فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال هشتم شماره 3 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • امیر سلطان علیزاده، احمد رمضان زاده، محمد اسماعیل جلالی صفحات 2239-2260
    بحران مالی دنیا در طی سال های اخیر باعث افزایش قیمت بسیاری از کالاها از جمله مواد هیدروکربوری شده است. این اتفاق بار دیگر اهمیت استراتژیک ذخیره سازی نفت خام را نشان می دهد. با عنایت به جایگاه ویژه نفت در اقتصاد ملی کشور، توسعه صنعت ذخیره سازی می تواند یکی از راهکارهای کنترل این گونه بحران ها باشد. ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام در سازه های مصنوعی (شامل مغارهای سنگی، مغارهای نمکی و معادن متروکه) و ساختارهای طبیعی (شامل میادین تهی شده نفت و گاز، سفره های آب های زیرزمینی و غارهای طبیعی) امکان پذیر است. از بین این روش ها، طبیعا روشی مناسب تر است که سازگاری بیشتری با شرایط منطقه ذخیره سازی داشته باشد. در ایران به دلیل وجود غارهای طبیعی بسیار، ذخیره سازی نفت خام در درون غارهای طبیعی جزء گزینه های مناسب به نظر می رسد. بدیهی است اگر به جای حفر مغارها، از غارهای طبیعی برای ذخیره سازی استفاده شود، هزینه ی حفر مغار از هزینه های احداث مغار حذف می شود. در مقاله حاضر به منظور انتخاب غار مناسب برای ذخیره سازی نفت خام، غارهای طبیعی بر اساس معیارهای مختلف و با استفاده از ترکیبی از دو روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) و شباهت به گزینه ایده آل (TOPSIS) مورد بررسی قرار گرفته و گزینه مستعد انتخاب شده است. لازم به ذکر است وزن معیارها بر اساس نظرسنجی از افراد باتجربه در زمینه ذخیره سازی تعیین شده است. بر این اساس غار رودافشان به عنوان غاری مناسب برای ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام انتخاب شد. این غار در شمال شرق استان تهران و در شهرستان فیروزکوه قرار گرفته و دارای 3 تالار بوده که جزء بزرگترین تالارها در میان غارهای ایران می باشد. به طور کلی می توان گفت حجم نفت خام قابل انباشت در غار مذکور در حدود 000،250 متر مکعب تخمین زده می شود.
    کلیدواژگان: ذخیره سازی نفت خام، غارهای طبیعی، FAHP، TOPSIS
  • نادر شریعتمداری، محمد مهدی یزدان پناه، سعید سعیدی جم صفحات 2261-2276
    نمک موجود در ĩب دریا، گنبد های نمکی یا شیرابه ی پسماند های شهری می تواند بر پارامتر های هیدرو– مکانیکی بنتونیت به عنوان مصالح ĩب بند در مراکز دفن پسماند های هسته ای و روکش لندفیل ها تاثیر بگذارد. این گزارش به بررسی تاثیر نمک سدیم کلرید روی حدود اتربرگ، تورم، تحکیم و نفوذپذیری بنتونیت می پردازد. ĩزمایش تورم و تحکیم روی نمونه ها، توسط دستگاه ادئومتر موجود در دانشگاه علم و صنعت ایران برای محلول سدیم کلرید با غلظت های صفر، 05/0، 1/0، 5/0 و 2 مولار صورت گرفته است. با توجه به نتایج به دست ĩمده، افزایش اندک غلظت نمک محلول نیز موجب کاهش پتانسیل تورم بنتونیت به میزان قابل توجهی خواهد شد، به طوری که تورم بنتونیت با افزایش غلظت از ĩب خالص تا محلول سدیم کلرید با غلظت 2 مولار از حدود 82 درصد به حدود 5/1 درصد کاهش می یابد. حد روانی و پتانسیل خمیری بنتونیت نیز با افزایش غلظت محلول کاهش می یابد اما حد خمیری بنتونیت تغییر قابل توجهی نمی کند. زمان به تعادل رسیدن تورم و تحکیم نمونه ها با توجه به افزایش نفوذپذیری با افزایش غلظت محلول کاهش می یابد. نفوذپذیری بنتونیت در مرحله ی تورم با افزایش غلظت محلول از ĩب خالص تا محلول 2 مولار حدودا 7 برابر افزایش می یابد. تراکم پذیری نمونه ها نیز با افزایش غلظت نمک محلول کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نمک سدیم کلرید، بنتونیت، تورم، تحکیم، نفوذپذیری
  • فهیمه صالحی متعهد، ناصر حافظی مقدس، محمد غفوری، غلامرضا لشکری پور صفحات 2277-2300
    استان خراسان رضوی یکی از پرقنات ترین استانهای کشور است و شهر مشهد واقع در مرکز این استان بر روی قنوات متروکه به سمت غرب گسترش پیدا کرده است. بار ناشی از سازه های بلند مرتبه ساخته شده بر روی مسیر قنوات قدیمی، می تواند باعث بر هم زدن تعادل قنوات و فروریزش قنات و در نتیجه نشست زمین گردد. در این مقاله پس از شناسایی قنوات شهر مشهد به کمک عکسهای هوایی و بررسی عوامل تاثیر گذار بر ناپایداری قنات، تحلیل پایداری مجرای زیرزمینی قنات در غرب شهر با استفاده از نرم افزار Plaxis انجام گردیده است. مدلسازی با توجه به شرایط ژئوتکنیکی منطقه، عمق قنات، شرایط سیستم نگهدارنده مجرای قنات و میزان بار وارده از سازه های فوقانی انجام گردیده و گسترش زون پلاستیک در محیط خاک اطراف تونل زیرزمینی قنات مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش عمق مجرای زیرزمینی قنات، نرخ گسترش زون پلاستیک در محیط خاک کاهش یافته و تاثیر وجود پوشش نگهدارنده در گسترش زون پلاستیک کمتر می شود. همچنین به ازاء هر 2/1 متر افزایش عمق، تحمل قنات قبل از فروریزش معادل بار وارده از ساختمان یک طبقه افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: شهر مشهد، فروریزش قنات، نرم افزار Plaxis، گسترش زون پلاستیک
  • سیدمحمود فاطمی عقدا، وحید باقری، محمدرضا مهدویفر صفحه 2301
    در این مقاله یکی از روش های جدید پهنه بندی خطر زمین لغزش های ناشی از زلزله(CAMEL) برای پیش بینی این نوع از زمین لغزش ها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور محدوده تحت تاثیر زلزله سرعین (سال 1375) جهت منطقه الگو انتخاب شده است. در این روش که روش محاسبه با واژه ها (Computing with words) نامیده می شود، سیستم های منطق فازی بکار گرفته شده است. محاسبه با واژه ها روشی برای پیشرفت مدل سازی خطر زمین لغزش های ناشی از زلزله در مقیاس منطقه ای فراهم می کند، که در واقع روشی حد فاصل برای تبدیل و استفاده از زبان گفتاری انسان به جای اعداد در محاسبات و استدلال است. ابتدا اطلاعات لازم شامل فاصله به هم ریختگی، رده زمین، رطوبت، شدت زلزله، زاویه شیب، ارتفاع دامنه، عمق خاک، ناهمواری دامنه و پوشش گیاهی با استفاده از عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای LANDSAT، سنجش از دور(RS)، نقشه های موجود و بازدیدهای محلی از منطقه مورد مطالعه جمع آوری شده است. این داده ها با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی رقومی و وزن دهی شده اند و سپس با استفاده از برنامه CAMEL، میزان خطر و تراکم زمین لغزش های ناشی از زلزله محاسبه گردیده است CAMEL چارچوب جامعی را برای مدل سازی همه انواع زمین لغزش های ناشی از زلزله با به کار گیری سامانه اطلاعات جغرافیائی فراهم می کند. در نهایت مقایسه زمین لغزش های پیش بینی شده با استفاده از روش مذکور و زمین لغزش های رخ داده ناشی از زلزله سرعین انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: کلمات کلیدی: زلزله، زمین لغزش ناشی از زلزله، منطق فازی، پهنه بندی خطر منطقه ای، سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS)
  • احمدرضا مظاهری، علی نورزاد، محمدرضا امام صفحه 2329
    دراحداث هسته سدهای خاکی، به خاکی با خاصیت خمیری نسبتا بالا و ضریب نفوذپذیری کم نیاز است عنداللزوم خاک با خواص مذکور از منابع قرضه نزدیک سد تامین میشود. لیکن در بعضی مناطق خاک رس با چنین خصوصیاتی برای ایجاد هسته در دسترس نمی باشد. هسته سد خاکی دوستی واقع در استان خراسان رضوی از مصالح رسی سیلتی با خاصیت خمیری پایین بوده و محتملا از این قاعده مستثنا نیست. در این مقاله ابتدا نحوه بررسی پتانسیل ترک خوردگی سدهای خاکی با هسته دارای پلاستیسیته کم با تکیه بر اصول مکانیک خاک حالت بحرانی بیان می شود و سپس پایداری داخلی سد دوستی با استفاده از این روش مورد بررسی قرار گرفته و مناطق یکه مستعد ترکخورگی هستند بر مبنای معیار های مربوطه شناسایی شده اند. نتایج این تحقیق نشان میدهند که براساس این روش، دو ناحیه در بالای هسته سد دارای پتانسیل ترک خوردگی می باشند.
    کلیدواژگان: ترک خوردگی سد، هسته سد با درصد نشانه خمیری کم، سددوستی، حالت بحرانی، FLAC
  • مریم هادی، رسول اجل لوییان، امیر حسین صادقپور صفحه 2345
    یکی از راه های کاهش نشت از زیر هسته سد های خاکی استفاده از یک لایه رسی با نام «رس تماسی» با نفوذپذیری بسیار کم و شاخص خمیری متوسط تا بالا و اتصال آن به تکیه گاه ها و هسته میانی سد است. از آنجا که اکثر منابع قرضه در دسترس سد های خاکی دارای شاخص خمیری پایین هستند و همچنین تهیه رس تماسی با شاخص خمیری بالا ازمنابع قرضه دیگر در بیشتر موارد مقرون به صرفه نمی باشد، در این راستا افزودن بنتونیت به رس منبع قرضه جهت بهبود خواص مهندسی آن، راهکار مناسبی می باشد. در پژوهش حاضر تاثیر افزودن درصد های مختلف بنتونیت بر ویژگی های ژئوتکنیکی خاک های ریز دانه منبع قرضه سد چشمه زنه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزودن بنتونیت به این خاک ها علاوه بر کاهش ضریب نفوذپذیری سبب کاهش ضریب تحکیم، دانسیته خشک حداکثر، عدد ظرفیت باربری کالیفرنیا و... و افزایش رطوبت بهینه، حدود آتربرگ، چسبندگی و... می گردد. در پایان با تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده از این آزمایشات، به منظور بهبود خواص مهندسی رس در محل تماس هسته با کف و تکیه گاه ها، درصد بهینه ای برای بنتونیت مصرفی ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: خاک ریز دانه، بنتونیت، هسته رسی، رس تماسی، شاخص خمیری
  • علیرضا یاراحمدی، سلیمان کاک ممی، جواد غلام نژاد، محمد تقی صادقی، مجید مبینی صفحه 2371
    اندازه گیری درجای هندسه ناپیوستگی ها در توده های سنگی به روش دستی، غالبا کند و پرهزینه می باشد. همچنین در بسیاری از موارد، قسمت بزرگی از رخنمون سنگ دور از دسترس بوده و برداشت آن خطرناک است. بنابراین دستیابی به روشی سریع و ایمن جهت بدست آوردن پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها ضرورت دارد. برای این منظور، تکنیک های توسعه یافته در حوزه پردازش تصاویر دیجیتال بسیار کارآمد و مفید می باشند. در این مطالعه، یک روش خودکار برای تعیین هندسه ناپیوستگی-ها با استفاده از تصاویر دیجیتالی بدست آمده از رخنمون توده سنگ، ارائه می شود. از مزایای این روش نسبت به روش های دستی می توان به ایمن بودن، کم هزینه بودن، کم وقت گیر بودن، داشتن توانایی برداشت تمامی درزه ها، رخ دادن خطای کمتر و حذف خطای انسانی در بدست آوردن داده ها اشاره کرد. در طی پیاده سازی مراحل سیستم آنالیز خودکار هندسه ناپیوستگی ها، ابتدا فیلترهای متنوعی بر روی تصاویر دیجیتالی به منظور حذف نویز و بهبود تصاویر اعمال می شود. سپس با توجه به میزان اختلاف سطح خاکستری ناپیوستگی ها با زمینه رخساره، ناپیوستگی های موجود در رخساره سنگ توسط آشکارساز کنی، آشکارسازی می-شوند. در ادامه از تبدیل هاف برای توصیف ناپیوستگی ها بر حسب مختصات قطبی استفاده می شود. در مرحله بعد با استفاده از روش های فازی، تعداد و مرکز دسته درزه ها و اعضای هر دسته درزه به صورت خودکار مشخص می شود. در نتیجه پیاده سازی این الگوریتم برخی از مشخصه های هندسه ناپیوستگی ها نظیر زاویه اثر، فاصله داری، چگالی درزه داری و تداوم ناپیوستگی ها بدست آمده و شاخص کیفیت سنگ (RQD)، در هر راستای دلخواه بدست می آید. این روش می تواند به عنوان تکنیکی برای برداشت منظم درزه ها و ساخت یک پایگاه بزرگ و دائمی برای تعیین خصوصیات هندسی توده های سنگی به شمار رود.
    کلیدواژگان: هندسه ناپیوستگی ها، پردازش تصویر دیجیتال، آشکارساز کنی، تبدیل هاف، روش های فازی
|
  • A. Soltanalizadeh, A. Ramezanzadeh, Me Jalali Pages 2239-2260
    The world financial crisis has drastically raised the costs of hydrocarbon materials. This simply manifests the strategic significance of crude oil storage. Regarding the special rank of the oil in Iran’s economy، storage industry development can be one of the solutions to control such a crisis. Underground storage of crude oil in synthetic structures (rock caverns، salt caverns، and obsolete mines) and natural structures (depleted fields of oil and gas، underground water resources، and natural caves) is possible. Among these possibilities more adaptable to the environment is the most appropriate. Due to the existence of many caves in Iran، crude oils storage in natural caves is a proper option. It is clear that if natural caves are used instead of caverns، much can be saved. The present article intends to choose a proper cave for crude oil storage through studying the natural caves based on a combination of fuzzy analytical hierarchy process (FAHP) and technique for order performance by similarity to idea solution (TOPSIS). The likely option is chosen. Roudafshan Cave is considered appropriate for crude oil underground storage based on several qualitative and quantitative criteria including tourism and environment protection regulations، capacity، distance from both main pipes of crude oil transfer and country''s major petroleum factories. It should be noted that these criteria are ranked by an experienced team. This cave is located in the north east of Tehran in Firoozkooh and has three passageways which are among the largest ones in the country. Generally، its capacity is estimated to be about 250،000 square meters
    Keywords: Crude Oil Storage, Natural Caves, FAHP, TOPSIS
  • N. Shariatmadari, M.Mehdi Yazdanpanah, Saeid Saeidijam Pages 2261-2276
    Saline sea water، groundwater into salt domes or municipal waste leachate can affect hydro-mechanical properties of bentonite as a sealing material in nuclear waste repositories or landfills. This paper investigated the effect of sodium chloride solution on Atterberg’s limit، swelling، consolidation and permeability of bentonite. Swelling and consolidation test had been done at 0. 05، 0. 1، 0. 5 and 2 molar solution and pure water by oedometer apparatus in Iran University of Science and Technology. Considering the results، it can be seen that a little increase in concentration of the solution reduces swelling of bentonite. So that the swelling potential of bentonite reduced from about 82% to about 1. 5% by increasing in concentration of the solution from pure water to 2 molar solution. Liquid limit and plastic index of bentonite were reduced by increasing concentration of the solution but plastic limit was not changed significantly. Meanwhile increased concentration of the solution will facilitate reaching equilibrium for swelling and consolidation of the samples which occur due to their enhanced permeability. Permeability of bentonite increased about 7 times by increasing in concentration of solution from pure water to 2 molar solutions. Also، the Compressibility of bentonite was reduced by increasing in concentration of sodium chloride in the solution.
    Keywords: Sodium Chloride, Salt, Bentonite, Swelling, Consolidation, Permeability
  • Fahimeh Salehi, N. Hafezi Moghadas, M. Ghafoori, Gr Lashkaripour Pages 2277-2300
    Khorasan Razavi province is one of the areas with many chains of Qanat and Mashhad city in the center of this province has developed on areas with Qanat in the west direction. Loads caused by tall buildings and structures that built on old Qanats can make Qanats unstable and consequently Qanat collapse can lead to ground settlement. This paper deals with identifying the exact locations of Qanat chains by aerial photographs and evaluating the main factors that cause Qanat collapsing. Moreover the stability of Qanat was evaluated in numerical modeling by Plaxis software. The geotechnical data، Qanat depth، Qanat lining system and vertical load was used in modeling and after that، the extension of plastic zone around the Qanat underground tunnel was analyzed. The results of this research show that the rate of plastic zone extension and the influence of lining in Qanat stability decreases by increasing in the Qanat depth. As it is estimated while Qanat depth increases as much as one meter، it can tolerate more pressure as much as loads induced by a one-storey building.
    Keywords: Mashhad city, Qanat collapse, Plaxis software, extension of plastic zone
  • Sm Fatemiaghda, V. Bagheri, Mr Mahdavi Page 2301
    In the present study، landslides occurred during 1997 Sarein، Iran earthquake are discussed and evaluated. In order to meet the objectives، the Computing with Words (CW)، an approach using fuzzy logic systems in which words are used in place of numbers for computing and reasoning is applied. Firstly، the necessary information which include disturbance distance، ground class، moisture، shaking intensity، slope angle، slope height، soil depth، terrain roughness، and land-use have been collected using air photos، LANDSAT satellite images، geological and topographic maps، and site investigation of the studied region. The data is digitized and weighted using ARCGIS software. At the next step، the hazard rate and predicted areal concentrations of landslides with respect to their types are calculated using CAMEL software (Miles & Keefer، 2007). CAMEL provides an integrated framework for modeling all types of earthquake-induced landslides using geographical information system (GIS). Finally، landslides hazard map is compared to landslides triggered by Sarein earthquake.
    Keywords: Earthquake, Seismic landslides, Fuzzy logic, Regional landslide hazard zonation. CAMEL
  • Ahmad Reza Mazaheri, Ali Noorzad, Mr Emam Page 2329
    In the construction of earth dams، it is preferable to use soil with relatively high plasticity index and low permeability، if such soil can be provided from resources near the dam. But in some regions، the existing clayey soil does not have appropriate plasticity (i. e. silty – Clay) for the construction of the core، and using such soil can endanger the internal instability of the dam. The core of Doosti earth dam located in Khorasan Razavi province has been constructed from silty-clay materials. In the present paper، a method for evaluation of the potential for cracking in low-plasticity clay cores of earth dams is first introuduced. This method is then used to examine the potential for cracking in the Doosti dam in northeast of Iran. Results indicate that according to the mentioned criterion، two regions in the upper section of the core are capable to cracking
    Keywords: Internal instability, Low plasticity index, Doosti dam, Critical State, FLAC software
  • Maryam Hadi, Rasol Ajalloeian, Amir Hossein Sadeghpour Page 2345
    One way of reduction of leakage from beneath of earth dams is using of one contact clay layer with very low permeability and intermediate to high plastisity and connectig it to core of dam. Since، most of fine-grained soil in environtment of dam have low plastisity and preparing it from another place is not economic، use of bentonite in order to improvement of engineering characteristic of borrowed clay is suitable way. In this search effect of bentonite on geotechnical properties of fine-grained soils with low plastisity are evaluated. Results of this research show that hydraulic conductivity، consolidation coefficient، dry density، colifornia bearing ratio (CBR)، …are decreased with increase in bentonite content but optimum moisture، Aterberg limits، cohession and so on are increased with bentonite addition. Finally، with analysis of obtained result، optimum percent of bentonite is offered in order to improve of engineering properties of used clay in contact region.
    Keywords: Fine, grained soil, Bentonite, Clayey Core, Contact clay, Plastisity index
  • Ar Yarahmad, S. Kakamami, J. Gholamnejad, Mt Ssadeghi, Majid Mobini Page 2371
    The in situ measurement of discontinuity geometry of rock mass exposures is a time consuming and sometimes hazardous process. Moreover، a large proportion of the exposure is often inaccessible. Thus، a fast and safe tool is required in order to acquire the information which characterizes the geological/structural regime. Digital image processing techniques provide the necessary tools for realizing this goal. This paper presents a methodology for automated discontinuity trace detection in digital images of rock mass exposures. In this study at first based on difference in gray level discontinuities with the face، fracture traces detected in images of rock face. Then some parameters of discontinuities geometry such as spacing، linear joint density، persistence، trace angle of joints and value of RQD are obtained. The Automated discontinuity geometry analysis system including: 1- Providing a digital image from rock face 2- The pre-processing on the images 3- Detection of edge or joint traces by the canny detector 4- Description of the edges using line detector by the Hough transform 5- The joint sets estimation using fuzzy methods and 6- Description the rock mass geometry properties.
    Keywords: discontinuity geometry, digital image processing, canny detector, Hough transform, fuzzy methods