فهرست مطالب

زمین شناسی مهندسی ایران - سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1400)

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران
سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد عطایی*، هادی صالح آبادی، رامین رفیعی صفحات 15-29

    توده سنگ ساختمانی ترکیبی از سنگ و شبکه ناپیوستگی ها است. تقاطع ناپیوستگی ها، بلوک های سنگی با ابعاد متفاوت در این مجموعه ایجاد می کند. تعیین مشخصات هندسی بلوک های تشکیل شده در توده سنگ لازمه ارزیابی اقتصادی بودن ذخایره سنگ تزیینی است. از طرفی استخراج سنگ با صفحات برش انجام می شود و بهینه کردن الگو صفحات برشی برای استخراج بلوک های سنگی باعث افزایش بهر وری و کاهش باطله های ایجاد شده در معدن می شود. این عملیات موجب کاهش اثرات زیست محیطی و افزایش منافع اقتصادی خواهد شد. در این پژوهش، ابتدا خصوصیات مهم ناپیوستگی ها نظیر تداوم، فاصله داری، جهت یافتگی و... در معدن سنگ ساختمانی کپیول برداشت شده است. سپس با استفاده از نرم افزار 3DEC مدل بلوکی معدن ساخته شده و با استفاده از مدل سازی بلوکی، چرخش آزیموت درزه های مختلف در چهار کلاس بررسی شدند. با تحلیل نتایج بدست آمده از مدل سازی نشان داد که برای کسب بیشترین کوپ دهی، جهت راستای (امتداد) استخراج فعلی باید 70 درجه به طرف غرب تغییر کند که در اثر اعمال آن، میانگین حجم بلوک های برجا 45/287 متر مکعب و میزان کوپ های قابل فروش در چهار کلاس 27/65826 متر مکعب حاصل می شود که براساس نرخ موجود منجر به درآمد حدود 115میلیارد و98 میلیون تومان برای این معدن خواهد شد.

    کلیدواژگان: معادن سنگ های ساختمانی، نرم افزار 3DEC، بهینه سازی کوپ دهی، معدنکاری، تحلیل ناپیوستگی
  • اکبر جعفرآذری خزینه، فاطمه سادات هل اتائی، علی ارومیه ای*، محمدرضا نیکودل، ناصر حافظی مقدس صفحات 31-42

    سنگ مصنوعی ترکیبی از سنگ دانه های طبیعی و مواد افزودنی مانند صمغ های صنعتی، سیمان و دیگر مواد پلیمری می باشد. هدف این پژوهش مقایسه ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ های مصنوعی ساخته شده با شرایط وجود و عدم وجود خلاء و فشار، رزین و سنگ دانه های مختلف می باشد. برای دست یابی به این اهداف نمونه سنگ های مصنوعی با رزین های پلی استر و ویلین استر و سنگ دانه های گرانیت، آهک، سیلیس و ترکیب برابر آهک و سیلیس، با شرایط وجود و عدم وجود خلاء و فشار در حین ساخت سنگ های مصنوعی ساخته شدند. برای تعیین ویژگی های فیزیکی و مکانیکی (کششی برزیلی، بارنقطه ای و مقاومت فشاری تک محوری)، سنگ های مصنوعی ساخته شده مورد آزمایش واقع شده اند. بر اساس آزمایش های صورت گرفته سنگ های مصنوعی ساخته شده با سیستم خلاء و فشار دارای ویژگی های فیزیکی مطلوب تر و ویژگی های مهندسی نامطلوب نسبت به نمونه های همزاد ساخته شده در شرایط کاملا دستی بدون سیستم خلاء و فشار دارند. نمونه های ساخته شده با رزین ویلین استر دارای مقاومت فشاری تک محوری بیشتر نسبت به سایر نمونه ها هستند و نوع شکست آن ها به صورت الاستیک - شکست است اما نمونه های ساخته شده با رزین پلی استر فارغ از نوع سنگ دانه دارای رفتار الاستیک - پلاستیک - خزشی هستند. افزایش درصد رزین در سنگ های مصنوعی ساخته شده با سنگ دانه آهک موجب بالا رفتن مقاومت کششی می شود اما در سنگ های گرانیتی تاثیر مثبتی ندارد. نتایج بررسی نشان می دهد که کلیه ویژگی های مقاومتی سنگ های مصنوعی قابل کنترل بوده و طرح اختلاط و نسبت درصدهای ترکیبی مهمترین اصل در استحکام مقاومت سنگ مصنوعی می باشد و برای هر استفاده ای و سلیقه ای قابلیت انعطاف پذیری را دارد.

    کلیدواژگان: سنگ مصنوعی، رزین پلی استر و ویلین استر، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، وجود و عدم وجود خلا و فشار
  • رضا یوسفی*، مسعود عامل سخی، عبدالرضا کریمی صفحات 43-57
    امروزه برای تثبیت خاک از روش های نوینی استفاده می شود که علاوه بر بهبود خصوصیات مهندسی خاک، سازگار با محیط زیست بوده و برای آب های زیرزمینی بی خطر هستند. یکی از این روش ها، تشکیل رسوب کلسیم کربنات در منافذ خاک برای افزایش مقاومت، چسبندگی، سختی و کاهش نفوذپذیری خاک است. از آن جا که بیشتر پژوهش های انجام شده در مورد تشکیل رسوب کلسیم کربنات با استفاده از هیدرولیز اوره توسط باکتری ها صورت گرفته است، در این پژوهش، سعی شده است با استفاده مستقیم از آنزیم اوره آز به این رسوب دست یافت. این روش محدودیت های استفاده از باکتری ها را ندارد و همچنین باعث عملی تر شدن طرح بهسازی می شود. این پژوهش به بررسی تاثیر افزودن آنزیم اوره آز به خاک ماسه ای تثبیت شده با سیمان و زیولیت و همچنین تاثیر مصالح ریزدانه پرداخته است. نتایج آزمایش های مقاومت تک محوری نشان داد که با جایگزینی 10% زیولیت به جای سیمان در حالتی که از 10% ریزدانه نیز استفاده شد، مقاومت بیشتری نسبت به نمونه های بدون زیولیت و با ریزدانه کمتر، مشاهده می شود. از طرفی با افزودن آنزیم اوره آز، در حالتی که از 4% سیمان، 10% ریزدانه و آنزیم اوره آز استفاده شده است نسبت نمونه های بدون آنزیم، مقاومت فشاری در زمان عمل آوری 14 و 28 روزه، 12/5 و 107/4 برابر شده است.
    کلیدواژگان: آنزیم اوره آز، زئولیت، سیمان، ریزدانه، آزمایش مقاومت تک محوری
  • جعفر بلوری بزاز*، سیما کوهستانی اسبق سو، محمود عبدالهی صفحات 59-77
    امروزه با گسترش شهرها و افزایش جمعیت، لزوم ایجاد ساختمان های بلند و گودبرداری های عمیق برای اجرای آن ها بیش از پیش احساس می شود. خاک تحت بارگذاری ثابت باگذشت زمان تغییرشکل هایی را تجربه می کند که تغییر شکل های تابع زمان نامیده می شود که در دراز مدت به لحاظ ایمنی از اهمیت ویژ ه ای برخوردار است. در این پژوهش، رفتار گودهای پایدار سازی شده به روش میخ کوبی در خاک ماسه ای و با در نظر گرفتن اثر زمان با استفاده از تکنیک مدل سازی فیزیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که افزایش عمق گودبرداری سبب افزایش تغییرمکان های جانبی، نشست های سطحی زمین پشت دیواره گود و نیز تغییر شکل های تابع زمان می گردد. هم چنین توقف عملیات گودبرداری و یا رها سازی آن موجب ایجاد افزایش قابل توجه تغییر شکل های تابع زمان می گردد. اندازه گیری ها نشان می دهد تغییرشکل هایی که در طول زمان رخ می دهد با یک نرخ کاهشی ادامه یافته که علت آن افزایش آن بسیج شدن تدریجی نیروها در میخ ها می باشد.
    کلیدواژگان: مطالعه آزمایشگاهی، تغییر شکل های تابع زمان، میخ کوبی، نشست زمین، تغییرشکل دیوار
  • محمدحسین قبادی*، آرام اردلان زاده، آوا عثمان پور، آزاد شاهرخی صفحات 79-88

    هدف از این تحقیق مطالعه خصوصیات زمین شناسی مهندسی کالیچ در رسوبات عهد حاضر شهر سنندج می باشد. به این منظور اقدام به حفر 6 گمانه در فصول تر و خشک سال گردید، در حین حفاری جهت ارزیابی مقاومت لایه ها آزمایش SPT انجام شد. سپس به منظور مطالعه پارامترهای ژیوتکنیکی کالیج آزمایش های آزمایشگاهی شامل ارزیابی پتروگرافی (مطالعات مقطع نازک، XRD، XRF، کلسیمتری)، تعیین خصوصیات فیزیکی (چگالی خشک و اشباع، درصد رطوبت، جذب آب و تخلخل)، تعیین ویژگی های مکانیکی و مقاومتی (مقاومت تراکمی تک محوری، بار نقطه ای و ارزیابی شاخص دوام) انجام گرفت. پس از تعیین خصوصیات زمین شناسی مهندسی کالیج، رابطه بین ویژگی های پترولوژیکی و خصوصیات فیزیکی - مکانیکی و دوام مورد بررسی قرار گرفته است و در پایان با توجه به مطالعات انجام شده پارامترهای ذکر شده بطور دقیقتر بررسی شد و کاربرد این مصالح و روش های بهسازی کالیج در صورت مواجه با آن در محل پروژه ها مورد بحث قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: سنندج، شاخص بار نقطه ای، کالیچ، مقاومت تراکمی تک محوری، ویژگی های زمین شناسی مهندسی
  • محمدرضا آصف*، محمد حقیری صفحات 89-102

    از آن جایی که طی چند دهه گذشته کشور ایران با کمبود بارش و یا نامتوازن بودن مکان و زمان بارش مواجه بوده است، افزایش تقاضا و برداشت بی رویه از سفره های آب زیرزمینی به یک معضل تبدیل شده است. در این تحقیق تحلیل مهندسی و مزیت نسبی برای اجرای یک مخزن ذخیره روانآب به شکل چاله آبگیر در هریک از 31 استان کشور با توجه به شرایط اقلیمی و ارزش آب در منطقه انجام شده است. از میان معیارهای مختلف، نرخ خرید و فروش آب و تبخیر محلی مهمترین پارامترهای موثر هستند ولی پارامترهای دیگر از جمله دما، شکل هندسی مخزن، میزان بارش سالیانه و نشت آب از کف مخزن مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. محاسبات نشان داد استان خراسان جنوبی دارای بالاترین مزیت نسبی است و استانهای مرکزی و یزد در رتبه های بعدی قرار می گیرند. البته عامل مهم و موثر در میزان تبخیر، دما در هر منطقه است و تاثیر دما در تبخیر بر رطوبت نسبی اولویت دارد به این صورت که در مناطقی مثل هرمزگان و بوشهر که رطوبت و دما هر دو بالا است (اگر چه بدلیل بالا بودن رطوبت نسبی انتظار می-رود تبخیر کم باشد)، درصد تبخیر نیز بالا می رود زیرا عامل دما تاثیر بیشتری دارد. این تحقیق نشان می دهد ویژگیهای مرفولوژیکی و مهندسی مخزن از جمله حجم و عمق آب و مساحتی که در معرض هوا و نور خورشید قرار می گیرد تا حدودی قابل تعدیل و کنترل هستند و می توانند در کاهش تبخیر و اقتصادی شدن این پروژه ها تاثیر گذار باشند.

    کلیدواژگان: مخازن ذخیره ای، گودال آبگیر، قیمت آب، تبخیر، رطوبت نسبی
|
  • Ramin Sarikhani * Pages 1-13
    Contamination of water sources by pesticides is considered as one of the environmental problems which are on growth due to agricultural development and the variation of herbal pesticides. The present study aims at making a Biotite absorber to omit the organic pollutant of water. In the current study, Biotite, which is found naturally in Boroujerd, west of Iran, is used to absorb pesticides including Permethrin, Diazinon, and Malathion. The effect of concentration, pH, and contact time on pesticide absorption was studied. The findings revealed that the aforesaid absorber has had the appropriate return to absorb the mentioned pesticides. The highest percentage of permethrin absorption by Biotite took place in the concentration of 4 ppm, pH= 7, and contact time of 20 minutes, while the highest percentage of Malathion by Biotite occurred in the concentration of 4 ppm, pH= 7 and contact time of 40 min. The findings indicated that the process of diazinon absorption follows isotherms like Langmuir and Freundlich. However, the process of permethrin and Malathion absorption follows Langmuir isotherm and Freundlich isotherm respectively. Generally, the findings from the present study can be used to plan various ways to control contamination in the industrial scale, decreasing destructive environmental effects in the waters contaminated by pesticides.
    Keywords: pesticide, Absorption, Biotite, Water Pollutant
  • Hadi Salehabadi, Ramin Rafiee Pages 15-29

    Dimension stone reserves contains intact rock and discontinuity network. The intersection between discontinuities forms rock blocks with various geometry. Determination of rock blocks geometry is required in order to economical evaluation of stone reserves. Beside, extraction of stone blocks are preform by cutting planes, and the optimization of cutting pattern leads to increasing quarrying efficiency and decreasing production of waste in quarries. This procedure result less environmental damages and more economical beneficiations. The operation will reduce environmental impacts and increase economic interests. In this research, first, important features of discontinuities such as persistence, spacing, orientation, etc. have been extracted in the Kipul Quarry stone mine. then, using 3DEC simulation of the block model and using block modeling, different joint azimuth rotation was investigated in four classes. analyzing the results obtained from the modeling showed that in order to obtain maximum value, the current extraction direction must be 70 degrees west, which resulted in an average in situ block of 287.58cubic meters and the amount of coups sold in four classes 65826.27 cubic meters, which according to the current rate will generate about 115 billion and 98 million USD for this mine.

    Keywords: stone construction quarries, software 3DEC, couping optimization, Analysis of discontinuities, Mining
  • Akbar Jafarazari Khazineh, Fatemeh Sadat Halataei, Ali Oromiehei *, MohammadReza Nikudel, Naser Hafezi Moghads Pages 31-42

    Artificial stone is a mixture of natural aggregate and additives such as industrial gums (resin), cement and other polymer materials. The purpose of this study is to compare the physical and mechanical properties of artificial stones made in different conditions, resins and aggregates. To achieve these goals, synthetic rock samples were made with polyester and vinyl ester resins and granite, lime, silica granules and lime-silica composites, with the existence and lack of vacuum and pressure during the fabrication of artificial stones. To determine the physical and mechanical properties (Brazilian Test, Point Load Test, Uniaxial Compression Test), artificial stones have been tested. Based on experiments, artificial stones made with vacuum and pressure systems have more favorable physical properties and undesirable engineering characteristics than coarse specimens made in completely manual conditions without vacuum and pressure systems. The specimens made with vinyl ester resin have more axial compressive strength than the other specimens and their fracture type is elastic - fracture but the specimens made of polyester resin without paying attention to aggregate type, show the elastic - plastic and creep behevior. Increasing of the resin percentage in artificial stones made of limestone, increases tensile strength but does not have a positive effect on granite. The results show that all the resistive properties of artificial stones are controllable. Also the mixing plan and ratio of mixing percentages are the most important principles in the strength and resistance of the artificial stone and are flexible for any use and taste.

    Keywords: artificial stone, vinyl ester, polyester resin plastic, physical, engineering properties, mechanical properties, presence, absence of vacuum, pressure
  • Reza Yousefi *, Masoud Amel Sakhi, Abdolreza Karimi Pages 43-57
    Nowadays, modern and environmentally friendly methods have been used to stabilize soils and to improve soil engineering properties. One of these methods is formation of calcium carbonate precipitation in soil pores for increasing strength, cohesion, hardness of soil and decreasing soil permeability. Since most studies have been performed on the formation of calcium carbonate precipitation by using urea hydrolysis by bacteria. In this study, calcite precipitation was made by direct use of urease enzyme. In this method there is no limitation like using of bacteria and also there is no harmful effects on planting. This study investigated the effect of adding urease enzyme to cement and zeolite-stabilized sandy soils as well as the effect of fine aggregates. The results of the uniaxial strength tests showed that with 10% replacement of zeolite instead of cement while 10% fine grains were used, more resistance was observed to the samples without zeolite and with less fine grains. On the other hand, by adding urease enzyme with 4% cement, 10% fine grains and urease enzyme in the comparison of samples without enzyme increased the compressive strength at 14 and 28 days, 5.12 and 4.107, respectively.
    Keywords: Urease enzyme, Zeolite, cement, Fine grained soil, UCS test
  • Jafar Bolouri Bazaz *, Sima Koohestani Asbagh Soo, Mahmood Abdollahi Pages 59-77
    Today, with the cities expansion and population growth, the need for high-rise buildings and deep excavations for their implementation is increasingly felt. Under constant loading conditions, soil undergoes deformations over time which is called time-dependent deformations. This is of particular importance in terms of safety in the long run. In this study, based on the physical modelling technique, the long term behaviour of stabilized deep excavation in silty sand, using the nailing method, has been investigated. The test results indicated that with increasing the depth of excavation the lateral displacements, the surface settlements behind the excavation wall and also the time-dependent deflections increase as well. In addition, if the excavation operation is brought to a temporary halt or is led to the abandonment, it results in a significant increase in the time-dependent deflections. Finally, the recorded data revealed that the rate of the experienced deformations over time decreases which is due to the gradual mobilization of forces in the nails.
    Keywords: experimental study, Ground settlement, Nailing, Time-dependent deflections, Wall deflection
  • MohammadHosein Gobadi *, Aram Ardalanzadeh, Ava Osmanpour, Azad Shahrokhi Pages 79-88

    The purpose of this research is to study the engineering geological characteristics of the caliche in quaternary sediment of Sanandaj city. For this purpose, 6 boreholes were drilled in wet and dry seasons of the year, SPT test was performed during drilling to evaluate the strength of the layers. Then, to study the geotechnical parameters of the caliche Laboratory tests such as petrographic (thin section, XRD, XRF), determination of physical properties (dry and saturation density, moisture content, water absorption and porosity), characterization Mechanical and resistive (uniaxial compressive strength, point load and durability index evaluation) were performed. After determining the engineering geological characteristics of the caliche, the relationship between the petrological characteristics and the physical-mechanical properties and durability has been investigated. Finally, with regard to study investigation have done the mentioned parameters, the application of these materials and the methods of improvement if they are encountered at the project site are discussed

    Keywords: caliche, Engineering geological characteristics, point load index, Uniaxial compressive strength, Sanandaj
  • MohammadReza Asef *, Mohammad Haghiri Pages 89-102

    In the past decades, Iran faced severe rain deficiency and/or uneven distribution of location and time of rainfall. This has initiated dilemma for over consumption of underground water. In this research, economic and engineering analysis for comparative advantage of construction of a human-made pond-like reservoir based on the local price of freshwater and local climate in 31 provinces across the country was conducted. Among various criteria, the price of freshwater and evaporation were the most critical ones. However, other parameters such as temperature, reservoir geometry, annual precipitation and seepage were discussed. Accordingly, construction of a reservoir at Khorasan-South (Khorasan-Jonoobi) province was the most economical compared to other provinces. Markazi and Yazd provinces were the next most economical ones across the country. It was noted that temperature is an essential parameter affecting local evaporation and the impact of temperature is more prominent than the relative moisture. For example, Hormozgan and Bushehr provinces sustain high evaporation while relative moisture is high (and therefore low evaporation is expected). Further, analysis revealed that morphological and engineering characteristics of reservoir such as the reservoir volume, depth of water and the reservoir surface exposed to the air and to the sun light may somewhat be controlled in order to reduce evaporation.

    Keywords: Reservoir, Price of freshwater, Evaporation, Relative moisture