فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال یکم شماره 4 (پاییز و زمستان 1387)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال یکم شماره 4 (پاییز و زمستان 1387)

  • تاریخ انتشار: 1387/12/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محسن شریعت جعفری * صفحات 1-14
    گرچه اغب نمی توان مانع از وقوع رخدادهای طبیعی مانند زمین لغزش شد، اما با شناخت، ارزیابی و مدیریت جامع ریسک زمین لغزش می توان خسارات و آسیب ها را در حد قابل قبولی کاهش داد و امکان استفاده بهینه از زمین را فراهم کرد. در این مقاله ریسک ویژه زمین لغزش در بخشی از دو حوزه هراز و دماوند از حوزه های واقع در البرز جنوبی ارزیابی شده است. ریسک ویژه زمین لغزش، عبارت از درجه آسیب پذیری مورد انتظار ناشی از وقوع رخداد لغزش زمین است. در این تحقیق اجزای اصلی ریسک پذیر شامل؛ تراکم جمعیت، سازه ها، منابع طبیعی و کشاورزی در منطقه ای است که بالقوه به وسیله خطر زمین لغزش تهدید می شود. درارزیابی خطر لغزش زمین که از اجزای اصلی معادله ریسک می باشد، از شاخص آماری فراوانی زمین لغزش در منطقه و ضریب اهمیت نسبی عوامل استفاده شده است. دو شاخص شعاع تاثیر لغزش و فراوانی اجزای آسیب پذیر در ارزیابی و وزن دهی اجزای آسیب پذیر که جزء دوم معادله ریسک می باشند مورد استفاده واقع شده اند. ترکیب وزن ها و ساخت نقشه های وزنی خطر، آسیب پذیری و ریسک با استفاده از مدل همپوشانی شاخص های چند کلاسه انجام شده است. این مدل، عملگری افزایشی است، و وزن زیاد در پیکسل های خروجی آن، بیانگر حساسیت زیاد آن (تا بیش از دو برابر) نسبت به وزن زیاد در پیکسل های مشابه در عملگرهای کاهشی است. بنابر این کاربرد نتایج این مدل در طرح های توسعه و آمایش سرزمین خاص کاربری های حساس است.
    نقشه ریسک ویژه منطقه، سطح آسیب پذیری مجموع عوامل آسیب پذیر در هر نقطه را، بالقوه برای طراحان طرح های توسعه و سرمایه گذاران محلی و منطقه ای نشان می دهد و پیش بینی افزایش زیان و آسیب پذیری را به طور کیفی در تغییر کاربری ها یا تغییر فراوانی منابع برای کاربران ممکن می سازد.
    کلیدواژگان: ارزیابی ریسک، خطر، آسیب پذیری، زمین لغزش، البرز
  • محمد صادق قائم پناه *، غلامرضا لشکری پور، حسین صادقی، محمد غفوری، محمد عشقی پور صفحات 15-24
    در توده سنگ های ناهمگن و کم مقاومت مانند شیل ها و شیست ها، پیش بینی سریع مشکلات در هنگام حفاری تونل بسیار مهم می باشد. در این مقاله مساله لهیدگی در مسیر قطعه دوم تونل آزاد در استان کردستان به دلیل وجود توده سنگ های فیلیتی و اسلیتی با مقاومت پایین دارای پتانسیل لهیدگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از چهار روش تجربی استفاده گردید. سپس با توجه به نتایج به دست آمده، میزان لهیدگی و درصد تغییر شکل دیواره تونل نسبت به شعاع آن در مقطع بحرانی با بیش ترین ضخامت روباره (760 متر) تعیین و مقدار فشار نگهدارنده با استفاده از رابطه هوک- مارینوس محاسبه شده است. در نهایت با میانگین گیری از نتایج حاصل از روش های تجربی ذکر شده، عمق شروع لهیدگی در این قطعه، 180 متر تخمین زده شده است.
    کلیدواژگان: تونل آزاد، لهیدگی، فشار نگهدارنده، روش تجربی
  • محمدهادی داودی *، وحید احدی عالی صفحات 25-34
    صرف نظر از معیارهای زیست محیطی، یکی از نکات مهم در تثبیت توده های لغزشی، اقتصاد مهندسی طرح است به نحوی که هزینه های اجرایی باید با ارزش اقتصادی توده و یا اهمیت کاربری آن هماهنگی داشته باشد. روش های رایج در تثبیت زمین لغزش ها عمدتا پر هزینه بوده و برای توده های واقع در اراضی کشاورزی و منابع طبیعی فاقد توجیه اقتصادی می باشد. در این تحقیق سعی شده کاربرد تکنیک استفاده از محلول اشباع آهک (SLS) saturated lime solution که در سال های اخیر برای تقویت مقاومت برشی خاک ها ارائه شده است، در تثبیت توده های لغزشی خاکی مورد ارزیابی قرار گرفته و متدولوژی آن تدوین گردد.
    در این مقاله، ضمن تشریح و بررسی کامل مراحل مختلف پژوهش شامل بررسی های صحرایی زیرسطحی، آزمایش های آزمایشگاهی، تهیه مدل عددی و تلفیق، نتایجی که در مورد یک توده لغزشی حاصل شده، مورد بحث و ارزیابی قرار می گیرد. در اولین مرحله، پس از شناخت لایه بندی توده، ویژگی های مقاومتی و مکانیکی خاک اندازه گیری و مقدار لازم برای افزایش مقاومت برشی خاک تعیین می گردد. در مرحله بعدی به کمک مدل های عددی، شرایط لازم برای پایدار شدن توده جستجو شده و بر اساس آن میزان SLS (محلول اشباع آهک) مورد نیاز محاسبه و به کمک مدل های عددی نحوه وارد کردن آن به خاک تعیین می گردد. نتایج نشان می دهد که این تکنیک در پروژه های عمرانی قابل استفاده بوده و با توجه به کم بودن هزینه های آن در مقایسه با روش های معمول، می تواند به عنوان یک گزینه قابل رقابت در فعالیت های تثبیت زمین لغزش مورد توجه جدی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تثبیت زمین لغزش، جریان در محیط متخلخل، مقاومت برشی، محلول اشباع آهک، مدل عددی
  • احمد فهیمی فر، فرشاد منشی زاده تهرانی * صفحات 35-44
    مقادیر تنش ها و جابجایی های محیط سنگی در حین حفاری فضاهای زیرزمینی دچار تغییراتی می شود که این تغییرات وابسته به هندسه حفاری و زمان می باشد. در رابطه با وابستگی به زمان، اثر پیشروی سینه کار و اثر خزش توده سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله اثر خزش توده سنگ مورد بررسی قرار می گیرد و از ماده برگر که برای بیان خزش توده های سنگی مناسب می باشد، استفاده شده است. در ادامه برای تحلیل تونل های با مقطع دایره و برای رفتار ویسکوالاستیک تحت شرایط هیدرواستاتیک تنش ها، روابط جدیدی برای پیش بینی تغییرات تنش ها و جابجایی ها نسبت به گذشت زمان ارائه شده است. به منظور کنترل صحت روابط تحلیلی پیشنهادی، روابط تحلیلی به دست آمده برای یک تونل تحقیقاتی استفاده شده است. هم چنین برای تونل مورد نظر به کمک نرم افزار Flac تحلیل عددی صورت گرفته است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی و روابط تحلیلی پیشنهاد شده، تطابق مناسبی با یکدیگر و نتایج ابزاربندی تونل مورد نظر دارد.
    کلیدواژگان: عنصر برگر، مدل ویسکوالاستیک، تونل دایره ای
  • امین حسین مرشدی *، حسین معماریان صفحات 45-58
    به منظور طبقه بندی داده ها در ساختگاه سد سمیلان، شاخص گذاری بر اساس حد آستانه و تبدیل داده های کیفی به کمی، مورد استفاده قرار گرفت. یکی از مبانی کاربردی شاخص گذاری در تخمین، کریجینگ شاخص است. در بررسی حاضر، پارامتر های ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ)، به همراه سازه های مختلف سد، مطالعه شد. بر اساس توابع شاخص گذاری، پارامتر لوژون به چهار شاخص، پارامتر شاخص کیفی سنگ به سه شاخص و سازه های مختلف سد به چهار شاخص تقسیم شد. سپس واریوگرام شاخص برای هر یک از پارامتر های مذکور محاسبه و خصوصیات واریوگرام استخراج شد. با استفاده از کریجینگ، پارامتر های مذکور به صورت سه بعدی تخمین زده شد. بر اساس میانگین خطای تخمین کریجینگ نیز پارامتر های لوژون و شاخص کیفی سنگ به چهار شاخص تقسیم شد. تابع تعیین محل حفاری های اضافه براساس بیشینه سازی شاخص های لوژون، میانگین خطای تخمین و سازه های مختلف سد و کمینه سازی شاخص کیفی سنگ صورت گرفت و به صورت حاصل ضرب مقدار کریجینگ شاخص لوژون در مقدار شاخص سازه های مختلف سد در شاخص خطای تخمین، تقسیم بر مقدار کریجینگ شاخص خصوصیت کیفی سنگ، تعریف شد. در مطالعه حاضر، بر اساس تابع تعیین محل حفاری های اضافه، دو گمانه جدید برای تکمیل حفاری های این سد پیشنهاد شد. نکته قابل توجه این است که تاثیر گمانه ها بر کاهش خطای تخمین در مراحل اولیه به مراتب بیش تر از مراحل بعد است و افزایش دو گمانه در برابر بیست و هفت گمانه موجود نمی تواند خطای تخمین را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد ولی عدم قطعیت را در آن مناطق کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: شاخص گذاری، کریجینگ شاخص، لوژون، RQD، تابع تعیین محل حفاری های اضافه، سد سمیلان
  • مهدی نجفی *، علیرضا یاراحمدی بافقی صفحات 59-70
    درحال حاضر تحلیل پایداری سطوح شیب دار با استفاده از روش های تعادل حدی صورت می گیرد ولی از آن جایی که ممکن است خصوصیات خاک و سنگ در بخش هایی از دیواره مقادیر متفاوتی از خود نشان دهند، لازم است از روش های تحلیل احتمالاتی برای تحلیل پایداری سطوح شیب دار استفاده گردد. در این تحقیق ابتدا تحلیل پایداری دیواره سد باطله با استفاده از روش های تحلیل قطعی انجام شده است، سپس بر پایه اصول روش های احتمالاتی و با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، اندیس قابلیت اعتماد و احتمال ریزش دیواره سد باطله ی کارخانه فرآوری معدن فسفات اسفوردی محاسبه و نتایج حاصل از دو روش (قطعی و احتمالاتی) با یکدیگر قیاس شده است و به منظور تاثیر پارامترهای ورودی بر روی ضریب اطمینان، تحلیل حساسیت با افزایش درصد هر کدام از پارامترها صورت پذیرفت. به طور کلی نتایح حاصل از تحلیل های قطعی و احتمالاتی نشان داده که پایداری سازه با ضریب اطمینان بیش از 3/1 به عنوان سازه ای با درجه سه مورد تایید و از پایداری مورد نظر برخوردار است.
    کلیدواژگان: سد باطله، اندیس قابلیت اعتماد، احتمال ریزش، تحلیل پایداری
  • سعید هاشمی طباطبایی *، اشکان محمدی صفحات 71-80
    تعیین واکنش دقیق ساختمان در برابرحداکثر شتاب زمین و اثر ساختگاه به منظور کاهش خطر لرزه ای امری ضروری است. اثرات ساختگاهی، نقش اساسی را در تخریب ساختمان ها ایفا می نماید. بر اساس آیین نامه های طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، نیروی جانبی وارد بر یک سازه، تابعی از طبقه بندی نوع زمین می باشد. طبقه بندی انواع زمین، عمدتا تابع شرایط زمین شناسی، و ژئوتکنیکی بوده و بر اساس آزمون های آزمایشگاهی و صحرایی تعیین می شود. در این راستا مطالعات ژئوسیسمیک، بر مبنای میانگین سرعت امواج برشی تا عمق 30 متری از سطح زمین، از اهمیت خاصی برخوردار است. ضخامت، سرعت و توالی لایه ها، به ویژه استقرار یک لایه آبرفتی کم سرعت بر روی یک لایه پرسرعت، تاثیرات قابل توجهی بر طیف های طراحی دارد. در آیین نامه اروپا ، هنگامی که یک لایه آبرفتی کم سرعت بر روی یک لایه پرسرعت با شرایط خاص قرار بگیرد، از این نوع زمین به عنوان زمین نوع E یاد می شود. در این مقاله، ضمن بررسی خاک نوع E آیین نامه اروپا و تاثیر آن در طیف طرح، میزان سازگاری طیف های طراحی حاصل از یک مطالعه موردی (ریزپهنه بندی لرزه ای شهر بم) با طیف های به دست آمده بر اساس خاک نوع E آیین نامه اروپا و آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)، نشان داده می شود. نتایج نشان می دهد، بدون در نظر گرفتن ضوابط زمین نوع E، ساختگاه در زمین نوع B (آیین نامه اروپا) یا I (استاندارد 2800) قرار می گیرد. طیف های طراحی حاصل از مطالعات شهر بم، تطابق خوبی با طیف های حاصل از آیین نامه اروپا بر اساس زمین نوع E نشان می دهد و با طیف های طراحی بر اساس زمین نوع B یا I سازگار نیست. در این راستا اختصاص طبقه ای به زمین هایی که در آن یک لایه آبرفت سست بر روی یک لایه سخت قرار دارد اجتناب ناپذیر می باشد.
    کلیدواژگان: طبقه بندی زمین، اثر ساختگاه، ریزپهنه بندی لرزه ای، آیین نامه اروپا، استاندارد 2800
|
  • M. Shariat Jafari * Pages 1-14
    Although occur of natural events such as landslides can not be prevented, but their losses and impact can be reduced by recognition, assessment and risk management. Landslide specific risk may be defined as degree of vulnerability from a landslide event in every point of region.
    In this research the elements at risk are population; constructions, natural and agricultural resources, that potentially affected by the landslide hazard.
    Landslide frequency and relative preference of effective factors index have been used in hazard assessment. Vulnerability mapping carried out with use of run out distance index and frequency of exposed elements.
    Index overly multi class model is used to creating the weight maps. This is an increasing operator and the high weight in its pixels shows high sensitivity. Therefore it is suitable for sensitive land use. The final specific risk map is necessary source on land use planning and prediction of losses in change land use or load frequency of land.
    Keywords: specific risk assessment, hazard, vulnerability, Landslide, Alborz, Iran
  • Ms. Ghaem Panah *, Gh. Lashkaripour, H. Sadeghi, M. Ghafouri, M. Eshghipour Pages 15-24
    Quick estimation of possible problems is very important for tunnel excavation through anisotropic and low strength rock masses like shale and schist. This paper deals with the squeezing problem in the second segment of Azad tunnel in KordestanProvince which passes through phyllite and slate weak rock masses with squeezing potential. For this purpose four experimental methods were used. According to the obtained results, squeezing value and strain of tunnel wall in the critical section with maximum overburden (760 m) was determined and then support pressure has been calculated by using Hoek & Marinos equation. At final, the results of above experimental methods has been used for estimating of starting squeezing depth nomination in this segment of tunnel, and this depth has been estimated 180 m.
    Keywords: Azad tunnel, squeezing, support pressure, experimental method
  • Mh. Davoudi *, V. Ahadi Pages 25-34
    Further to environmental criterion, one of the most important issues in land slide stabilization is the economical feasibility of the project. Conventional methods are mostly costy and thus may not be used in land slides situated in rangelands, agricultural or forest areas in which the value of land is very low. In this paper the application of SLS (saturated lime solution), recently developed for soil shear strength improvement, in land slide stabilization projects is examined. The different steps, including subsurface exploration, laboratory tests, numerical modellimg and conclusion are explained. Then the results of the above mentioned steps for a real case are presented and disxussed.
    In this technich, after studying the stratification of site, the mechanical properties of soil including chesion, in ternal friction angle, density, and hydraulic conductivity, the relationship between SLS volume and improving of c and of soil is stablished by means of laboratory tests. Using reliable softwares, numerical hydraulic and mechanical models of the site is prepared to determine the required volume of SLS to be penetrated into the soil. Also the number and location of wells and/or trenches through wich SLS will have access to he soil is designed.
    The results reveal that SLS technich is a low cost and environmental friendly method which can be used for civil works in the field of land slide stabilization.
    Keywords: landslide stabilization, flow through porous media, numerical model saturated Lime solution
  • A. Fahimifar, F. Monshizadeh Tehrani * Pages 35-44
    In this paper the effect of creep is discussed. The burger body which is able to model the primary and secondary creep regions of rocks is applied. In order to analyze the behavior of circular tunnels in visco-elastic media and hydrostatical state of stresses, new relations are derived. The new proposed equations are able to predict the variations of the stresses and displacements during the time. In order to verify the analytical solution, a tunnel is analyzed numerically by using FLAC code. The results of these two analyses showed a proper agreement with the numerical analysis and an instrumented tunnel.
    Keywords: burger body, visco-elastic model, circular tunnel
  • Ah. Morshedi *, H. Memarian Pages 45-58
    Defining indicator is used for classification of data, based on a threshold and converting qualitative to quantitative data. One of the applications of the indicatoring in estimation is indicator kriging. In the present study, two geotechnical parameters (Lugeon and RQD) from 27 boreholes, along with various structures of the Semilan dam were studied. Based on indicator functions, Lugeon parameter divided to four, RQD to three and various structures of the dam site to four indexes. Then, indicator variogram of each parameter was calculated and their variogram characteristics were extracted. The geotechnical parameters were estimated, by 3D kriging. Based on the average of kriging error (Lugeon and RQD) were also divided into four indexes. The function to locate additional drillings is based on maximizing parameters such as Lugeon, average of error estimation and index of dam structures; and minimizing RQD. The function to locate additional drillings is found by dividing the result of multiplying Lugeon, estimation error, and index of dam structures, by RQD. In this paper, based on the function of additional drilling locations, two extra boreholes were suggested for the studied dam site. It should be noted that new boreholes in early stage of drillings can more effectively reduces error estimation, compare to those drilled in the later stages. Hence, although adding two boreholes to 27 existing boreholes of Semilan dam cannot considerably decrease the error estimation, but effectively decrease the uncertainty around them.
    Keywords: indicator, indicator kriging, dam site structures, function of selecting additional drilling location, lugeon, RQD, semilan dam, Iran
  • M. Najafi *, A. Yarahmadi Pages 59-70
    Nowadays, the slope stability analyses are performed by limit equilibrium methods. It is necessary to analyses slope stability by probabilistic modeling due to soil and rock properties variations in different parts of structure. In this paper, the reliability analysis and probability of failure Esphordi Phosphate mine tailing dam were gained by probabilistic modeling using Monte Carlo Simulation method. The reliability analysis and probability of failure values showed that tailing dam is stable.
    Keywords: tailing dams, reliability analysis, probability of failure, slope stability
  • S. Hashemi Tabatabaei *, A. Mohammadi Pages 71-80
    Seismic hazard reduction requires precise response of the building based on PGA and site effects. Characteristics of site play an important role in building devastation. Based on the code of practice for seismic resistant design of buildings, exerted lateral load on a structure depends on the soil profile of the site. The classification mainly depends on the geological and geotechnical conditions which are determined by in situ and laboratory tests. In this regards, geoseismic studies based on average shear wave velocity from surface up to depth of 30m is necessary. Thickness, velocity and sequence of the layers, specifically a surface layer with low shear wave velocity underlain by stiffer material with high shear wave velocity have remarkable effects on design spectra. While a low velocity layer considered on a high velocity one, the soil profile postulated as soil type E according to the Eurocode. In this paper, soil type E defined by Eurocode and its effects on design spectra is examined. Further more consistency of design spectra resulted from case study (seismic microzonation of Bam city) with spectra based on soil type defined by Eurocode and Standard No. 2800 are evaluated. The results indicate, if terms and condition of class E is ignored. The site may be classified as type I (Standard No. 2800) or B (Eurocode). Obtained design spectra from case study match well with spectra from Eurocode for type E. Hence, it is inevitable to allocate a group of soil type within which a soft alluvium layer overlain hard layer.
    Keywords: soil profile classification_site effect_seismic microzonation_soil type E eurocode_standard No. 2800