فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال سوم شماره 2 (پاییز و زمستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علی نقی دهقان، فریدون رضایی، علی قنبری صفحه 633
    در بسیاری از موارد، تحقیق درباره طراحی و اجرای سازه های زیرزمینی منحصرا با تخمین پارامترهای ژئومکانیکی توده خاک انجام می شود. بیان کمی و کیفی این پارامترها همانند حالت اولیه تنش ها، سطح آب زیرزمینی و نفوذ پذیری بسیار مشکل است. برای رفع چنین مشکلی از پژوهش های صحرایی و تکنیک های تحلیل برگشتی استفاده می شود. هدف این روش ها صرفا تعیین مدل مکانیکی یا مقادیر ثابت های مکانیکی و نیروهای خارجی نبوده، بلکه اندازه گیری جابه جایی ها پیرامون سازه های زیرزمینی با ابزارهای رفتارنگاری و تعیین بارها بر روی نگهدارنده ها و نهایتا ارزیابی روش های طراحی پروژه مورد نظر در طی اجرای آن است. در این مقاله داده های حاصل از رفتارسنجی تونل متروی کرج- خط 2 قطعه اول به طول 2495 متر به عنوان داده های اولیه تحلیل برگشتی به روش تک متغیره متناوب جهت مدل سازی در نرم افزار Plaxis 3D استفاده شده است. نهایتا با انجام عمل تحلیل برگشتی پارامترهای ژئومکانیکی توده خاک یعنی مدول الاستسیته، مدول پواسون، چسپندگی و زاویه اصطکاک داخلی که متفاوت با مقادیر ارائه شده اولیه است، برآورد شد.
    کلیدواژگان: تحلیل برگشتی، نرم افزار Plaxis 3D، تونل متروی کرج، روش تک متغیره متناوب
  • حمیدرضا رازقی، عطا آقایی آرایی صفحه 649
    بررسی ویژگی های مهندسی مصالح ترانشه های آبرفتی و سیمانی شده محوطه برج میلاد تهران و نتایج تحلیل پایداری درحالت استاتیکی با استفاده از نرم افزارهای المان محدود و همچنین بررسی قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی برای محاسبه ضرایب پایداری موضوع این مقاله است. بر اساس مشخصات هندسی ترانشه ها و ویژگی های مقاومتی و تغییرشکلی آبرفت، ضریب پایداری ترانشه ها در حالت های دو بعدی و سه بعدی، به ترتیب با استفاده از نرم افزارهای PLAXIS7.2 وPLAXIS 3D Tunnel، محاسبه و نتایج حاصل با یک دیگر مقایسه شده است. در ادامه قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی(ANNs) در به دست آوردن ضریب پایداری (FoS) ترانشه های مسیرهای دسترسی برج میلاد بررسی شده است. بانک اطلاعات به کار رفته در شبکه، شامل ضرایب تحلیل پایداری حاصل از 256 گزینه مختلف (2D، 3D، ترانشه افقی و یا با شیب 18 نسبت به افق در بالا) است. برای مسئله مورد نظر، برنامه شبکه های عصبی مصنوعی سه لایه پرسپترون(MLP) در محیط MATLAB7 نوشته شد و شبکه بهینه(تعداد لایه های مخفی، تابع تبدیل و نوع آموزش شبکه) به طریق سعی و خطا، و با توجه به شاخص های خطا و تطابق با داده ها انتخاب شد. پارامترهای ورودی شبکه شامل مشخصات ژئوتکنیکی و هندسی ترانشه ها (چسبندگی، زاویه اصطکاک، مدول یانگ، ارتفاع شیب، شیب ترانشه و زاویه اتساع) و پارامترهای خروجی شامل ضرایب پایداری در حالت های مختلف است. نتایج نشان می دهد که ANNs قابلیت بسیار مناسبی در تخمین ضرایب پایداری ترانشه ها در کلیه موارد بررسی شده دارد.
    کلیدواژگان: ترانشه، برج میلاد، ضریب پایداری، PLAXIS، شبکه های عصبی مصنوعی
  • نادر شریعتمداری، مرضیه سلامی صفحه 677
    مراکز دفن مواد زائد به منظور جداسازی زباله دفن شده از محیط اطراف و آب های زیرزمینی طراحی می شوند. پوششی که در کف مراکز دفن قرار می گیرد، از اهمیت زیادی برخوردار است چرا که از انتقال آلودگی به آب های زیرزمینی جلوگیری می کند. پوشش کف می تواند مخلوطی از خاک محل و بنتونیت باشد. در این پژوهش به بررسی اثر دو نمک NaCl و MgCl2 در چندین غلظت بر روی مشخصات مخلوط خاک محل- بنتونیت در دو نسبت 100:10 و 100:20 (10 و 20 درصد وزنی بنتونیت و 100 درصد وزنی کل مخلوط خاک) پرداخته شده است. آزمایش های انجام گرفته شامل آزمایش تحکیم یک بعدی به منظور تعیین نفوذپذیری و فشردگی مخلوط های خاک، آزمایش تعیین حدود آتربرگ و آزمایش تورم آزاد است. نتایج نشان می دهد که نوع نمک و غلظت آن بر مشخصات مخلوط خاک مؤثر است. مقایسه محلول های نمک نشان می دهد که کاتیون های دوظرفیتی نسبت به کاتیون های تک ظرفیتی بر روی هدایت هیدرولیکی مخلوط اثر بیش تری دارند. مقایسه اثر غلظت های مختلف نمک در یک نوع نمک بر روی مخلوط خاک مشخص، بیان گر این است که با کاهش غلظت نمک، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد. این پدیده بر اساس تئوری لایه دوگانه پخشیده قابل توجیه است.
    کلیدواژگان: اثر غلظت های مختلف نمک در یک نوع نمک بر روی مخلوط
  • طاهره شهرابی، غلام جوان دولویی صفحه 697
    دشت سیلاخور بروجرد بین دو زون زاگرس مرتفع و سنندج-سیرجان است و یکی از مناطق لرزه خیز کشور به شمار می رود. بررسی گسل های منطقه و کانون های سطحی زمین لرزه ها در منطقه نیز نشان دهنده وقوع زمین لرزه هایی با تعداد نسبتا زیاد و بزرگی متوسط تا بزرگ است. بررسی زمین لرزه های تاریخی نیز نشان دهنده بروز زمین لرزه های متعددی در گستره بررسی شده درگذشته است و گستره بیشینه تخریب و صفحه گسل در سازوکارهای کانونی تعیین شده از روند شمال غربی-جنوب شرقی آن ها تبعیت می کنند.
    بررسی توزیع مکانی پس لرزه های زمین لرزه 31/2/1384 بروجرد بر روی نقشه توپوگرافی منطقه، نشان می دهد که اکثر پس لرزه ها در منطقه کانون سطحی زمین لرزه اصلی یعنی در ناحیه گسل قلعه حاتم به وقوع پیوسته اند. هم چنین با تعیین محل پس لرزه های زمین لرزه 13/1/1385 مشخص شد که اکثر پس لرزه ها در منطقه کانون سطحی زمین لرزه اصلی، یعنی گسل دورود بوقوع پیوسته اند. به عبارت دیگر، فعال شدن گسل مسبب زمین لرزه های اصلی ایجاد کننده پس لرزه ها بوده است. همچنین سازوکارهای محاسبه شده برای زلزله ها در این پژوهش، اکثرا امتدادلغز راست گرد را در کنار سازوکارهای فشارشی و کششی نشان می دهند. وجود این سازوکارهای متفاوت در کنار هم دیگر نشان دهنده وقوع پدیده افراز در این ناحیه از زاگرس است.
    کلیدواژگان: لرزه خیزی، دشت سیلاخور، گسله فعال
  • مسعود عامل سخنی، محمد داوودی، محمدکاظم جعفری صفحه 717
    بررسی رفتار لرزه ای سدهای خاکی یکی از مهم ترین موضوع های قابل طرح در دانش ژئوتکنیک است. در بررسی رفتار سد ها در برابر پدیده زلزله، بهترین روش، تدقیق مدل های عددی و تحلیلی با پاسخ های واقعی ثبت شده در بدنه سد است. در دسترس بودن شتاب نگاشت های ثبت شده زلزله بر روی سد خاکی-سنگریزه ای مسجد سلیمان، زمینه مناسبی را برای نیل به این هدف فراهم کرده است و بر این اساس، سد مذکور برای بررسی موردی انتخاب شده است. در این تحقیق با استفاده از شتاب نگاشت ثبت شده در گالری به عنوان محرک ورودی، تحلیل های عددی بدنه و پی سد مسجد سلیمان در محدوده دو بعدی صورت پذیرفته و مسئله اندرکنش پی سد خاکی بررسی شده است. لازم به ذکر است شتاب نگاشت های ثبت شده زلزله، ضعیف بوده و در نتیجه گیری نهایی و تحلیل لرزه ای پاسخ سد نیز به این امر توجه شده است. بر این اساس در این تحقیق با در دسترس بودن شتاب نگاشت های ثبت شده در نقاط مختلف سد مذکور، جرم های مختلفی برای پی سد در نظر گرفته شده و تحلیل های عددی انجام شده است. پاسخ های به دست آمده از تحلیل های عددی با پاسخ های ثبت شده مقایسه شده است و درباره میزان در نظرگیری جرم پی با استفاده از معیارهای مختلف بحث شده است. بررسی ها نشان داده است که یکی از بهترین معیارها در این مقایسه، استفاده از توزیع زمان- فرکانس در تحلیل شتاب نگاشت های ثبت و محاسبه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که صرف نظر کردن از جرم پی الزاما به بهترین پاسخ دینامیکی برای سد خاکی منجر نمی گردد. با توجه به معیارهای مختلف در نظر گرفته شده در این تحقیق و با توجه به ضعیف بودن محرک ورودی ثبت شده و فرض رفتار خطی سد، به نظر می رسد پی با جرم زیر 50 درصد (در حدود 20-30 درصد) نزدیک ترین پاسخ به رفتار ثبت شده سد را به همراه داشته باشد.
    کلیدواژگان: برای سد خاکی منجر نمی گردد، با توجه
  • مجتبی علیزاده، امیر حمیدی صفحه 735
    شرایط شناوری در خاک مخلوط شن و ماسه ای، به حالتی اطلاق می شود که شن دانه ها درصد اندکی از مخلوط را تشکیل داده، در بخش ماتریس ماسه شناور بوده و تماس اندکی بین آن ها برقرار است. در این حالت، مقاومت و خصوصیات تغییر شکل خاک تحت تاثیر بخش ریزتر یعنی ماسه خواهد بود. با افزایش مقدار شن تماس بین ذرات شن دانه ایجاد شده و ماسه فقط فضای خالی ما بین آن ها را پر خواهد نمود. این وضعیت حالت غیرشناوری شن دانه ها را نشان می دهد. مقاومت و خصوصیات تغییر شکل خاک در این حالت توسط بخش درشت تر مخلوط یعنی شن کنترل می شود. در تحقیق حاضر برای ارزیابی رفتار مقاومت برشی مخلوط های شن و ماسه در شرایط غیرشناوری شن دانه ها، از دستگاه آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس با ابعاد جعبه برش 160 ×300×300 میلی متر استفاده شده است. شن با دانه بندی یک نواخت و حداکثر اندازه 5/12 میلی متر با شکل گردگوشه به عنوان بخش درشت تر به کار رفته است. برای قسمت ریزتر نیز از ماسه بد دانه بندی شده سواحل بابلسر استفاده شده است. نمونه های مخلوط شن و ماسه به صورت کاملا خشک در چهاردرصد وزنی شن متفاوت 70، 80، 90 و 100 و در سه تراکم نسبی 35، 60 و 85 درصد آماده و تحت سربار های 100، 200 و 300 کیلو پاسکال آزمایش شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ازدیاد تراکم نسبی و درصد شن دانه سبب افزایش مقاومت برشی خاک های مخلوط شن و ماسه می شود. همچنین نرخ تغییرات مقاومت برشی یا زاویه اصطکاک خاک با درصد شن دانه، در مقادیر پایین تر از حد شناوری که رفتار توسط ماتریس ماسه ای ریزتر کنترل می شود شدیدتر از مقادیر نظیر در بالاتر از حد شناوری است که رفتار خاک مخلوط به وسیله بخش درشت تر شنی کنترل می شود.
    کلیدواژگان: زاویه اصطکاک خاک با درصد شن دانه، در
  • بابک نیک بختان، کاوه آهنگری، علی نورزاد، کامران گشتاسبی، سیاوش لیتکوهی صفحه 757
    تزریق با فشار بسیار بالا روشی برای اصلاح خاک است که در آن آب یا دوغاب، با فشار بسیار بالا و سرعت زیاد از طریق نازل هایی به داخل خاک تزریق شده و باعث تخریب ساختار خاک می شود. طی این فرآیند، بخشی از ذرات خاک و دوغاب از درون گمانه حفاری بیرون آمده و بخشی دیگر به صورت درجا با دوغاب مخلوط می شوند. در نتیجه این فرآیند، توده ای از خاک اصلاح شده به وجود می آید که به آن اصطلاحا توده خاک-سیمان اطلاق می شود. ستون های خاک- سیمان ایجاد شده از طریق روش تزریق با فشار بالا در داخل خاک، دارای مقاومت بالا، تغییر شکل پذیری اندک و نفوذپذیری بسیار پایین هستند و باعث تقویت خصوصیات خاک محل می شوند. در مقاله حاضر ابتدا اصول تزریق با فشار بالا و عوامل مؤثر در این روش تشریح شده است، سپس به بررسی نتایج حاصل از خاک برداری اطراف ستون های خاک- سیمان ایجادشده با تزریق با فشار بسیار بالای آزمایشی و آزمایش های انجام شده روی نمونه های اخذ شده از این ستون ها پرداخته شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمون های مذکور، عملیات تزریق با فشار بسیار بالا باعث افزایش و تقویت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک محل از جمله مقاومت فشاری تک محوری، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی تا چندین برابر شده است. در پایان نیز مقادیر پارامترهای تزریق با فشار بسیار بالا برای دست یابی به اقطار بیشتر در سایت مذکور (براساس نتایج تزریق آزمایشی)، از قبیل سرعت بالا کشیدن مانیتور، سرعت دوران مانیتور، فشار آب، فشار دوغاب و فشار هوا پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: تزریق با فشار بالا، بهبود زمین، ستون خاک، سیمان، سد شهریار میانه
|
  • Page 633
    Shear strength characteristics of sand-gravel mixtures in high gravel contents
  • Page 649
    Engineering characteristics of alluvium and cemented materials of the slopes around the Milad Tower, and the results of slopes stability analyses under static condition is presented in this paper. Also in the paper, the feasibility of developing and using artificial neural networks (ANNS) for slope stability prediction is investigated. According to the geometry of slopes and strength and deformation properties of alluviums, factor of safety is calculated in 2D and 3D by PLAXIS7.2 and PLAXIS 3D Tunnel codes, respectively, and the results are also compared. In addition, stability of slopes is investigated through the use of MLP artificial neural networks (ANNs), which developed in MATLAB environment. The database used for development of the model comprises a series of 252 factor of safety for different slopes conditions (2D, 3D, flatted and 18 inclined from horizon at top of cut). The optimal ANN architecture (hidden nodes, transfer functions and training) is obtained by a trial-and-error approach in accordance to error indexes and real data. The input data for slope stability estimation consist of values of geotechnical and geometrical input parameters. As an output, the network estimates the factor of safety (FoS). The results indicate that the ANN model is able to accurately predict the FoS of the slopes.
  • Page 677
    Engineered waste landfills separate the buried waste from the groundwater system and the above ground environment during and after the operational periods of the disposal facility. Liners of these landfills are of great import-anttce as they play a crucial role in minimizing pollutant migration and therefore preventing ground water contamination. Liners may consist of a locally available soil and bentonite mixtures. In this study effect of NaCl and MgCl2 solutions of various concentrations has been investigated.The mixtures were prepared with a local clay specimen from Varamin and a proportion of bentonite content of 10 % and 20 % of total dry weight. Laboratory tests including 1D consolidation for determining permeability and compressibility of the soil mixtures, liquid limit and free swell tests were carried out. Results indicated that both solution type and its concentration affect the properties of the mixtures. Comparison of hydraulic conductivity of different salt solutions shows that the divalent cations have more effect than monovalent cations. Comparison of different salt concentrations for a particular salt on a particular soil mixture shows that the hydraulic conductivity decreases with decreasing salt concentration. This decrease can be attributed to an increase in diffuse double layer thickness.
  • Page 697
    Silakhor Brojerd area is between high Zagros zone and Sanandaj-Sirjan zone and is one of the seismic areas, with high frequency of occurrence and medium magnitude and sometimes high magnitude, in Iran. Area of maximum destruction and fault plane solutions show a NW-SE trend. Observation of aftershock distribution, caused by earthquake of 1384/2/31, on the region delineated that most of them have occurred in the epicenter area of the main shock, on Ghale-Hatam fault. Also most of aftershocks, caused by earthquake of 1385/1/13 in Brojerd, have occurred in epicenter area of the main shock on Doroud fault. Moreover, focal mechanisms of earthquakes, are right lateral strike-slip with some normal or reverse dip-slip. These different solutions, next to each others indicate partitioning in this area of Zagros.
  • Page 717
    Studying the seismic behavior of earth dams is one of the most important problems in the geotechnical science. Using weak recorded responses on dam body is the most appropriate method in studying seismic behavior of dams. Available accelerograms on Masjed Soleiman dam body is a powerful tool to reach to this aim. Using recorded accelerograms in the gallery station as the input motion and also using different masses for foundation, 2D numerical analysis are performed and the dam-foundation interaction problem is studied. Recorded and calculated responses of dam body are compared with each other based on different approaches. It should be mentioned that the used earthquake records in this research are weak and linear behavior for dam body is assumed. The obtained results show that time-frequency distribution (TFD) is an appropriate method to process the recorded and calculated signals and also using below 50 per cent (20-30 per cent) for the mass of foundation is can lead to the nearest results to recorded responses.
  • Page 735
    Shear behavior of sand-gravel mixtures is an important issue in geotechnical engineering due to extensive use in earth dams, borrow materials and slope stability problems of natural or man made slopes. Experimental study of behavior of this type of material is usually difficult due to problems associated with use of large testing apparatus or large specimens. Several researchers have proposed methods for the test of these materials by removing larger fraction of them and testing finer matrix. In this research, a regular set of large direct shear tests with a 300*300*160 mm shear box performed to determine shear strength and dilation characteristics of sand-gravel mixtures in high gravel contents. Bad graded fine sand was used besides uniform gravel grains with maximum grain size of 12.5 mm as testing materials. The tests conducted on mixtures prepared in four gravel contents of 70, 80, 90 and 100 percents. Samples constructed in three relative densities of 35, 60 and 85% and tested by different surcharge pressures of 100, 200 and 300 kPa. Experiments conducted on completely dry samples in consolidated drained condition. Shear strength behavior of mixtures was investigated and it was concluded that both shear strength and friction angle increases with gravel content, relative density and surcharge pressure. However, dilation increases by increase in gravel content and relative density and reduces with increase in surcharge pressure. Results were compared with previous experiments on mixtures with less gravel contents and it was observed that in little gravel contents the behavior is controlled by the both sandy matrix and gravel grains. However, as gravel content increases from floating limit, the behavior is mainly controlled by gravelly part of mixture and sand fraction has little effects on its behavior.
  • Page 757
    Jet grouting is a method for improving of soil properties and its physical characteristics. However, in this method due to high pressure and velocity of cement slurry the soil structure has been damaged as some parts are moved from the borehole replacing with cement slurry. The grains, which are remained in the borehole, mixed with slurry (cement) and create an improved mass of soil. This mass is named “Soilcrete”. Soilcrete mass has special characteristics such as high strength, low deformability and very low permeability. In this paper, principles governing to jet grouting and effective parameters have been explained. Then the test results obtained from Soilcrete column have been analyzed and discussed. Based on the results, jet grouting has led to increase and improvement of physical and mechanical characteristics of soils, i.e. uniaxial compressive strength, cohesion and internal friction angle. Finally the values of jet grouting parameters are recommended in order to achieve larger diameters in the mentioned site based on trial grouting results.