فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال سوم شماره 1 (بهار و تابستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ناصر حافظی مقدس، محمدرضا قائم مقامیان صفحه 493
    در پژوهش حاضر بر اساس تحلیل نتایج بررسی های میکروترمور در 200 نقطه از شهر مشهد به روش نسبت طیفی و اطلاعات پروفیل سرعت موج برشی در 62 نقطه رابطهٔ توانی بین پریود تشدید و ضخامت آبرفت در شهر مشهد به دست آمده و بر مبنای آن نقشه هم ضخامت آبرفت و مقاطع عرضی از شرایط زیر سطحی شهر تهیه شده است. با توجه به رابطهٔ مذکور، حداکثر ضخامت آبرفت در جنوب شرق شهر حدود 200 متر به دست آمده است. ضخامت آبرفت به طرف ارتفاعات جنوب و جنوب غرب و هم چنین به طرف گسل شمال مشهد در محدودهٔ خواجه ربیع کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: خردلرزه سنجی، نسبت طیفی، پریود تشدید، ضخامت آبرفت، شهر مشهد
  • سعیده خالصی مقدم، ماشاءالله خامه چیان، محمدرضا امین ناصری صفحه 513
    برآورد ویژگی های هیدروژئولوژیکی تودهٔ سنگ و پیش بینی میزان جریان آب از بحث های حیاتی و جدی در مهندسی سنگ به شمار می رود. از آن جا که در تودهٔ سنگ های درز و شکاف دار ناپیوستگی ها مسیرهای اصلی جریان آب را به وجود می آورند، مشخصات آن ها تاثیر چشم گیری بر آب گذری خواهد داشت. با وجود تحقیقات فراوان هنوز روش مناسبی که رابطه مشخصی بین همه پارامترها و میزان آب گذری برقرار کند وجود ندارد. امروزه شبکه های عصبی ابزار قدرتمندی برای حل مسائل پیچیده از قبیل پیش بینی، تشخیص الگو و طبقه بندی انواع متغیرها هستند. در این تحقیق به کمک نوعی شبکهٔ عصبی مصنوعی، رفتار و مقدار آب گذری تودهٔ سنگ های گرانودیوریتی ساختگاه سد شور-جیرفت از روی برخی وی‍ژگی ناپیوستگی ها از جمله شاخص کیفی سنگ، فراوانی درزه ها، بازشدگی، چگالی وزنی درزه، زون های خرد شده و عمق پیش بینی شده است. رابطهٔ این پارامتر ها با آب گذری با روش آماری رگرسیون چند متغیره نیز بررسی شده است. داده های به کار رفته در آموزش و آزمایش این شبکهٔ عصبی شامل نتایج مربوط به 304 آزمایش لوژن در تودهٔ سنگ های گرانودیوریتی ساخت گاه سد شور-جیرفت است. شبکهٔ عصبی پرسپترون چندلایه با قاعده پس انتشار خطا با الگوریتم آموزش Levenberg-Marquardt در این تحقیق استفاده شده است. این بررسی های نشان می دهد که شبکهٔ عصبی مصنوعی از توانایی فراوانی در حل چنین مسائلی برخوردار است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، لوژن، ویژگی ناپیوستگی ها، رگرسیون چندمتغیره، ساختگاه سد شور، جیرفت، پیش بینی
  • مهندس علیرضا خلدبرین، علی معصومی، محمد داوودی صفحه 523
    در این مقاله از یک پی منفرد صلب با ابعاد و پارامترهای هندسی مشخص بر روی خاک ماسهٔ رس دار استفاده شده است. مدل مذکور با نرم افزار تحلیلی FLAC به روش تفاضل محدود در حالت استاتیکی و تحت مؤلفهٔ قائم شتاب زمین حاصل از سه شتاب نگاشت زلزله، تحلیل شده است. هم چنین تحلیل های دینامیکی با درصدهای مختلف سیمان مجددا تکرار شده است. منحنی های نشست- بار در حالت استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده و میزان ظرفیت باربری در این حالت ها بررسی شده است. پس از این تحلیل ها با تغییر پارامترهای الاستیک و پلاستیک خاک، بر اثر تزریق درصدهای مختلف سیمان (2، 4 و6 درصد)، مجددا تحلیل ها برای ترسیم نمودار نشست- بار انجام شده و ظرفیت های باربری در حالت های مختلف با یک دیگر مقایسه شده اند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که با اضافه کردن 2، 4 و 6 درصد سیمان با شرایط خاص که در این پژوهش به آن اشاره می شود، ظرفیت باربری دینامیکی به ترتیب 7/2، 2/4 و 0/7 درصد، نسبت به خاک معمولی، افزایش می یابد
    کلیدواژگان: نشست قائم دینامیکی، پی سطحی، نرم افزار FLAC، مؤلفهٔ قائم شتاب زمین، تنش نرمال
  • محسن رضایی صفحه 543
    اختلاط آب های با ترکیب شیمیایی متفاوت به ایجاد مخلوطی منجر می شود که معمولا توانایی چشم گیری در انحلال کربنات ها دارد. این پدیده در سطح ایستابی که محل اختلاط مؤلفه های مختلف آب است، اتفاق می افتد. در این مقاله افزایش تخلخل تحت تاثیر این نوع انحلال در لنز آب شیرین سفره های ساحلی بررسی شده است. برای محاسبه توسعهٔ تخلخل، از ادغام پتانسیل انحلال با مدل جریان با دانسیته متغیر و انتقال اجزای محلول استفاده شده است. تاثیر افزایش تراوایی بر روی میزان افزایش تخلخل نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که بیش ترین افزایش تخلخل در چند متر زیر سطح ایستابی و در لبهٔ فعال لنز آب شیرین (تا فاصلهٔ 40 متری از ساحل) اتفاق می افتد. میزان افزایش تخلخل در این ناحیه 3-10×6/0 درصد در سال محاسبه شد. افزایش سرعت با تغییرات تراوایی این میزان را 25% افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: انحلال کلسیت، نفوذ آب شور، لنز آب شیرین، افزایش تخلخل، منطقهٔ اختلاط
  • بررسی پوسته در منطقهٔ غرب ایران با استفاده از منحنی های زمان- مسافت زمین لرزه های محلی
    صفحه 563
    این پژوهش به منظور ارائه مدلی ساده برای ساختار سرعتی پوسته در منطقهٔ غرب ایران انجام شده است. هدف این پژوهش به کارگیری نتایج آن به عنوان مدل اولیه به روشJoint Inversion، برای بررسی دقیق تر ساختار سرعتی پوستهٔ منطقه بوده است. در این پژوهش لرزه-نگاشت های زمین لرزه های ثبت شده در شبکه لرزه نگاری دوره کوتاه کرمانشاه متعلق به مؤسسهٔ ژئوفیزیک و ایستگاه لرزه نگاری باند پهن سنندج وابسته به پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در بازهٔ زمانی دی ماه 1384 تا بهمن ماه 1387 (ژانویه 2004 تا ژانویه 2008) استفاده شده است. برای تهیهٔ منحنی های زمان- مسافت، لازم بود که زمین لرزه ها و ایستگاه ها در یک امتداد باشند. بدین منظور پنج مسیری که دارای شرایط فوق بودند انتخاب شده و زمین لرزه- های واقع بر این مسیر ها از بین کل داده ها (3000 زمین لرزه) با ≤mb≤6 2 جدا شد که شامل 278 زمین لرزه با 3.0 mb≥ و فاصله کانونی 10 تا 750 کیلومتر بود. با رسم منحنی های زمان- مسافت زمین لرزه ها برای هر کدام از مسیر های مذکور، دو لایه مشخص کنراد و موهو در منطقه مشاهده شد و سرعت انتشار موج هایP و S و عمق تقریبی لایه ها به دست آمد. سپس با تدوین یک برنامه رایانه ای، اولین رسید های امواج مستقیم و شکست مرزی طی یک فرآیند مدل سازی مستقیم (Forward Modeling) محاسبه و مقادیر سرعت ها و عمق ها و همچنین مختصات مکانی و زمانی زمین لرزه ها تعدیل شده و مدل نهایی به دست آمد. در این فرآیند از زمین لرزه هایی با 4 mb≥ استفاده شد. لازم به توضیح است که خطای RMS در تعیین زمان سیر (یا به عبارتی محل وقوع زمین لرزه) همهٔ زمین لرزه های مطرح در مراحل مذکور، حداکثر 26/0 ثانیه و حداقل 01/0 ثانیه بود. بر اساس مدل مذکور سرعت موج P در پوسته غرب ایران 07/0±23/6 و در گوشتهٔ بالایی 08/0±08/8 کیلومتر بر ثانیه به دست آمد. سرعت تقریبی موج S در پوسته و گوشتهٔ بالایی در این منطقه به ترتیب 06/0±64/3 و 01/0±70/4 کیلومتر بر ثانیه است. ژرفای ناپیوستگی های کنراد و موهو نیزدر منطقهٔ پژوهش، به ترتیب2±11و3±43 کیلومتر تعیین شد. نتایج به دست آمده، هم خوانی خوبی با بررسی های گرانی سنجی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ساختار پوسته، زمین لرزه، غرب ایران، منحنی زمان، مسافت
  • نصرالله کلانتری، محمد جواد حیدری موسی، محمدحسین رحیمی صفحه 591
    دشت زیدون دارای اقلیمی نیمه خشک است و هر چند آب زیرزمینی منطقه از نظر کیفی غیرقابل شرب است ولی برای آبیاری مناسب است. برداشت از آب زیرزمینی و روند افزایشی آن جهت آبیاری در این منطقه، احتمالا باعث ایجاد شرایط بحرانی از لحاظ تامین نیاز آبی خواهد شد. مهم ترین منابع تامین کنندهٔ نیاز آبی در این منطقه سفرهٔٔ آب دار زیدون و رودخانهٔ زهره هستند. استفاده از آب زیرزمینی برای آبیاری به طور ویژه در مناطقی که فاصلهٔ زیادی تا رودخانهٔٔ زهره دارند، به دلایلی همچون هزینهٔ کم تر و کیفیت بهتر بر آب رودخانه ترجیح داده می شود. برداشت بی رویه از سفرهٔٔ آب دار موجب افت سطح ایستایی در طی چند سال گذشته شده است. به منظور جلوگیری از بروز شرایط بحرانی در منطقه بررسی های گسترده ای در زمینهٔ مدیریت منابع آب صورت گرفت. که شامل بررسی فیزیوگرافی، هواشناسی، هیدرولوژی، هیدروژئولوژی، هیدروشیمی و مورفولوژی است. بر اساس این بررسی ها مشخص شد که از نظر کمی و کیفی، تعدادی از آب راهه های فصلی بخش جنوبی منطقهٔ زیدون برای تامین بخشی از نیاز آبی منطقه مناسب هستند. یکی از روش های بهینه جهت استفاده دراز مدت از این منابع آبی، تغذیه به درون سفرهٔٔ آب دار و برداشت در هنگام نیاز است. در این جهت نتایج بررسی های انجام شده با یکدیگر تلفیق گردیدند و روش های دگرش کانالی مناسب ترین روش برای تغذیهٔ مصنوعی در این منطقه شناخته شد. در نهایت با در نظر گرفتن شرایط موفولوژیکی، نفوذپذیری و نیاز آبی در بخش جنوبی دشت، یازده محل جهت اجرای روش های مدیریت منابع آب (تغذیهٔ مصنوعی) در این منطقه پیشنهاد شد که باعث افزایش بیش از یک میلیون و سیصد متر مکعب آب در سال به سفرهٔٔ آب دار می شود.
    کلیدواژگان: تغذیهٔ مدیریتی سفرهٔ آبدار، دشت زیدون، آب راهه های فصلی، آب زیرزمینی
  • قبادی، کرمی صفحه 615
    در این پژوهش پدیده فرار آب از تکیه گاه چپ سد مارون بررسی شده است. سد مذکور که با ارتفاع 170 متر بر روی رودخانه مارون در شمال بهبهان احداث شده و با تنظیم آب رودخانه ضمن تولید برق و کنترل سیلاب، آب مورد نیاز کشاورزی را نیز تامین می کند. محل سد در کوه های زاگرس و در تنگ تکاب دارد. در این ناحیه سری پیوسته ای از سنگ آهک های کارستی، مارن، شیل و ژیپس به صورت چین خورده و گسل خورده از سن کرتاسه تا پلیئوسن موجودند. عمدهٔ حفاری های زیرزمینی از جمله تونل های انحراف 1و 2 در تکیه گاه چپ سد صورت گرقته است. قبل از آب گیری دریاچه، پوشش بتنی در قسمت وسط تونل انحراف 2 ایجاد شد ولی بخش بالا دست تونل بدون پوشش باقی ماند. با آب گیری دریاچه سد، کانال های کارستی موجود درسازند آسماری در تکیه گاه چپ که تونل انحراف 2 را قطع می کنند فعال شده و فرار آب اتفاق افتاد. کل تراوش از تکیه گاه چپ سد به 10 مترمکعب در ثانیه رسید. بر اساس بررسی های زمین شناسی مهندسی تفصیلی اقدامات علاج بخش انجام و فرار آب کنترل شد. در این پژوهش به منظور ارزیابی وضعیت تراوش و شرایط کارستی شدن آزمایش های انحلال پذیری، XRD و XRF انجام شد. نتایج حاصله نشان می دهد که نقش هیدروژئولوژیکی درزه های اصلی عمود بر ساختمان زمین شناسی محل، نوع مواد پرکننده درزه ها و ترک های بین لایه ای در توسعه کارست و افزایش تراوش چشم گیر است. بنا بر این در مدت بهره برداری از سد به علت واگرایی مواد پرکننده درزه ها وگسترش دهانه ناپیوستگی ها افزایش میزان تراوش از تکیه گاه چپ محتمل است
    کلیدواژگان: انحلال پذیری، کارست، فرار آب، سنگ آهک آسماری، درزه، دهانه درزه، تونل انحراف، مواد واگرا
|
  • Page 493
    The present study shows that the frequency of the main peak in the spectral ratio analysis of microtremores data correlates well with the sediment thickness at the many sites. In this study, based on the resonance period of microtremores in 200 points estimated by H/V spectral ratio and the shear wave velocity profile of 62 points the power relationship of between the thickness of sediments and resonance period in Mashhad city are introduced and the iso-thickness sediments map and cross sections are produced. The results show that the maximum thickness of the soft sediments is about 200 meters in south-east and central of Mashhad and its decreases to the south, south-west and north mountains area.
  • Page 513
    Estimation of engineering properties of rocks and flow rate is an important issue in rock engineering. Properties of discontinuities have considerable effect on rock mass inflow, because they are the main pass of water flow in fracture rock masses. Despite the bulky research about water flow in rock mass, there is no clear evidence as to relationships between all of these parameters and water inflow in rock masses. Neural network systems have a great advantage in dealing with complicated problems such as forecasting, classification and pattern recognition. In this paper, artificial neural network techniques were used in order to forecast Lugeon amount and Hydraulic conductivity behavior of Granodioritic rock mass of Shoor-Jiroft dam site from some characterization of discontinuities such as Rock quality designation, Fracture frequency, Aperture, Weighted joint density, Fracture zone and depth. Relationships between these factors were analyzed with Simple Linear Regression, Multivariate Regression and Stepwise Regress-ion. A Multilayer Perceptron Neural Network (MLPNN) with back propaga-tion procedure was developed for training the network. A Dataset containing 304 values of water pressure test in Granodioritic rock mass of Shoor-Jiroft Dam project was used to train and test the network with the Levenberg-Marquardt training algorithm. The results indicated that neural network forecast hydraulic conductivity considerably better than regression methods do.
  • Page 523
    This paper presents a rigid circular footing model with specified properties and dimensions on a sandy-clay soil with Mohr-Coulomb material. This model is analyzed dynamically with finite difference 2D FLAC software under vertical component of ground excitations. Then the soil is improved with cement grouting and analyzed again. Consequently, the load-settlement curves under a circular footing, due to vertical component of ground accelerations through the underlying soil, are plotted. Also the dynamic bearing capacity of natural and soil cemented foundation is presented and discussed. The analysis results show that adding 2, 4 and 6 percent of cement, with certain conditions, cause 2.7, 4.2 and 7.0 times increase in dynamic bearing capacity, respectively, in comparison to normal soil.
  • Page 543
    When two solutions are mixed, concentrations in the mixture are volume-weighted averages of the two end-members, but the thermodynamic activities of the species controlling the water–mineral reactions are non-linear functions of the mixing ratio. Therefore, two end member solutions in equilibrium with carbonate phase could lead to a mixture undersaturated with respect to carbonate. A favorite place for this phenomenon is water table, where mixing of different waters is taking place. In this paper, Porosity change in freshwater lens of an island was calculated by coupling dissolution potential with a variable density flow and solute transport model. The effect of permeability enhancement on the rate of porosity change was evaluated. Dissolution due to this mixing takes place in water table and active edge of freshwater lens (40m from coastline). The results indicate an increase rate of 0.6×10-3 percent of porosity per year. Permeability enhancement increases the rate of dissolution and porosity change in fresh water lens.
  • Crustal Study in the West of Iran Based on Travel Time Curves of Local Earhquakes
    Page 563
    This study explores crustal velocity structure in the west of Iran. Wealth of data from recorded local earthquakes creates an opportunity to image crust and upper mantle in the region and then these data use for the joint inversion method in this region. We proposed to study velocity and interface structure of the crust and upper mantle in the west of Iran using local earthquakes recorded in the Kermansha short-period seismic stations at the Institute of Geophysics, University of Tehran (IGUT), and the Sanandaj broad-band seismic station at the International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), since 2004. The earthquakes and stations should be directed for the travel time curve analysis. Recorded earthquakes were classified along the five separate profiles and 278 earthquakes (mb≥3) separate in data (3000) and epicenter distance is 10-750 km, that corresponding travel-time curves were analyzed. Moreover, crustal velocity structure is determined based on the travel time curve of local event. So, algorithm program was written and arrival times of body waves compare with forward modeling code was written, in order to refine final model. This processing based on earthquakes with mb≥4 and the error RMS is 0.01-0.26 sec. Compressional wave velocity of the crust is 6.23±0.07 km/s and the upper mantel (Moho) is 8.08±0.08 km/s. since, shear waves velocity for the crust, found to be 3.64±0.06 km/s and the upper mantel (Moho) is 4.70±0.01 km/s. Depths for Conrad and Moho discontinuities were obtained 11±2 km and 43±3 km respectively, which well correlate with the results of the previous gravimetric crustal studies
  • Page 591
    In this study, seepage phenomena through the left abutment of Marun dam are investigated. The Marun dam is a 170 m high rock fill dam, which regulates the waters of the Marun River, serves power generation, and flood control and provides irrigation needs. The dam site lies in the Zagros Mountains of southwest Iran. This region presents continuous series of mainly karstic limestone, marl, shale and gypsum ranging in age from Cretaceous to Pliocene. The region has subsequently been folded and faulted. All underground excavations are sited in the left abutment. The spacing of the diversion tunnels and pressure tunnel is considered to be acceptable, meaning relatively short, thus requiring 2 row grouting curtain into both embankments. Prior the reservoir impoundment, the concrete plug was constructed into the middle section of second diversion tunnel. Upstream section of tunnel was not concreted. During the first reservoir impounding, the old karst channels along ‘Vuggy Zone’ cut by the second diversion tunnel were reactivated and leakage occurred. The total amount of water leakage through the left bank of Marun dam was about. The unlined second diversion tunnel had a key role in connecting reservoir with karst conduit system. On the basis of detailed engineering geological analysis, the concept of remedial works was carried out. The main points of this concept are one of row grout curtain extension up to the section with shaly interbeds declared as watertight Asmari sequence (close to the watertight Pabdeh formation) and plugging of accessible section of main karst channel by concrete. In order to determine the seepage direction and karstification pattern, solubility studies were done. Also pinhole, XRD and XRF tests were carried out. The major joint system and interbedding cracks have predominant role in karst evolution process. Hydrogeological role of joints, perpendicu-lar to geological structure, is not negligible. As a result of these studies, seepage paths have been identified in the karstic limestone in the left abutment of the dam.
  • Page 615
    The Zydoun plain experiences semi-arid climatic conditionو and though groundwater quality is not commonly acceptable with respect to drinking, it is used for irrigation. The water withdrawal of water and its increasing trend would probably put the study area into critical condition to meet demand. The main sources of water supply in the region are Zydoun aquifer and Zoreh River. The better quality of groundwater in the extreme southern part of the plain and lower exploitation expenses are the reasons why farmers prefer to use groundwater rather than river water. As a result of over- exploitation from the Zydoun aquifer in the last years water table has been declined. In order to impede critical situation in the area, a detailed study regarding management of groundwater including physiography, meteoro-logy, hydrology, hydrogeology, hydrochemistry and geomor-phology were undertaken. Based on these investigations, a number of ephemeral streams in the southern part of the plain were recognized to be suitable in term of water quantity and quality to secure a part of water demand of the area. One of the optimum methods for long-term use of these water resources is injection of water into ground and withdrawal in required time. to this end, the collected data, were put together and it was found that the most suitable method of artificial recharge was channel modification. At the end, considering consideration, morphological, permeability condition and water demands in the southern part of the Zydoun plain, eleven sites for execution of water resources management were suggested which would annually augment aquifer storage by over one MCM.