فهرست مطالب
مجله زمین شناسی مهندسی
سال پانزدهم شماره 3 (پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/08/23
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 361-379
در این پژوهش اثر دو نوع آلاینده گلیسرول و استون بر خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک رسی با خمیرایی پایین (CL) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات حدود آتربرگ، تراکم، تورم آزاد، تحکیم، مقاومت تک محوری و سی بی آر بر روی نمونه هایی از خاک در حالت طبیعی و آلوده شده با درصدهای گوناگون (10، 15 و20 درصد) از دو ماده آلاینده هیدروکربنی فوق صورت پذیرفت. علاوه براین عکس بردای میکروسوپ الکترونی روبشی (SEM) روی نمونه های خاک طبیعی و آلوده شده با دو ماده یاد شده، انجام گردید. نتایج نشان دادند که با افزودن گلیسرول، حدود آتربرگ و درصد تورم کاهش، ولیکن پارامترهای تراکمی شامل وزن واحد حجم خشک بیشینه و رطوبت بهینه به ترتیب افزایش و کاهش می یابند. لیکن افزودن استون به خاک برخلاف تغییرات ایجاد شده ناشی از افزودن گلیسرول را نشان داد به گونه ای که حدود آتربرگ و درصد تورم افزایش و نیز وزن واحد حجم خشک بیشینه کاهش و رطوبت بهینه افزایش یافتند که این تغییرات ایجاد شده نیز تابعی از درصد وزنی ماده آلاینده بودند. علاوه براین نتایج نشان دادند که مقاومت و سی بی آر (ظرفیت باربری) خاک آلوده شده با هر دو ماده نسبت به حالت طبیعی در خاک، روند کاهشی داشته که این کاهش در خاک های حاوی گلیسرول بیشتر بوده است. نتایج آزمایشات تحکیم نیز نشان دادند که مقادیر نشانه فشردگی (Cc) و نشانه تورم (Cs) مستقل از درصد آلاینده می باشند. همچنین نتایج SEM نشان داد که تغییرات ناشی از دو آلاینده یاد شده در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک، ناشی از تغییرات ایجاد شده در ساختمان خاک است و تاثیر آنها بر ویژگی های خاک مورد استفاده یکسان نمی باشد.
کلیدواژگان: آلاینده هیدوکربنی، حدود آتربرگ، تورم آزاد، مقاومت تک محوری، سی بی آر، تحکیم -
صفحات 379-392
امروزه تغییرات آب وهوایی به عنوان یکی از مهم ترین چالش های جهان مطرح می باشد، یکی از انواع آلاینده های موجود در هوا ریزگردها و گردوغبارهای ناشی از وزش باد می باشد، که ریزگردها و معضلات مربوط به آن، هرساله مشکلات زیادی در بخش های زیست محیطی، اجتماعی و سلامت جامعه و حتی مشکلات سیاسی در جهان و از جمله ایران ایجاد می کند؛ اما از آنجا که معضل پدیده ریزگرد در آینده هم وجود خواهد داشت، لازم است جهت مهار و کنترل آن راه کارهای علمی ارایه شود.یکی از راه های کاهش بوجود آمدن این پدیده تثبیت خاک در مناطق مستعد وقوع این پدیده است. در این تحقیق میزان تاثیر بنتونیت و سرشیوم در تثبیت خاک های رسی مستعد بوجود آورنده گرد و غبار برزسی شد و منطقه ورامین در نزدیک تهران که یک منطقه گرم وخشک می باشد و متشکل از خاک های رسی ریزدانه است که به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. در این مطالعه برای تثبیت خاک های مستعد ریزگرد از بنتونیت و سرشیوم در درصدهای وزنی 1 ،3 و 5 درصد استفاده شده است. نمونه ها پس از عمل آوری 7 روزه تحت آزمایش های حدود اتربرگ، مقاومت تک محوری و برش مستقیم قرار گرفته و تاثیر مواد تثبیت کننده در پارامترهای اصطکاک داخلی و چسبندگی، حد خمیری، حد روانی و شاخص خمیری و میزان مقاومت برشی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج برش مستقیم روی نمونه های شاهد، نتایج 59/61 کیلو پاسکال برای چسبندگی و 14/15 درجه برای زاویه اصطکاک داخلی را نشان می دهد زمانی که 3 درصد وزنی بنتونیت اضافه می شود این مقدار به ترتیب 53/76 کیلو پاسکال برای چسبندگی و 98/30 درجه برای زاویه اصطکاک داخلی افزایش می یابد. زمانی که از سرشیوم 1 درصد وزنی به عنوان تثبیت کننده استفاده شود، پارامترهای چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب 57/53 کیلو پاسکال و 57/29 درجه تغییر می کند.
کلیدواژگان: ریزگرد، بنتونیت، سرشیوم، اثرات زیست محیطی، ورامین -
صفحات 393-414
سازند گچساران با سن میوسن، رخنمون وسیعی در برخی نواحی خرم آباد دارد. وجود سنگ ژیپس در این سازند، باعث ایجاد روان آب های شور در منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد شده است. روان آب ها باعث هوازدگی نمک در رخنمون های سنگی منطقه شامل ژیپس، کنگلومرا، ماسه سنگ، سنگ آهک، دولومیت، شیل دولومیتی و مارن مربوط به سازند های گچساران، آسماری، شهبازان، کشکان، تاربور و امیران گردیده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی و برآورد دوام سنگ های منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد در مقابل هوازدگی نمک ناشی از روان آب های شور است. برای رسیدن به اهداف پژوهش، 8 نمونه سنگ مختلف از رخنمون های سنگی منطقه برداشت شد و آزمون دوام وارفتگی در محلول اشباع از نمک تا 15 چرخه انجام شد. علاوه بر این ترکیب کانی شناسی، خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه ها شامل تخلخل و شاخص بار نقطه ای تعیین شدند. بر اساس ارزیابی دوام نمونه ها، ترکیب کانی شناسی، تخلخل و مقاومت نقش مهمی در دوام نمونه ها در برابر هوازدگی نمک دارند. مدل آماری حاصل از آنالیز رگرسیون چند متغیره نشان می دهد دوام سنگ ها در مقابل هوازدگی نمک می تواند با دقت مناسبی (R2=0.95) با استفاده از تخلخل و شاخص بار نقطه ای برآورد شود. این مدل به دلیل استفاده از پارامترهای ساده تخلخل و شاخص بار نقطه ای، می تواند یک ارزیابی سریع و ارزان از دوام طولانی مدت سنگ ها در مقابل هوازدگی نمک داشته باشد.
کلیدواژگان: سنگ رسوبی، دوام، هوازدگی نمک، تخلخل، شاخص بار نقطه ای، مدل آماری -
صفحات 415-436
در این مطالعه نسبت به شناسایی عوامل مهم در ریزش دیواره معادن طلای موته از جمله دیواره شرقی معدن چاه خاتون پرداخته است. بنابراین با توجه به تنوع شیست ها در معادن طلای چاه خاتون و سنجده (دو معدن فعال در این مجتمع معدنی) با مطالعه کانی شناسی سنگ های شیستی در معدن طلای موته، در راستای تشخیص عوامل مختلف در تغییرات مقاومت سنگ انجام گردیده است. لذا تعداد ده نمونه از شیستهای دیواره معادن در حال استخراج طلای موته در دیواره هایی از معدن که ایجاد مشکل یا دارای اهمیت بیشتری در طرح استخراجی این معادن داشت، جهت انجام مطالعات کانی شناسی آزمایشات XRD و XRF انجام شده است. همچنین روی این شیستها آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری و برزیلین به منظور برآورد خواص مکانیکی و تعیین کیفیت توده سنگ در دیواره های معدنی اقدام گردیده است. نتایج حاکی از این است که مقاومت فشاری تک محوری و برزیلین در شیستها نسبت مستقیم با درصد Sio2 داشته و با میزان Al2o3 نسبت عکس دارد و همچنین با ساختارهای ثانویه نسبت عکس دارد. عواملی نظیر وجود ساختارهای ثانویه، سطح تورق ممتد، اندازه ذرات و ترکیب کانی شناسی نقش مهمی در نحوه شکست این سنگها بازی می کند. مقاومت فشاری تک محوری شیستها از 10 مگاپاسکال تا 72 مگاپاسکال و مقاومت برزیلین از 1.9 تا 10.2 مگاپاسکال متغیر می باشد. کمترین مقاومت فشاری تک محوری در سنگهای شدیدا هوازده با درصد سیلیس متوسط می باشد. نوع کانی های رسی در پایداری دیواره معدنی موثر می باشد، با این حال وجود کانی رسی مونتموریلونیت در دیواره شرقی معدن چاه خاتون مشاهده گردیده و با وجود درصد سیلیس بالا مقاومت سنگ در حد متوسط می باشد. مقاومت فشاری تک محوری نمونه های تر و خشک در سنگهایی که کانی موسکویت و کانی رسی مونتموریلونیت در آن وجود داشته، تفاوت بیشتری با سایر سنگها داشته است. به طوریکه سنگهای دارای کانی رسی ایلیت مقاوم تر از کانیهای اسمکتیت و مونتیموریلونیت دار می باشند. به طور کلی مقاومت شیستها به عوامل مختلفی وابسته می باشد و اهمیت کانی شناسی شیست با توجه به دخالت در تشکیل ساختار های ثانویه در آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
کلیدواژگان: کانی شناسی، فشاری تک محوری، برزیلین، مونتموریلونیت و ساختار ثانویه -
صفحات 437-454
ستون های ماسه ای/سنگی به دلیل اجرای ساده و کم هزینه بودن دارای کاربردهای متنوع در مهندس ژیوتکنیک می باشند. این روش باعث مسلح نمودن خاک به منظور افزایش ظرفیت باربری، کنترل نرخ نشست، کاهش نشست های نامتقارن و کل، پایداری سطوح شیبدار و مقاومت در برابر روانگرایی می شود. خاک های رسی نرم که در زمره خاک های مشکل ساز قرار می گیرند از ظرفیت باربری کم و پتانسل نشست بالایی برخوردار بوده و از این رو نیاز به بهسازی دارند. در مقاله حاضر تاثیر لایه ی سطحی ماسه ای به صورت مسلح و غیرمسلح همراه با و بدون تک و گروه ستون های ماسه ای بر رفتار ظرفیت باربری-نشست رس نرم بررسی شده است. بدین منظور رفتار نمونه های رس نرم، رس + لایه ی سطحی ماسه ای مسلح و غیرمسلح، رس + تک/گروه ستون های ماسه ای و رس + لایه ی سطحی ماسه ی مسلح/غیرمسلح + تک / گروه ستون های ماسه ای بررسی و نتایج در مقاله حاضر ارایه گردیده است. از ژیوگرید به عنوان عامل تسلیح لایه ی ماسه ای، از دستگاه سی. بی. آر. به منظور سیستم بارگذاری و از صفحه فلزی به قطر 5 سانتیمتر به عنوان سطح بارگذاری در آزمایش ها استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهد که بکارگیری لایه ی سطحی ماسه ی غیرمسلح و مسلح شده با یک لایه ی ژیوگرید در نسبت نشست 5% باعث افزایش ظرفیت باربری بین 4 تا 7 برابر نسبت به رس نرم به تنهایی گردیده و استفاده از تک یا گروه ستون های ماسه ای نیز بهبود ظرفیت باربری رس نرم را باعث گردیده است. بکارگیری لایه ی سطحی ماسه ی مسلح و غیرمسلح توام با تک یا گروه ستون های ماسه ای نیز ظرفیت های باربری را 7 تا 9 برابر نسبت به رس نرم افزایش داده که بهبود 700 تا 900 درصدی می باشد. با افزایش قطر ستون های ماسه ای ظرفیت باربری نهایی افزایش یافته به گونه ای که بکارگیری گروه ستون ماسه ای به قطر 8 سانتیمتر بیشترین تاثیر را بر رفتار ظرفیت باربری-نشست نمونه های رس + ستون های ماسه ای داشته است. همچنین نتایج گواه آن است که به کارگیری لایه ی ماسه ی سطحی به صورت مسلح یا غیرمسلح همراه با گروه ستون ماسه ای موثرتر از تک ستون ماسه ای هم حجم می باشد.
کلیدواژگان: ظرفیت باربری، رس نرم، ستون ماسه ای، تسلیح، ژئوگرید -
صفحات 455-479
خاک های رسی به دلیل کاهش شدید مقاومت و قابلیت افزایش حجم در اثر جذب رطوبت، به عنوان یکی از خاک های مسئله دار در کارهای مهندسی و عمرانی مطرح می باشند. امروزه از نانو مواد همچون نانو رس در جهت بهسازی و تثبیت خاک های رسی استفاده می شود. از سوی دیگر، حجم روز افزون نخاله های حاصل از تخریب ساختمان ها از جمله ذرات و قطعات سنگ مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی در شهرهای بزرگ به وجود آورده اند. هدف از این پژوهش، مطالعه امکان پذیری تاثیر ترکیب ماده افزودنی نانو رس و پودر سنگ آهک در خاک رس کوی نصر شهر تبریز جهت بهبود خواص ژیوتکنیکی از دیدگاه توانایی باربری و تغییر شکل می باشد. در این تحقیق، نانو رس و پودر سنگ آهک در دو حالت جداگانه و ترکیبی با درصدهای 5 و 10 با خاک رس مخلوط شده اند. عمل آوری بر روی نمونه های تثبیت شده در مدت زمان 7،14 و28 روزه صورت گرفته است. به منظور ارزیابی میزان تاثیر گذاری مواد مذکور بر پارامترهای ژیوتکنیکی خاک رس آزمون های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم، تک محوری، برش مستقیم (تحت اثر تنش های قایم 1، 2 و 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد تاثیر همزمان 5% نانو رس به همراه 10 % پودر سنگ آهک در مدت زمان عمل آوری 7 روزه در شرایط دمای محیط به خاک رس سبب کاهش شاخص خمیری به مقدار 72 % ، بهبود ساختار دانه بندی و کاهش فضای خالی و افزایش مقاومت برشی به میزان 33 % شده است.
کلیدواژگان: رس، بهسازی خاک، نانورس، سنگ آهک مرمریت، ظرفیت باربری
-
Pages 361-379
In this research work the effect of glycerol and acetone on the properties of a clay soil with low plasticity (CL) was studied through experimental tests. Contaminated soil was prepared by mixing 10, 15 and 20% pure glycerol or acetone with soil. A set of experimental tests including Atterberg limits, compaction, free swelling, Unconfined Compressive Strength (UCS), California Bearing Ratio (CBR), consolidation tests and Scanning Electron Microscopy (SEM) were conducted on uncontaminated and contaminated soil. The results showed that the effect of glycerol on contaminated soil was a reduction of Atterberg Limits, Free Swelling, optimum water content and increasing maximum dry unit weight but the effect of acetone was in the opposite trend of glycerol. These variations in the behaviors of soil were the function of percent of glycerol or acetone. In addition, the results indicated that both glycerol and acetone cause the reduction in the values of compressive strength and CBR number of soil but the reduction due to glycerol was more than the acetone. The results of consolidation test showed that the values of compression index (Cc) and swelling index (Cs) were independent of the percent of chemical fluids. The SEM results also reveal that these two contaminations cause some variations in the physical and mechanical properties of a clay soil becase of changing the structure of soil and the effect of these contaminations on the properties of soil was not the same.
Keywords: hydrocarbon contamination, Atterberg limits, free swelling, Unconfined Compressive Strength (UCS), CBR, consolidation test -
Pages 415-436
In this study, due to the landslide in schist rocks, in the wall of Mouteh gold mines, including of the eastern wall of ChahKhatoon mine, it is important to identify the effective factors. Therefore, due to the diversity of schists in Chah Khatoon and Sanjadeh gold mines (two active mines in Mouteh Complex), to survey the mineralogy of schist rocks in Moteh gold mine has been done by identifying important factors in changes in rock strength. Cosequently, 10 schist samples from walls of these mines were considered for mineralogical, XRD studies. In the next step, these schists were subjected to uniaxial compressive strength (UCS) and Brazilian tests to estimate the mechanical properties and quality of rock mass in different zones of mineral walls. The results showed that the UCS and Brazilian index in these schists are directly and inversely related to the SiO2 and Al2O3 contents of the rocks, respectively, as well as the secondary structures.Some factors such as the presence of secondary structures, continuous surface area, particle size, and mineralogical composition play an important role in the failure modes of these rocks. UCS and Brazilian strength of schists vary from 10 MPa to 72 MPa and 1.9 to 10.2 MPa, respectively. The lowest UCS occurs in strongly weathered rocks with low silica content. However, the type of clay minerals is effective in the stability of the mineral wall. Considering the presence of montmorillonite clay mineral in the eastern wall of Chahkhatoun mine, the rock resistance is moderate despite the high percentage of silica. UCS values of wet and dry rock samples containing muscovite and montmorillonite clay minerals were more different from those of other rocks. In this regard, the rocks with Illite clay minerals are more resistant than Smectite and montmorillonite minerals. In general, the resistance of schists depends on various factors such as mineralogy, which is of great importance because of its involvement in the formation of secondary structures.
Keywords: Mineralogy, Uniaxial compressive strength, Brazilian, Montmorillonite, secondary structures -
Pages 437-454
In current paper the effects of surface unreinforced / reinforced sand layers coupled with and without single and group sand columns on the bearing capacity – settlement behavior of soft clays has been investigated. In this regard behavior of soft clay, clay + unreinforced / reinforced sand layer, clay + single / group sand piles and clay + unreinforced / reinforced sand layer + single / group piles samples has been assessed. Geogrid was adopted as the reinforcement, a circular plate 5cm in diameter as the loading surface and C.B.R. apparatus as the loading system. Results show that employing unreinforced / reinforced sand layers at a settlement ratio of 5% improves bearing capacity by 4 t0 7 times the soft clay. Coupling the surface unreinforced / reinforced sand layers with single / group sand piles further increases the bearing capacity by 7 to 9 times that of soft clay.
Keywords: Bearing capacity, soft clay, sand column, reinforcement, geogrid -
Pages 455-479
Clayey soils in terms of sharp reduction in strength and swelling ability as a results of water and moisture absorption, it is considered as one of the most problematic soils in civil engineering and construction works. Nowadays, Nano materials such as Nano clay are used to improve and stabilize of clay. On the other side, the increasing volume of municipal waste and residues materials especially debris of building destruction have caused many problems in mega cities such as environmental issues due to incorrect disposal of waste material. Main propose of this research is study of possibility in effecting Nano clay and limestone powder mixture for improve geotechnical properties of Kuye Nasr clayey soil in Tabriz City. In this study, Nano clay and limestone powder in both separate and combined conditions with 5 and 10 percentage are mixed with clay. Curing of stabilized specimens have been performed in 7, 14 and 28 days. For evaluating geotechnical behavior of mixture materials some tests were performed such as Atterberg limits, Compaction, uniaxial strength and direct shear (in 1, 2 and 3 kg/cm2 vertical stress). Results show that the simultaneous effects of 5% Nano clay with 10% limestone powder with 7 days curing period in ambient temperature conditions in clay reduced plasticity index by 72%, improved graining skeleton structure, reduced void ratio of inter grains and increased shear strength by 33%.
Keywords: Clayey soil, Improving, Nano clay, Limestone powder, Bearing capacity
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.