فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدتقی بلوری بزاز، جعفر بلوری بزاز* صفحات 1-12

    آلاینده های هیدروکربنی، علاوه بر این که همواره به عنوان یکی از مخاطرات اصلی محیط زیست به شمار می روند، در خاک های ماسه ای آلوده شده، پارامترهای مقاومتی آن را کاهش داده و به صورت یک خطر زیست محیطی و مهندسی در طبیعت رها می شوند. راهکار های زیادی برای بهپالایی و بهسازی اینگونه از خاک ها مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، بهسازی خاک های آلوده به دو نوع هیدروکربن (روغن موتور و گازوییل) با استفاده از روش تزریق مواد زیستی بر پایه سویه باکتری Sporsarcina pasteuri و سپس ترسیب کلسیم کربنات در یک مخزن با اتکا بر نفوذ ثقلی مواد بهساز میکروبی انجام شده است. اثرات تراکم و بازدارندگی هیدروکربن ها در مواجهه با میکروارگانیزم ها (با استفاده از نتایج آزمون بازدارندگی دیسکی) از جمله مواردی است که بر میزان و نحوه بهسازی موثر بوده و بهسازی با هر درجه ای از موفقیت در خاک های آلوده هیدروکربنی صورت پذیرفته است. بدین ترتیب نتایج فرآیند بهسازی پس از تزریق مورد بررسی قرار گرفتند و مشخصا با توجه به بازدارندگی زیاد روغن موتور نسبت به گازوییل، فرآیند بهسازی در این آلاینده کمتر از گازوییل بود. همچنین بیشترین بهسازی زیستی در خاک فاقد آلاینده رخ داد.

    کلیدواژگان: آلاینده هیدروکربنی، پارامترهای مقاومتی، بهسازی میکروبی، ترسیب کلسیم کربنات، Sporsarcina pasteuri
  • مرجان شاهین فر، غلامرضا لشکری پور*، محمد غفوری صفحات 13-27
    در این پژوهش روابط بین مقاومت فشاری تک محوری با تخلخل و خصوصیات پتروگرافی شامل نوع سیمان و مقادیرکوارتز، فلدسپات و خرده سنگ بر روی ماسه سنگ های سازند های زون کپه داغ در شمال شرق ایران بررسی گردید. برای این منظور 22 نمونه از ماسه سنگ های سازندهای شوریجه و نیزار برداشت شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین مقاومت فشاری علیرغم اهمیت آن در پروژه های مهندسی، آزمایشی زمان بر و پر هرینه می باشد. از این رو استفاده از روابط همبستگی بین مقاومت فشاری تک محوری ماسه سنگ ها با خصوصیات پتروگرافی آن می تواند کاربرد های بسیاری در پروژه های مختلف مهندسی در تخمین مقاومت فشاری با هزینه و زمان کم تر داشته باشد. برای این منظور در این تحقیق از ضریب همبستگی آماری پیرسن و رگرسیون های آماری تک متغیره و چندمتغیره استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده آن است که روش پتروگرافی معرفی شده در این تحقیق جهت محاسبه مقاومت فشاری تک محوری سنگ های مورد مطالعه روشی با برآورد خطای پایین جهت تعیین مقاومت ماسه سنگ ها می باشد. این نتایج نشان داد که برخلاف سنگ های دیگر، نقش نوع سیمان (سیلیسی یا آهکی) بر مقاومت این نوع سنگ ها بیشتر از نقش نوع کانی ها تشکیل دهنده و تخلخل تاثیر دارد. براساس نتایج تحقیق رابطه ای با ضریب هبستگی بالا (R2 = 0.93) برای پیش بینی مقاومت فشاری ماسه سنگ های مورد مطالعه بر اساس درصد و نوع سیمان پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری تک محوری، ماسه سنگ، تخلخل، ویژگی های پتروگرافی، رگرسیون تک متغیره و رگرسیون چندمتغیره
  • شهرام قاسمی، محمدرضا نیکودل*، امیرمازیار رئیس قاسمی، فهیمه یوسف وند صفحات 29-42

    بتن که پرکاربردترین ماده در سراسر جهان برای ساخت سازه ها می باشد. در بین خصوصیات بتن، مقاومت بتن یکی از ویژگی هایی می باشد که بیشترین ارزش را در بین مهندسان و طراحان دارد و از این رو با نسبت کیفی بالایی کنترل می شود. بتن از ترکیب چندین مصالح شامل سیمان، سنگدانه، مواد افزودنی و آب تشکیل شده است. تقریبا %75 حجم بتن متعارف را سنگدانه ها تشکیل می دهند بدیهی است ماده متشکله ای که چنین درصد بزرگی از بتن را تشکیل می دهد باید نقش مهمی در خواص بتن تازه و سخت شده داشته باشد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر ویژگی های انواع سنگدانه ها بر بتن های گوگردی و معمولی از 7 نمونه سنگی که شامل مصالح معمولی، گرانیت، 2 نمونه آهک، لوماشل، تراورتن و لیکا استفاده شده است. از این نمونه های سنگی، سنگدانه هایی با دانه بندی یکسان تهیه و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه ها بدست آمده است.  در مرحله بعد طرح اختلاط مناسبی مشخص گردید که برای هر 2 نوع بتن معمولی و گوگردی قابل استفاده باشد و سپس نمونه ها ساخته شده و بررسی نتایج نشان داده است که مصالح سنگی که برای استفاده در بتن معمولی مناسب نمی باشند در بتن های گوگردی با تغییراتی که در طرح اختلاط داده شد، مقاومت مناسبی را کسب کرده، به عنوان مثال لوماشل از مقاومت MPa 6/17 در بتن های معمولی به MPa 6/43 در بتن های گوگردی رسیده است. همچنین تخلخل و بافت سطحی سنگدانه ها در بتن های گوگردی نقش پررنگتری دارند.

    کلیدواژگان: بتن گوگردی، سنگدانه، مقاومت بتن
  • هادی فتاحی*، محسن شاهمنصوری، حسین قائدی صفحات 43-56

    یکی از مهمترین مسایل در طراحی سدهای خاکی که در مواردی احداث سد را در یک منطقه غیر قابل توجیه می نماید، مقدار فرار آب از مخزن سد از طریق پی و بدنه است. لذا محاسبه دقیق مقدار دبی نشت از بدنه و پی سد از جهات فنی و اقتصادی حایز اهمیت فراوانی است. آنالیز نشت در طراحی یک سد خاکی از لحاظ ایمنی سد نیز مهم می باشد زیرا جریان آب در بدنه و پی سد باعث بوجود آمدن فشار حفره ای و نیروهای تراوشی می شود، که اگر مقدار این نیروها در حد مجاز نباشد، پایداری مصالح بدنه و پی سد دچار مشکلات عمده ای از قبیل رگاب و آب شستگی خواهد شد، که در نتیجه به خرابی سد خواهد انجامید. لذا به منظور جلوگیری از خرابی های حاصل از زه آب، مقدار جریان زه در بدنه و شالوده سد خاکی تعیین شود. در این مقاله به منظور آنالیز نشت در سد خاکی رودبار لرستان (مطالعه موردی) از مدلسازی عددی در نرم افزار Slideاستفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازی عددی و محاسبات زه آب عبوری از مقطع عرضی پی و بدنه سد رودبار لرستان نشان می دهد که به طور سالیانه برابر با 629584 متر مکعب برآورد می شود که معادل 27/0 درصد حجم آب سد (1724 متر مکعب در روز: سهم بدنه سد 98 درصد و سهم پی سنگی 2 درصد) می باشد که با توجه به جنس مصالح هسته قابل قبول ارزیابی می شود. همچنین مدلسازی انجام شده نشان می دهد سد خاکی رودبار لرستان دارای ضریب ایمنی بسیار بالایی در برابر پدیده رگاب است.

    کلیدواژگان: آنالیز نشت، نرم افزار Slide، سد خاکی رودبار لرستان، مدلسازی عددی
  • سجاد محمدی، محمد عطایی*، رضا میکائیل صفحات 57-69
    در این پژوهش میزان ارتعاش ناشی از برش سنگ های تزیینی کربناتی و گرانیتی از طریق ساخت یک دستگاه برش در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور پارامترهای 7 نمونه سنگ کربناتی و 5 نمونه سنگ گرانیتی تعیین شده و 211 آزمایش برش صورت گرفته است. مدل های پیش بینی کننده با ترکیب های مختلفی از پارامترهای فیزیکی و مکانیکی سنگ ها با روش های آماری و هوش مصنوعی ساخته و برسی شده اند. همچنین عملکرد بهترین مدل ها بر اساس چهار معیار برای دو نوع از داده های آزمون شامل داده هایی که جنس سنگ آن ها در ایجاد مدل موجود بوده و دسته ای که نوع سنگ آن ها در ایجاد مدل موجود نبوده ارزیابی شده است. در نهایت بر اساس استراتژی های مختلف اولویت بندی، نتایج معیارهای ارزیابی، سرعت، سهولت و قابلیت اطمینان روش ایجاد مدل، بهترین مدل برای هر خانواده از سنگ ها معرفی شده است. نتایج نشان داده است که بهترین مدل برای هر دو خانواده از سنگ های کربناتی و گرانیتی به صورت مدل رگرسیون چند متغیره غیرخطی است. پارامترهای مشترک ورودی در این دو مدل عمق برش، نرخ برش و فاکتور سایندگی شیمازک بوده است. علاوه بر این پارامترها، در سنگ های کربناتی مدول یانگ و در سنگ های گرانیتی مقاومت فشاری تک محوری نیز جزو پارامترهای ورودی بوده اند که مطابق با نتایج تحلیل حساسیت برای تعیین تاثیرگذارترین پارامترها در هر خانواده از سنگ ها بوده است.
    کلیدواژگان: سنگ های تزئینی، دستگاه برش، ارتعاش، مدل سازی آزمایشگاهی
  • محمد عطایی*، حسین علی اکبری بیدختی صفحات 71-84
    در این مقاله تاثیر فاصله زمانی تاخیر بر روی سست شدگی ناشی از انفجار مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور سه بلوک بتنی مشابه با ابعاد 14*30*50 سانتی متر ساخته شده است و تعدادی آزمایش بر روی این بلوک ها طراحی و انجام شده است. در هر بلوک 3 ردیف چال و در هر ردیف 3 چال حفر شده است. قطر چال ها 6 میلی متر و بارسنگ و فاصله ردیفی الگوی انفجار به ترتیب 50 و 75 میلی متر با نسبت S/B برابر با 5/1 در نظر گرفته شده است. برای اندازه گیری سرعت موج فراصوت پیش و پس از انفجار ، دوازده نقطه بر روی بلوک ها در چهار خط و سه ردیف پیاده شده است. بلوک ها با استفاده از فتیله انفجاری 12 میلی گرم بر متر در سه فاصله زمانی تاخیر بین ردیفی متفاوت (25، 50 و 75 میلی ثانیه) آتشکاری شد. شاخص سست شدگی با ترکیب تفاوت مقدار سرعت موج فراصوتی در بلوک های سالم و آتشکاری شده تعریف شد. نتایج برای جهت های مختلف اندازه گیری مورد تجزیه و تحلیل و بحث قرار گرفت و نقشه خطوط هم تراز سست شدگی بلوک ها نیز ترسیم شد. نتیجه حاصل از این مطالعه نشان داد که افزایش فاصله تاخیر زمانی تاثیر متفاوتی بر روی مقدار و توزیع سست شدگی دارد.
    کلیدواژگان: تاخیر، سست شدگی، انفجار، آزمون فراصوتی
  • مریم فتاحی بندپی*، ناصر حافظی مقدس، محمد غفوری، سید رضا موسوی حرمی، سجاد کاظم شیرودی صفحات 85-95
    شناخت خصوصیات زمین شناسی و مهندسی رسوبات بستر دریا در رابطه با ارزیابی پایداری سازه های دریایی در میدان های نفت و گاز، از اهمیت قابل توجهی برخوردار می باشد. در این مطالعه، خصوصیات زمین شناسی مهندسی رسوبات دریایی به طور متوسط تا عمق 30 متر از بستر دریا، در سه میدان از میدان های نفت و گاز واقع در شمال غرب خلیج فارس مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول بر اساس گزارش ها و اطلاعات شرکت نفت و آزمایشگاه ها و شرکت های ژیوتکنیک دریایی، اقدام به تهیه بانک اطلاعات ژیوتکنیک در محدوده مورد مطالعه گردید. سپس پارامترهای فیزیکی و مکانیکی رسوبات در سایت های مورد مطالعه نسبت به تغییرات عمقی و جانبی مورد بررسی قرار گرفت و نمودارها و نیمرخ های زمین شناسی رسم شد. نتایج نشان دادند که مشخصات فیزیکی و مکانیکی این سایت ها تحت تاثیر تاریخچه زمین شناسی خلیج فارس، فاصله از ساحل ایرانی، عمق آب و همچنین فاصله از دلتای اروند رود می باشند. بطور کلی پارامترهایی مانند اندازه ذرات، حد روانی و مقاومت رسوبات از سایت I به سمت سایتIII روندی افزایشی را نشان می دهند. ضخامت افق رسوبات نرم و سست از سایتI به سایت III کاهش می یابد. با بررسی میزان کربنات مشخص شد که با فاصله از ساحل و به سمت دلتای اروند رود از میزان کربنات کاسته شده است بطوریکه کمترین مقدار آن در سایتIII تعیین شد. همچنین با بررسی نمودار نوع کانیها مشخص شد که بخش اعظم رسوبات در هر سه سایت کانی ایلیت می باشد.
    کلیدواژگان: خلیج فارس، زمین شناسی مهندسی دریایی، رسوبات دریایی
|
  • MohammadTaghi Bolouri Bazaz, Jafar Bolouri Bazaz * Pages 1-12

    In addition to being a major environmental hazard, hydrocarbon Contamination, in contaminated sandy soils, reduce its resistance parameters and are released as an environmental and engineering hazard to nature. There are many ways to refine and improve such soils. In the present study, improvement of soils contaminated by two types of hydrocarbons (motor oil and gasoline) was performed using the Sporsarcina pasteuri strain bio-based injection method and then calcium carbonate sequestration in a tank based on the gravity penetration of microbial improvers. Effects of Hydrocarbon ,Density and Inhibitory Effects on Exposure to Microorganisms (Using Disk Inhibitory Test Results) are among the factors that influence the rate and mode of recovery and improvement with any degree of success in hydrocarbon contaminated soils. Thus, the results of the improvement process were investigated after injection and, obviously, due to the high inhibitory of the motor oil to the gasoline , the improvement process in this pollutant was less than that of the gasoline. Most bio-improvement also occurred in non-polluted soil.

    Keywords: Hydrocarbon contamination, Calcium carbonate sequestration, resistance parameter, Microbial improvement, Sporsarcina pasteuri
  • Marjan Shahinfar, Gholamreza Lashkaripour *, Mohammad Ghafoori Pages 13-27
    This study was evaluated relationships between uniaxial compressive strength with porosity and characteristics of petrography contains type of cement and quantities of quartz, feldspar and rock fragment on 22 samples of sandstone which collected from formation of Kope Dogh zone. Use of correlation relations among uniaxial compressive strength with petrographic properties can be used in the estimation of compressive strength at a lower cost and less time. For this purpose used Pearson correlation coefficient and univariate and multivariate statistical regression. The results show that the method of petrography introduced to calculate uniaxial compressive strength is a method with low error estimation to find the strength of sandstones studied. These results showed that in sandstones, unlike other rocks the role of the type of cement (silica or calcium) on the strength of these types of rocks is more than the role of the type of constituent minerals and porosity. According to the results a relationship with acceptable accuracy is proposed to predict the uniaxial compressive strength of sandstones based on the percentage and type of cement.
    Keywords: uniaxial compressive strength, sandstone, porosity, petrographic properties, single-regression, multiple regression
  • Shahram Ghasemi, Mohammadreza Nikudel *, AmirMaziyar Raeis Ghasemi, Fahimeh Yousefvand Pages 29-42

    Concrete is the most widely used materials in construction throughout the world. Among its properties, strength is the most important, controlled with utmost care by engineers and designers. Concrete is made of different materials: aggregate, water, cement and admixture. Aggregate occupies approximately 75% of the concrete mass; as a result it definitely has an important role in the properties of fresh and hardened concrete. In this research, in order to study the effect of different aggregates in sulfur and conventional concrete, 7 types of rock have been selected including River material, Granite, 2 types of Limestone, Coquina , Travertine and expanded clay. Having designed the machine, the aggregate was prepared from these rock types; then the physical and mechanical characteristics of the samples were determined. After selecting an appropriate mix design which could be applied to both types of concrete, samples were prepared and investigation showed that weak aggregates which are not used in conventional concrete, can, with changes in the mix design, be used in sulfur concrete and provide the needed strength(Coquina that gained 17.6 MPa in conventional concrete reach to 43.6 MPa in sulfur concrete). Furthermore, texture and porosity play an important role in sulfur compared to conventional concrete.

    Keywords: Sulfur concrete, Aggregate, Concrete Strength
  • Hadi Fattahi *, Mohsen Shahmansuri, Hossein Ghaedi Pages 43-56

    Dams are mainly constructed of earth and rock-fill materials and hence they are generally referred to as embankment dams orfill-type dams. The role of drainage system is also vital as it shifts the phreatic surface ensuring the safety of downstreamtoe. This paper presents the results of seepage analyses of the considered earth dam using finite element method. Slide software is one of geotechnical program that is based on the finite element and canconsider analysis like stress-strain, seepage, slope stability, dynamic analysis and also fast water drop inreservoir. In this research seepage analysis in Roudbar Lorestan dam has been done by Slide software. In orderto evaluate the type and size of mesh size on the total flow rate and total head through the dam cross section,four mesh size such as coarse, medium, fine and unstructured mesh is considered. Result showed that averageflow rate of leakage under the different mesh size for Roudbar Lorestan dam equal 629584 m3 per year for the entire lengthof the dam.

    Keywords: Seepage analysis, Earth Dam, Slide software, Roudbar Lorestan dam, Numerical modeling
  • Sadjad Mohammadi, Reza Mikaeil Pages 57-69
    In this paper vibration of cutting machine during sawing carbonate and granite ornamental stones was investigated through making a cutting machine on a laboratory scale. For this purpose, properties 7 samples of carbonate stones and 5 samples of granite stones were measured and 211 sawing experiments were performed. Predictives models were developed using different variation of physical and mechanical parameters by incorporating statistical and intelligent methods. The performance of the developed models was evaluated using R2, RMSE, MAPE and VAF criteria for two different types of test datasets consists of Type A and B; data type A included data for rock samples available at the learning stage and data type B included data for rock samples not available in the training phase. The best model for each group of rocks was introduced by taking ranking strategies, evaluation criteria, speed, easiness and reliability of developing method into account. Results indicated that the best model for both rock type was in the form of multivariate nonlinear regression. The similar parameters of these models were depth of cut, feed rate and Schmiazek abrasivity factor. In addition, Young’s modulus and UCS were the special parameters in the carbonate and granite rock models, respectively. These special parameters were in accordance with the finding of sensitivity analysis results.
    Keywords: Ornamental stones, Rock cutting machine, vibration, Laboratory modeling
  • Hossien Aliakbari Pages 71-84
    In this paper, the effect of time delay interval on blast-induced weakness has been studied. For this purpose, three similar concrete blocks with dimensions of 50 ×30×14 cm have been constructed and a number of experiments have been designed and performed on these blocks. In each block, three rows with three blastholes in each row have been drilled. The diameter of the blastholes is 6 mm and pacing and burden were designed 75 and 50 mm, respectively, giving an S/B ratio of 1.5. Twelve points were arranged on the blocks in four lines and three rows to measure ultrasonic wave velocity before and after delay blasting. Blocks were blasted by detonating cord of 12 g/m in three different delay time intervals between rows including 25, 50, and 75 millisecond. Weakness index was defined by incorporating difference of ultrasonic wave velocity in intact and blasted blocks. The results were analysed and discussed for different measuring directions and contour plot of weakness in blocks was plotted. This study concludes that increasing of time delay interval has different effect on the magnitude and distribution of weakness.
    Keywords: blasting, delay, weakness, Ultrasound test
  • Maryam Fattahi Bandpey *, Naser Hafezi Moghaddas, Mohammad Ghafoori, Reza Moussavi Harami, Sadjad Kazem Shiroodi Pages 85-95
    Having knowledge about geological and engineering properties of marine sediments, is very important to perform stability analysis of offshore structures. In this paper, the geological engineering characteristics of marine sediments (from seabed to a maximum depth about 30 meters below seabed) was investigated in three oil and gas fields located in the northwestern Persian Gulf. In the first step, geotechnical database of study area was developed based on studies carried out by marine geotechnical labs and oil companies in Persian Gulf. Then, the distribution of physical and mechanical properties of marine sediments with depth and also their relation to the other parameters were studied and some graphs and geological/geotechnical profiles were drawn.The results showed that the physical and mechanical characteristics of these sites are influenced by the distance from the Iranian coast, water depth and distance from Arvand Rud river delta. Generally, from siteI to siteIII, the grains size, and liquid limit of fine-grained and strength of subseafloor sediments were increased. The thickness of soft sediments was decreased from siteI to siteIII. By evaluating the percent of carbonate content, it was found that with distance from the coast, the percent of carbonate content in subseafloor sediments were decreased. So, the least amount of carbonate content was observed in site III. According to the result of PI versus PL/LL graph, Illite is the most abundant clay mineral in the study area.
    Keywords: Persian Gulf, Marine Engineering Geology, Subseafloor sediments