فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال دهم شماره 3 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/08/08
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدرضا باغبان گل پسند، محمدرضا نیکودل، علی ارومیه ای صفحه 2559
    از جمله موضوع های اساسی در ارتباط با تونل های کم عمق در محیط های شهری، نشست زمین در اثر حفر تونل و تاثیر عوامل زمین شناسی مهندسی بر آن است. از روش های بررسی این مسئله روش تجربی است و پارامترهای تجربی VL و k از جمله مهم ترین پارامترهای دخیل در این روش است که مقدار آن ها با توجه به خصوصیات زمین شناسی و ژئوتکنیکی مصالح تخمین زده می شود. در پژوهش حاضر پارامترهایی با توجه به بررسی های قبلی محققان مختلف، به صورت فرضی در نظر گرفته شده و نشست زمین در مسیر تونل ابوذر براساس این مقادیر فرضی پیش بینی شده است. نتایج به دست آمده با نشست واقعی زمین که هم زمان با حفاری تونل مذکور اندازه گیری شده است، مقایسه شد. با توجه به این که نشست واقعی زمین کم تر از مقدار پیش بینی های اولیه بوده است، نتیجه گیری شد که یا VL واقعی کم تر از مقدار فرضی است و یا k واقعی بیش تر از مقدار فرضی است. با توجه به وابستگی هر دو پارامتر به چسبندگی خاک نتیجه می گیریم که باید عاملی باعث افزایش چسبندگی مصالح شده باشد که در این ارتباط سیمانی شدگی طبیعی در آبرفت های تهران به عنوان تاییدی بر فرضیه مذکور تلقی شده، در نتیجه این عامل باعث افزایش چسبندگی و کاهش نشست زمین شده است. برای بررسی سیمانی شدگی طبیعی، تفاوت در نتایج آزمایش های برجا و آزمایشگاهی برای تعیین پارامتر های مقاومت برشی، بررسی شده است و چسبندگی زیاد به دست آمده از آزمایش های برش برجا نسبت به آزمایش های آزمایشگاهی به عنوان شاهدی برای سیمانی شدگی مصالح آبرفتی موجود در مسیر تونل ابوذر مورد استناد قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نشست زمین، حفر تونل مکانیزه، پارامترهای تجربی VL و k، تونل ابوذر، سیمانی شدگی طبیعی
  • احمد ادیب صفحه 3537
    روستای کمرود روی شیبی قرار دارد که مستعد لغزش می باشد. تحلیل پایداری این شیب از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است زیرا لغزش یا شکست این شیب می تواند باعث ایجاد خسارت های عمده مالی و جانی شود. در این خصوص مطالعات با هدف تعیین تاثیر عوامل و پارامترهای موثر در ناپایداری این شیب صورت گرفته است. بر اساس مطالعات صورت گرفته یکی از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر لغزش در این ناحیه نیروی اعمال شده توسط شتاب زمین لرزه می باشد. در این مقاله با رهیافت تعیینی مقدار بیشینه شتاب احتمالی زمین لرزه در یک دوره 50 ساله در سایت برآورد شده است. از طرفی بر اساس مطالعات زمین شناسی مهندسی مشخصات ژئومتری شیروانی و پارامترهای فیزیکی و مقاومتی توده مستعد لغزش تعیین شده است. سپس با استفاده از مدل سازی توسط نرم افزار FLAC 2D5.00 در مدل ساختاری الاستو پلاستیک، به همراه معیار گسیختگی موهر-کولمب به بررسی رفتار تنش کرنش خاک در برابر شتاب افقی زمین لرزه احتمالی به روش شبه دینامیک پرداخته شده است. در این راستا یک موقعیت مبنا در بالای شیرونی در نظر گرفته شده است و میزان تغییر مکان افقی آن تا رسیدن به بیشینه شتاب احتمالی ثبت شده است. نتایج این مطالعه نشان دهنده این است که جا بجایی افقی و به دنبال آن رانش زمین، در شتابی کمتر از شتاب بیشینه برآورد شده می تواند باعث وقوع زمین لغزش شود.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، کمرود، بیشینه شتاب، پایداری شیروانی، شبه دینامیک
  • اکبر چشمی، زهرا عزالدین، کاظم مرادی هرسینی صفحه 3587
    طبقه بندی خاک یکی از بخثهای مهم در مطالعات ژئوتکنیک است، لذا ارزیابی روش های موجود برای طبقه بندی خاک، در نواحی مختلف حائز اهمیت می باشد. برای طبقه بندی خاک از نتایج آزمایشهای برجا و آزمایشگاهی استفاده می شود. اخذ نمونه و انجام آزمایشهای شناسایی، روشی آزمایشگاهی برای طبقه بندی خاک است. استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط با اندازه گیری فشار آب منفذی ( CPTu) روشی برجا برای شناسایی و طبقه بندی خاک می باشد که به دلیل سرعت و دقت بالا امروزه کاربرد وسیعی در مطالعات ژئوتکنیک پیدا کرده است. محققان مختلف با استفاده از پارامترهایی که در آزمایش CPTu اندازه گیری می شود، نمودارهای متفاوتی برای طبقه بندی خاک پیشنهاد نموده اند. در این تحقیق، به منظور بررسی میزان کارایی این روش ها، از نتایج 58 آزمایش CPTu مربوط به چهار ناحیه در جنوب ایران استفاده شده و خاک بوسیله روش های مبتنی بر CPTu طبقه بندی شده، سپس با نتایج 372 آزمایش دانه بندی آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهد که نمودار پیشنهادی توسط روبرتسون (Robertson، 1990) که برمبنای Qt، Ft و Bq می باشد، بهترین تطابق را با نتایج آزمایش دانه بندی در مناطق مورد مطالعه دارد. سپس براساس داده های بدست آمده از تحقیق، نمودار اصلاح شده ای برای طبقه بندی خاکهای نواحی جنوبی ایران بر مبنای متغیرهای Rf و qt-u0/σ ́v، پیشنهاد شده که تطابق 90% با نتایج آزمایشهای دانه بندی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آزمایش نفوذ مخروط، طبقه بندی خاک، آبرفتهای جنوب ایران
  • نرگس سلیمی، سیدمحمود فاطمی عقدا، محمد تشنه لب، یوسف شرفی صفحه 3601
    زمین لغزش ها هر سال خسارت های مالی و جانی زیادی به بار می آورند. نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش می توانند به کاهش این خسارت ها کمک کنند. حوزه آبخیز طالقان از جمله حوزه های مستعد زمین لغزش است که بررسی شده است. در این مقاله به پهنه بندی خطر زمین لغزش در این منطقه و در مقیاس 50000/1، و با در نظر داشتن لایه های اطلاعاتی پراکندگی لغزش ها، شیب، برای شیب، زمین شناسی (لیتولوژی)، فاصله از گسل ها، فاصله از آبراهه ها، با روش شبکه های عصبی مصنوعی مبتنی بر توابع پایه ای گوسی (RBF) و شبکه های عصبی پرسپترون (MLP) می پردازیم. کلیات روش RBF تا حدود زیادی مشابه شبکه های عصبی پرسپترون (MLP) است که تا کنون قابلیت آن مشخص شده است و چندین تفاوت ساختاری در مولفه ها بین این دوروش شبکه عصبی وجود دارد. از نتایج نهایی مشخص شد که نقشه های حاصل از هر دو روش قابل قبول هستند و روش MLP دقت بیش تری نسبت به روش RBF دارد.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خطر زمین لغزش، طالقان، سیستم های هوشمند، شبکه های عصبی مصنوعی مبتنی بر توابع پایه ای گوسی، شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون، RBF، MLP
  • مسعود عبداللهی، سید محمد اسماعیل جلالی، جواد احمدی صفحه 3628
    سد بختیاری در استان لرستان بر روی رودخانه بختیاری واقع شده است. به منظور دسترسی به تاج سد بختیاری، حفر تونلی حلزونی شکل، مورد مطالعه قرار گرفته است. از این تونل در ترازهای مختلف، تونل های دسترسی دیگری منشعب شده و به گالری های تزریق مرتبط می گردند. با توجه به اینکه در زمان بهره برداری سد، نیز از این تونل استفاده خواهد شد و جزء تاسیسات دایمی سد خواهد بود، تعیین صحیح پارامترهای مکانیکی توده سنگ برای طراحی و تحلیل پایداری تونل از اهمیت بالایی برخوردار است. برای تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی سنگی، پارامترهای مکانیکی و مهندسی توده سنگ باید شناسایی و تعیین شوند. خصوصیات دقیق توده سنگ فقط از آزمایش های مکانیک سنگی به دست می آیند. این آزمایش ها، به دلیل گران بودن و زمان بر بودن اغلب کم انجام می شوند. تحلیل پارامتری و اولویت بندی پارامترها، می تواند برای بهینه سازی روند آزمایش ها به کار رود. هم چنین، تحلیل پارامتری به جلوگیری از اشتباهات ناشی از حدس و گمان فردی کمک می کند. در این مقاله پس از معرفی زمین شناسی منطقه و تعیین مقطع بحرانی در مسیر تونل، با استفاده از نرم افزار FLAC3D (روش عددی تفاضل محدود) به مدل سازی و تحلیل پارامترهای مکانیکی توده سنگ اطراف تونل پرداخته شده است. پارامترهای استفاده شده در تحلیل شامل مدول الاستیسیته (E)، چسبندگی توده سنگ (C)، زاویه اصطکاک داخلی (φ)، ضریب تنش جانبی (K) و مقاومت کششی (&sigmat) است. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی های عددی و تحلیل پارامتری، پارامترهای موثر بر پایداری اولویت بندی شده اند. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که در پروژه حاضر، پارامتر مقاومت کششی توده سنگ بر پایداری تونل تاثیر ندارد و هم چنین به ترتیب اولیت پارامترهای E، φ، C و K در طراحی دارای اهمیت هستند. میزان آزمایش های برجا برای پارامترهای توده سنگ می تواند مطابق با میزان حساسیت و ترتیب اهمیت پارامترها توجیه شوند.
    کلیدواژگان: سد بختیاری، تونل حلزونی، FLAC3D، تفاضل محدود، تحلیل پارامتری
  • هادی عطاپور، محمدرضا اکبری، مهدی ترکاشوند صفحه 3649
    چکش اشمیت امکان اندازه گیری سریع و ارزان سختی سطح سنگ را بصورت برجا و آزمایشگاهی فراهم می آورد. این پارامتر بطور گسترده در تخمین خواص مکانیکی سنگ ها از جمله مقاومت فشاری تک محوره و ضریب یانگ مورد استفاده قرار می گیرد. سختی چکش اشمیت همچنین می تواند در ارزیابی کیفیت ساختاری سنگ، پیش بینی پارامترهای حفرپذیری و برش پذیری و میزان سایندگی سنگ، هوازدگی آن و تعیین مقاومت دیواره ی درزه مورد استفاده قرار گیرد. عوامل مختلفی مانند ابعاد نمونه ی مورد آزمایش، زبری سطح، هوازدگی، محتوای رطوبت، نوع چکش اشمیت و روش اندازه گیری و غیره بر روی نتایج سختی اشمیت اثر می گذارند. در مقاله ی حاضر بعد از مرور نتایج تحقیق های اخیر انجام گرفته در زمینه ی تاثیرات این عوامل، به بررسی آزمایشگاهی اثر عوامل رطوبت، درجه ی حرارت و بارگذاری تک محوری بر روی سختی اشمیت چندین نوع سنگ سالم و نیز نمونه ی بتن پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان داد که رطوبت عموما سبب کاهش مقدار سختی اشمیت سنگ می گردد. میزان این کاهش وابسته به نوع سنگ می باشد. همچنین دما تاثیر زیادی بر روی مقدار سختی اشمیت دارد. رابطه ی بین کاهش سختی با افزایش حرارت برای سنگ های مورد آزمایش، به شکل خطی بوده است. از طرفی اندازه گیری سختی نمونه ی تحت بارگذاری تک محوره نشان داد که اعمال بار بر روی سنگ، سبب افزایش سختی اشمیت نمونه می شود. این امر باید در اندازه گیری برجای سختی در دیواره ی فضاهای زیرزمینی که سنگ ها تحت بارگذاری قرار دارند، مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: سختی چکش اشمیت، رطوبت، درجه حرارت، بارگذاری تک محوره
  • امین کشاورز، مهدی نعمتی صفحه 3667
    در این مقاله، ظرفیت باربری پی های نواری، روی بستری از خاک های دانه ای مسلح شده با فیبر، بررسی شده است. برای تحلیل از روش مشخصه های تنش استفاده گردیده است. معیار گسیختگی در نظر گرفته شده، توزیع جهت گیری مسلح کننده ها را به صورت ایزوتروپ در نظر می گیرد و از پارگی مسلح کننده ها صرف نظر می کند. اثرات لرزه ای به صورت ضرایب شبه استاتیکی افقی و عمودی در معادلات تعادل تنش لحاظ شده است. معادلات تعادل تنش با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. برای حل مسئله، برنامه ای نوشته شده است که قادر است با داشتن پارامترهای ورودی خاک و مسلح کننده، شبکه مشخصه ها را تعیین کرده و ظرفیت باربری را محاسبه نماید. ظرفیت باربری به صورت ضرایب ظرفیت باربری ناشی از وزن خاک و سربار بیان شده است. برای استفاده های کاربردی، نمودارهایی برای تعیین این ضرایب تهیه شده است. یک حل به فرم بسته نیز برای ظرفیت باربری ناشی از سربار ارائه شده است. با انجام تحلیل های پارامتری، تاثیر پارامترهای خاک و مسلح کننده روی ظرفیت باربری و شکل ناحیه گسیختگی بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که ظرفیت باربری با افزایش هر یک از پارامترهای غلظت متوسط فیبرها، نسبت ظاهری فیبرها، زاویه اصطکاک بین خاک و فیبر و زاویه اصطکاک خاک ظرفیت باربری افزایش می یابد. همچنین ناحیه گسیختگی با افزایش ضرایب لرزه ای و کاهش سربار، کم عمق تر می شود.
    کلیدواژگان: ظرفیت باربری، خاک مسلح شده با فیبر، لرزه ای، روش مشخصه های تنش
|
  • M. R. Baghban Golpasand, M. R. Nikudel, A. Uromeihy Page 2559
    Ground settlement due to tunneling and the effects of the engineering geological factors on its dimensions and extensions, is a very important problem in shallow tunnel excavation projects in urban areas. Empirical method is one of the usual methods to study this subject. The empirical and dimension-less parameters of VL and k are the most important parameters in relation to this method that are estimated according to engineering geological factors. In this research, the values of these parameters were initially estimated based on preceding studies and the ground settlement was predicted using these estimated values of VL and k. In next stage, the results of predictions were compared with the real (measured) settlements happened due to Abuzar tunnel excavation. As the real settlements are less than the predicted ones, it was concluded that the real VL must be lower than the predicted values or the real k must be higher than the predicted values. With regard to the high dependency of these parameters to the soil cohesion, it seems natural cementation of Tehran alluvia has acted as a factor to increase the soil cohesion and has caused to decrease ground settlement due to excavation of Abuzar tunnel. For validation of this hypothesis, preceding findings about alluvia cementation were reviewed and the results of in-situ and laboratory shear and triaxial tests were compared with together. Then it is concluded that the higher cohesions of in-situ shear tests are occurred due to natural cementation of materials existing in Abuzar tunnel route.
    Keywords: Ground Settlement, Mechanized Tunnelling, Empirical Parameters of VL, k, Abuzar
  • Page 3537
    Komrud village of located on the slope is particularly susceptible to landslides. The slope stability analysis is of special importance because of landslides or slope failures can cause major damages life and financial. In studies to determine the factors and parameters affecting the slope is unstable. According to studies, one of the most important factor affecting landslides in this area is the force exerted by the acceleration of the earthquake. With this approach, the maximum possible acceleration of earthquakes in a 50-year period is estimated at the site. On the other hand, based on studies of the geological is determined profile of the slope geometry, physical and resistance parameters to the landslide susceptible. Then using the modeling software in FLAC 2D 5.00 elasto-plastic structural models, with failure criteria Mohr – Coulomb, stress-strain behavior of the soil has been examined to pseudo-dynamic method. A base position at the top of the slope is considered and displacement it horizontally to reach the maximum possible acceleration is calculated and recorded. The results of this study indicate that Horizontal displacement followed the landslide, can be occur below the maximum acceleration estimates.
    Keywords: Landslid, Komrud, Peak Acceleration, slope Stability, semi dynamic
  • Akbar Cheshomi Page 3587
    Soil classification is one of the major parts of geotechnical studies. So assessment of existing methods for soil classification in different areas is important. For soil classification is used in situ and laboratory test results. Sampling and identification tests are laboratory methods for soil classification. CPTu test is in situ method for soil identification and classification, due to accuracy and speed, this test is used widely in geotechnical study today. Many researchers are proposed some charts for soil classifications based on the parameters measured in CPTu test. In this paper for evaluation the performance of these methods, 58 CPTu test results have been used. These tests are related to four areas in southern Iran. The soils are classified by CPTu methods and then they are compared with 372 laboratory soil classification. Research results show the chart proposed by Robertson (1990) which based on Qt, Ft and Bq variables has the best adaptation with the laboratory soil classification in these studied areas. Then according to data obtained from research, proposed a modified charts based on Rf, qt-u0/σ΄ v , that show 90% adaptation with laboratory soil classification.
    Keywords: CPTu, Soil classification, Southern Iran alluvium
  • N. Salimi, M. Fatemiaghda, M. Teshnehlab, Y. Sharafi Page 3601
    Landslides are natural hazards that make a lot of economical and life losses every year. Landslide hazard zonation maps can help to reduce these damages. Taleghan watershed is one the susceptible basin to landslide that has been studied. In this paper, landslide hazard zonation of the study area is performed at a scale of 1:50,000. To achieve this aim, layers information such as landslides distribution, slope, aspect, geology (lithology), distance from the faults and distance from rivers using artificial neural network-based Radial Basis Function (RBF) and perceptron neural network (MLP), has been studied. Principal of RBF method is similar to perceptron neural network (MLP), which its ability somewhat has been identified up to now and there are several structural differences between these two neural networks. The final results showed that the maps obtained from both methods are acceptable but the MLP method has a higher accuracy than the RBF method.
    Keywords: Landslide hazard zonation, Taleghan, intelligent systems, artificial neural network, artificial neural networks, Perceptron, RBF, MLPLandslide hazard zonation, Taleghan, intelligent systems, artificial neural network, artificial neural networks, Perceptro
  • Page 3628
    The Bakhtiari dam has located on Bakhtiari River in province of Lorestan. In order to access the crest of the dam, the excavation of a spiral tunnel is being studied. There are other access tunnels which are branched from this tunnel in different levels and are connected to grout galleries. According to the fact that this tunnel will also be used during the operation of the dam,The correct determination of mechanical parameters of rock masses for tunnel design and stability Analysis is very important. In order to analyse the stability of the underground rock structures, the mechanical and engineering parameters of the rock mass must be known. Accurate rock mass properties can only be obtained from large in situ tests. Such tests are seldom carried out as they are very expensive and time consuming. Sensitivity analysis of parameters can be applied for the optimisation of testing schemes. Sensitivity analysis helps to avoid mistakes due to subjective conjecture. In this article, after the introduction of regional geology and determination critical section on the tunnel path, the mechanical parameters of the rock mass surrounding the tunnel are modelled and analyzed by using FLAC3D software (numerical finite difference method). Parameters conducted in the analysis include the elasticity modulus (E), cohesion of the rock mass (C), friction angle (ϕ), coefficient of lateral stress (K) and tensile strength (&sigmat). Ultimately, according to the result of numerical modelling and parametric analysis, parameters affecting the stability are prioritized. The result of analysis showed that in this project, tensile strength of the rock mass does not affect the stability of the tunnel, and Also, in order of priority, E, ϕ, C, k parameters are important in design. The amount of field tests for rock parameters can be rationalised according to their sensitivity factors.
    Keywords: Bakhtiari dam, Spiral tunnel, FLAC3D, Finite difference, Parametric analysis
  • Hadi Atapour Page 3649
    The Schmidt hammer provides a quick and inexpensive measure of surface hardness that is widely used for estimating the mechanical properties of rock material such as uniaxial compressive strength and Young’s modulus. On the other hand, Schmidt rebound hardness can be used for a variety of specific applications. In the mining industries, it is used to determine the quality of rock, which is common practice when constructing rock structures such as those found in long wall mining, room and pillar mining, open-pit mining, gate roadways, tunnels, dams, etc. However, a number of issues such as specimen dimensions, water content, hammer type, surface roughness, weathering, testing, data reduction and analysis procedures continue to influence the consistency and reliability of the Schmidt hammer test results. This paper presents: a) a critical review of these basic issues and b) avaluate the effect of temperature, moisture and uniaxial compressive stress on Schmidt hammer hardness. It was found that water content has a significant effect on the Schmidt rebound hardness (SRH) of rocks. So that increase of water content substantially reduced the SRH of samples. Temperature also had a considerable influence on the SRH. However, relationship between SRH decreases with increasing temperature for tested samples were linear. Also tests results showed that uniaxial loading of samples increases the SRH values.
    Keywords: Schmidt rebound hardness, water content, temperature, uniaxial compressive stress
  • Amin Keshavarz, Mehdi Nemati Page 3667
    In this paper, the bearing capacity of strip footings on fiber reinforced granular soil has been studied. The stress characteristics or slip line method has been used for the analysis. In the selected failure criterion, the orientation of the fibers are isotropic and fibers are not ruptured. Seismic effects have been considered in the equilibrium equations as the horizontal and vertical pseudo-static coefficients. The equilibrium equations have been solved using the finite difference method. The provided computer code can solve the stress characteristics network and calculate the bearing capacity. The bearing capacity has been presented as the bearing capacity factors due to the unit weight of the soil and surcharge. Several graphs have been prepared for the practical purposes. Also, a closed form solution has been presented for the bearing capacity factor due to the surcharge. By the parametric studies, the effects of the geometry and soil properties have been investigated. Results show that the bearing capacity increases with an increase on the average concentration and aspect ratio of the fibers, the fiber/matrix friction angle and the soil friction angle. Furthermore, the extent of the failure zone is increased with increasing the pseudo-static coefficients and decreasing the surcharge.
    Keywords: bearing capacity, fiber reinforced soil, seismic, stress characteristics method