Unified Classification is predominantly ML and CL. In the present research, 6 typical samples, among many gathered samples, with identical gradation but different amount of gypsum, were selected. After determination of main geotechnical properties of samples (including gypsum percent, Atterberg limits, natural unit weight and density), the effect of gypsum amount on the swelling potential and swelling pressure was investigated. Considering the influence of degree of compaction, on the swelling potential and swelling pressure, 10 samples for each of 6 typical soils, with identical moisture content but different unit weight were prepared and the variation of the swelling potential and swelling pressure were studied. The results of this research indicate the harsh effect of the gypsum amount, degree of compaction and moisture content on the swelling potential and swelling pressure. The improvement of such soils which are a type of problematic soils has been of many researchers interest. In the present research a sample with 10.57% gypsum and unit weight of 1.83 g/cm3 and with a determined swelling potential was improved using three different methods, including mixing with lime, double mixing with lime and mixing with cement. The amount of admixture for all three methods was 1, 2, 3 and 4 percent. The results of this research indicate that mixing with cement is able to reduce considerably the swelling potential and to improve the swelling specifications of this type of soil.
    Keywords: Fine soil, gypsum, swelling, potential, pressure, compaction, moisture content, improvement, Lime, double mixing, Cement
  • A. Ramezani *, M. Shariat, M. Abbasi Pages 47-58
    A landslide is a geological phenomenon which includes a wide range of destruction and damage. Determination of landslide geometry is an important problem in study of landslides. Geophysics methods, especially geoelectric, are the best ways to study the landslide geometry. In this regard an experimental model was provided for geoelectrical investigation. One of the preparation steps of the model is to test the geoelectric tank.the final stage is to provide a resistivity pseudo section.in the result of the resistivity pseudo section have a good fitness to the boundary of pseudo landslide. Researcher can test a lot of different geoelectrical arrays and choose the best one for use in the field.
    Keywords: tank, pseudo resistivity section, pseudo landlide
  • M.Bashir Gonbadi *, A. Uromiei, M. Nikodel, Gh. Lashkaripour Pages 59-72
    Determining the UCS of rock samples as one of the most important parameters of rock engineering is so difficult because of occurrence of so many problems. One of the most important problems in this regard is the scattering of the results of USC tests and lack of specific criteria for choosing the data which represents the strength of intact rock. Investigating the form and the mechanism of samples failure through the USC tests shows the significant impact of micro-fractures and microscopic discontinuities on the failure mode and also on test results. According to the research results, that the maximum ratio of UCS to tensile strength and consequently maximum rate of USC occurs in the simple extension failure which indicates no impact or so weak impact of micro-fractures on the sample failure of this type unlike other types. In case of other extreme, the minimum USC ratio to tensile strength and the USC belongs to the samples with simple shearing failure and in this case the failures is totally impacted by micro-fractures. So regarding the ratio of USC to tensile strength and also considering the samples fracture mode, the real data representing the USC of intact rock could be chosen. The suitable criteria for choosing the correct data of the UCS tests is submitted in this research.
    Keywords: uniaxial compressive strength, Sandstone, Mode of Failure, Micro Cracks, Shemshak Formation
  • Mr. Ayatollahi *, H. Saghafi, Mr. Mohammad Alayha Pages 73-82
    The determination of fracture toughness of a rock material requires a standard specimen with specific geometry dimensions. If the dimensions of specimen are lower than special values, the obtained fracture toughness may not be accurate. In order to attain the fracture toughness of rock materials correctly, several criteria have been proposed for the required minimum dimensions. In this study, some tests were conducted on the semi-circular specimen containing an edge crack and subjected to three-point-bend loading (SCB specimen) and the suggested criteria for the required minimum crack length and thickness were assessed. The specimens were made of Harsin marble rock. The results obtained from the fracture tests showed that these criteria are not comprehensive and are not consistent with the experimental results. Therefore, by using the necessary correction factors in equations related to the minimum crack length and thickness, these equations were revised such that they can estimate the experimentally observed results for the Harsin rock.
    Keywords: Rock materials, Fracture toughness, SCB specimen, Crack length
  • M. Hajialilue Bonab *, F. Behrouz Sarand, M. Cheshmdoust Pages 83-98
    Many structures are being constructed on expansive soil every year. A considerable part of these structures are damaged such as cracks and a part of them are destroyed. When the irrigation canals are located on problematic soils like expansive and dispersive soils, different damages may occur. Top layers of Tabriz plain are generally consisted of fine grain soils and clays. A comprehensive site investigation was undertaken and the results show that the swelling potential varies from low to medium-high. Some parts of the AjiChay main canal of Tabriz (East Azerbaijan) suffered cracks and small uplifts. After investigation it was shown that these damages could be caused by soil bed swelling. In this paper this hypothesis was investigated. Different tests were undertaken to understand the phenomena and a countermeasure method was undertaken to reduce damages.In order to evaluate the effectiveness of countermeasure method, a part of canal was selected and filled with water and the deformation of canal caused by swelling was studied.
    Keywords: swelling, irrigation canal, Filter, pounding, Tabriz plain