جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "anisotropy" در نشریات گروه "زمین شناسی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «anisotropy» در نشریات گروه «علوم پایه»-
شاخص شکنندگی یکی ار پارامترهای مهم در مهندسی سنگ است که بر قابلیت حفاری سنگ ها در پروژه های مختلف ژیوتکنیکی مانند تونلها، مغارها، سدها، چاه های نفت و گاز، ترانشه جاده ها و معادن سنگ ساختمانی تاثیر گذار است. بررسی قابلیت حفاری سنگ ها قبل از عملیات حفاری می تواند کمک قابل توجهی به برنامه ریزی و مدیریت اجرای پروژه های ژیوتکنیکی داشته باشد که این منجر به صرفه جویی زمان و هزینه عملیات اکتشافی خواهد شد. در این مقاله قابلیت حفاری دو نمونه ماسه سنگ لامیناسیون دار (با فواصل لامیناسیون متفاوت) بر اساس شاخص شکنندگی با در نظر گرفتن جهت و فواصل لامیناسیون بررسی شده است. به این منظور با تهیه مغزه های استوانه ای شکل، مقاومت فشاری تک محوری و مقاومت کششی برزیلی نمونه های ماسه سنگ در زوایای لامیناسیون (β) °0، °30، °45، °60 و °90 تعیین و سپس بر اساس نتایج این مقاومت ها، مقادیر شاخص شکنندگی در βهای مختلف محاسبه شدند. بر اساس تجزیه و تحلیل داده ها، جهت لامیناسیون نقش بسزایی در قابلیت حفاری دارد به طوری که در βهای °30 و °90 به ترتیب آسان ترین و سخت ترین شرایط قابلیت حفاری حاصل شده است. همچنین نتایج حاکی از آن است که نمونه ماسه سنگ با فواصل لامیناسیون کمتر در مقایسه با نمونه ماسه سنگ دیگر، شرایط مناسبتری از لحاظ قابلیت حفاری داشته است. در پایان، یافته های پژوهش حاضر می تواند در عمل برای پروژه های ژیوتکنیکی که برای اجرای آنها نیاز به حفاری در سنگهای لامیناسیون دار است، مفید و کارآمد باشد.
کلید واژگان: ماسه سنگ, لامیناسیون, شاخص شکنندگی, قابلیت حفاری, ناهمسانگردیBrittleness index is one of the important parameters in rock engineering, which affects the drillability of the rocks in various geotechnical projects such as tunnels, caves, dams, oil and gas wells, road trenches, and building stone quarries. Investigating the drillability of the rocks before drilling operations can significantly help planning and managing the implementation of geotechnical projects, which will save time and cost of exploration operations. In this paper, the drillability of two laminated sandstone samples (with various lamination spacing) has been investigated based on the brittleness index, considering the orientation and spacing of lamination. For this purpose, after preparing cylindrical cores, uniaxial compressive strength and Brazilian tensile strength of sandstone samples at lamination angles (β) of 0°, 30°, 45°, 60°, and 90° were determined. Next, based on the results of these strengths, the brittleness index values were calculated in the various βs. Based on the data analysis, lamination orientation plays a significant role in the drillability, so that the easiest and hardest drilling conditions are obtained at β of 30° and 90°, respectively. Also, the results indicate that the sandstone sample with lesser lamination spacing had more suitable conditions in terms of drillability compared to other sandstone samples. In the end, the findings of the present research can be useful and efficient in practice for geotechnical projects that require drilling in laminated rocks.
Keywords: Sandstone, Lamination, Brittleness index, Drillability, Anisotropy -
مطالعه پارامترهای ناهمسانگردی ارتباط میان ساختارهای سطحی و فرایندهای دینامیکی در ساختار هایی با عمق بیشتر را مشخص می نمایند. تعیین ناهمسانگردی لرزه ای در لیتوسفر و استنوسفر با استفاده از شکل موج زمین لرزه در دو دهه اخیر اهمیت بیشتری پیدا کرده است. بدین منظور از بررسی برخی از فاز های لرزه ای تولید شده توسط زمین لرزه که متاثر از حرکت پرتو در لایه های مختلف زمین می باشد، تعیین پارامترهای ناهمسانگردی و تحلیل رابطه ی آن با زمین ساخت منطقه استفاده می شود. فازهای لرزه ای که به طور گسترده در تعیین پارامتر های ناهمسانگردی موج برشی، به دلیل عدم نیاز به تصحیحات پیچیده، مورد توجه قرار گرفته اند عبارتند از : Ps، SKS، SKKS و Sg. چنانچه اندازه ی پارامتر فیزیکی سرعت موج لرزه ای در جهات مختلف اندازه گیری یکسان نباشد، در آن صورت محیط مورد مطالعه نسبت به این پارامتر، ناهمسانگرد خوانده می شود. جدایش موج برشی برای تشخیص ناهمسانگردی های جانبی در مسیر موج برشی موثر است اما از نقص ذاتی آن عدم وجود تفکیک عمقی یا عمق ناهمسانگردی است. در صورتیکه منشاء شکل گیری موج لرزه ای مورد بررسی، به درستی مشخص باشد این نقیصه پوشش داده می شود و می توان از آن برای تخمین عمق ناهمسانگردی سرعتی در پوسته و گوشته فوقانی استفاده نمود. در این مطالعه ابتدا اثر پوشش سمتی نامناسب در شبیه سازی رویداد های رسیده به ایستگاه های لرزه نگاری باند پهن منطقه کرمان و بندرعباس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بکارگیری تکنیک جدید برای حل این مشکل، سبب بهبود 2 درجه برای راستای ناهمسانگردی و 0.2 ثانیه برای بزرگی ناهمسانگردی شده است.
کلید واژگان: موهو, ناهمسانگردی, پوشش آزیموتی, پوسته تحتانی, موج برشی PsSeismic velocity changes and shear wave anisotropy analysis can provide insights into deep structures. In multi-layered structures, cosine moveout pattern of radial component is observed for converted Ps phase. The method to calculate anisotropy parameters in layered structures has been developed by Ruempker et al. (2014). Some seismic stations do not have enough coverage in some azimuths, and we can split parameters (φ, δt) by fitting the best curve on Ps arrivals using the grid-search method. In this study, using synthetic data, the effect of the azimuth coverage is investigated and the sensibility of the results is also examined.
Keywords: Moho, Anisotropy, Receiver function, Shear wave, Azimuthal coverage, Lower crust, Back azimuth, Grid search -
استفاده از پدیده اثر کایزر طی آزمایش انتشار آکوستیک یک روش نوین به منظور محاسبه میزان تنش برجا در سنگ است که به علت کاهش چشم گیر در هزینه و زمان محاسبه تنش برجا، استفاده روزافزونی داشته است. نسبت فلیسیتی معیار دقیق و مناسبی برای بررسی میزان دقت و وضوح در محاسبه اثر کایزر است. عوامل متعددی بر دقت محاسبه تنش اثر کایزر تاثیر دارند. این مقاله تاثیر آنیزوتروپی روی اثر کایزر در سنگ را بررسی می کند. بدین منظور انتشار آکوستیک روی نمونه های تک محوره از جنس فیلیت با زوایای آنیزوتروپی مختلف ارزیابی می شود. اثر کایزر سنگ فیلیت برای زوایه های 0، 30، 60 و 90 درجه محاسبه می شود. نتایج آزمایش نشان می دهند که در همه نمونه ها با زوایای آنیزوتروپی مختلف میزان نسبت فلیسیتی به یک نزدیک است و مقادیر نسبت فلیسیتی در زوایای مختلف آنیزوتروپی اختلاف چندانی با یک دیگر ندارند. هم چنین دقت آزمایش های تک محوره برای تعیین اثر کایزر بالا است.
کلید واژگان: انتشار آکوستیک, اثر کایزر, سنگ آنیزوتروپ, نسبت فلیسیتی, سنگ فیلیتThe utilize of Kaiser effect during acoustic emission testing is a novel approach for computing the amount of stress in the rock, which has been tremendously exploited due to the immense reduction in the cost and time of determining the in-situ stress. The Felicity ratio is a precise and appropriate criterion for assessing the accuracy in the evaluation of the Kaiser effect. Numerous factors influence the accuracy of the Kaiser effect. This paper investigates the effect of anisotropy on the Kaiser effect on the rock. For this purpose, acoustic emission effect in the unconfined compression test on the Phyllites specimens with various angles of anisotropy (0, 30, 60, and 90°) has been conducted. The results demonstrate that in all unconfined compression tests, the Felicity ratio of acoustic emission is close to one. In other words, the anisotropy does not have a significant effect on the values of the Felicity ratio. In addition, the results show that the unconfined compression tests are more accurate in determining the Kaiser effect.
Keywords: Acoustic emission, Kaiser effect, Anisotropy, Felicity ratio, Phyllites -
Salt crystallization can severely damage anisotropic foliated rocks, therefore it is necessary to have an understanding of crystallization process. The present study was conducted to investigate the effect of salt crystallization on Arakʾs calcareous slates, as anisotropic rocks of Mesozoic. To compare salt crystallization weathering (EN 12370 norm was used up to 30 cycles) with natural weathering conditions, some samples were exposed to natural weathering conditions for 12 months. The samples exposed natural condition were tested every 3 months. The measurements show a decrease in physical and strength properties with an increase salt crystallization cycles. At the end of cycle 30, the average weight, ultrasound wave velocity, uniaxial compressive strength (σc), Brazilian tensile strength (σt), and point load index value (Is) of the samples were reduced by 0.32%, 11.52%, 23.72%, 32.15%, and 16.09%, respectively. In comparison, after about 12 months of exposure to natural climatic conditions, these values were 0.18%, 8.84%, 12.64%, 22.23%, and 15.04%, respectively. To establish a relationship between salt crystallization and natural weathering conditions, weathering ratio (WR) was presented. The results of this study can be used to predict the behavior of the anisotropic slates of Arak, upon which the city is planned to be developed.Keywords: Salt crystallization, Natural weathering, Anisotropy, Calcareous slate, Arak
-
هدف از این مطالعه بررسی تاثیر ناهمسانگردی بر روی رفتار مقاومتی و الگوهای گسیختگی اسلیت های منطقه بروجرد در آزمایش برزیلی می باشد. به این منظور تعداد 6 بلوک از نقاط مختلف واقع در شمال و شرق بروجرد انتخاب شده است. بعد از آماده سازی نمونه ها و ارزیابی خصوصیات سنگ شناسی و فیزیکی آن ها، آزمایش مقاومت کششی برزیلی در 7 زاویه ناهمسانگردی (زاویه بین جهت بارگذاری و سطح ناهمسانگردی) شامل صفر، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه بر روی نمونه های دیسکی شکل انجام شده است. نتایج نشان می دهد که برای تمامی نمونه ها، حداکثر مقاومت کششی برزیلی در زاویه 90 درجه حاصل شده است. در حالی که کمترین مقاومت کششی در زوایای 15 و 30 درجه مشاهده شده است. هم چنین شاخص ناهمسانگردی برزیلی برای تمامی نمونه ها تعیین شده است. مشاهده الگوهای گسیختگی نمونه ها بعد از آزمایش برزیلی حاکی از وجود سه نوع گسیختگی غالب در جهت ناهمسانگردی (PA)، در عرض ناهمسانگردی (AA) و شکستگی منحنی شکل (CF) می باشد. هم چنین زاویه انتقال تغییر نوع گسیختگی غالب از شکستگی در جهت ناهمسانگردی به شکستگی در عرض ناهمسانگردی برای نمونه های مورد مطالعه تعیین شده است. در نهایت، ارتباط بین طول شکستگی ها و مقاومت کششی برزیلی نمونه ها بررسی شده است.کلید واژگان: ناهمسانگردی, مقاومت کششی برزیلی, الگوی گسیختگی, اسلیت, بروجردThis study deal with the effect of anisotropy on strength behavior and failure patterns of Borujerd area slates under Brazilian test conditions. For this purpose, 6 rock blocks were taken from different locations in north and east of Borujerd. After sample preparation and assessment of mineralogical and physical properties, the Brazilian tensile strength test was performed on the disc-shaped samples in 7 anisotropy angles (between the loading direction and anisotropy plane) including 0, 15, 30, 45, 60, 75 and 90°. The results indicate that the maximum BTS is observed at β = 90° for all samples. While, the lowest value of BTS corresponds to anisotropy angles (β) equal to 15° and 30°. The observation of failure patterns of samples after Brazilian test shows that there are three types of dominant failure patterns including parallel to the anisotropy (PA), across the anisotropy (AA) and curved fracture (CF). Transitional angle, which indicates the change in dominant failure pattern from parallel to the anisotropy to across the anisotropy, were also determined. Finally, the relationship between fractures length and Brazilian tensile strength was determined for selected slates.Keywords: Anisotropy, Brazilian tensile strength, Failure pattern, Slate, Borujerd
-
ناهم سانگردی یاآنیزوتروپی در تغییر رفتار مهندسی سنگ نقش مهمی دارد.اسلیت ها به عنوان سنگ های دارای ناهم سانگردی از دیرباز برای سقف شیروانی، کفپوش ها و به عنوان منابع قرضه استفاده می شوند. اسلیت ها ی بررسی شده در این پژوهش آهکی است و بافت پورفیرو-لپیدوبلاستیک دارند. در این بررسی برای تعیین نقش ناهم سانگردی بر مقاومت کششی و الگوی شکستگی، از دو متغیر ψ (زاویه محور مغزه گیری نسبت به سطح فولیاسیون) و β (زاویه بین محور بارگذاری و امتداد فولیاسیون) در آزمایش برزیلی استفاده شد. زوایا هر 15 درجه انتخاب شده اند بدین معنا که برای هم ψ و هم β، هفت زاویه 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه تعریف شده است (برای هر نمونه 43 حالت ممکن وجود دارد). برای نام گذاری و بررسی الگوی های شکستی، 11 الگو پیشنهاد شده است. متوسط مقاومت شکست برای سه ایستگاه تنوع 21/3 تا 94/20 مگاپاسکال را نشان داد. بر اساس نتایج متوسط مقاومت کششی با دانسیته رابطه مستقیم دارد. با مقایسه داده های آزمون کشش برزیلی، مقاومت کششی در حالت اشباع 8/30 درصد کم تر از حالت خشک است. از طرفی طول شکستگی در مقابل ψ و β رابطه عکس نشان داده است. متوسط مقاومت کششی و شاخص ناهم سانگردی نشان دادند که تاثیر زاویه جهت گیری(ψ) بیش تر از زاویه بارگذاری-فولیاسیون (β) است.کلید واژگان: ناهم سانگردی, اسلیت, آزمون برزیلی, الگوی شکستگی, مقاومت کششیRock anisotropy plays an important role in engineering behavior of rocks. Slates are anisotropic rocks which have long been used for gable roof, floor tiles, borrow materials, and other purposes. The slates studied in this research are calcareous and have a porphyro-lepidoblastic texture. To determine the role of the anisotropy on the tensile strength and fracture pattern, two variables including ψ (the core axis angle to foliation) and β (the angle between the axis of loading and foliation) in the Brazilian tests were used. The angles were selected at 15° intervals. Thus, for both ψ and β, seven angles of 0˚, 15˚, 30˚, 45˚, 60˚, 75˚, and 90˚ were selected (i.e., there are 43 possible modes). In order to name and examine the failure pattern, 11 models were proposed. The average value of the failure strength for the three stations varies from 3.21 MPa to 20.94 MPa. Based on the obtained results, there is a direct relation between the average tensile strength and density. A comparison between Brazilian test data under dry and saturation conditions shows that the saturated Brazilian tensile strength is 30.8% less than the dry Brazilian tensile strength. Moreover, the changes in fracture length with the changes in ψ and β indicate an inverse relation. Eventually, the average of tensile strength (σt) and strength anisotropy index (Ia) demonstrates that the influence of orientation angle (ψ) is much larger than that of foliation-loading angle (β).Keywords: Anisotropy, Slate, Brazilian test, Fracture pattern, Tensile strength
-
به منظور مدل سازی فضایی یک متغیر ناحیه ای در یک منطقه یا سایت، ابزار های درون یابی و برآورد گرهای متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، روش درون یابی نوینی با استفاده از تعمیم شبکه تابع پایه شعاعی و با در نظر گرفتن مختصات و ساختار فضایی داده ها ارایه شده است. در این روش، به منظور درون یابی، ابتدا ساختار فضایی و ناهمسانگردی داده ها مورد بررسی قرار می گیرد و با رسم واریوگرام های جهتی، شعاع ها و زاویای چرخش بیضوی ناهمسانگردی تعیین می شود. با استفاده از بیضوی ناهمسانگردی، فضای همسایگی پیرامون هر نقطه و نقاط قرار گرفته در شعاع همسایگی گره های واحد پنهان مشخص می شود و بر پایه میانگین فاصله بین نقاط قرار گرفته در این شعاع، ماتریس کوواریانس و عامل شکل توابع انتقال به دست می آید. ماتریس تعمیم یافته توابع انتقال متشکل از توابع انتقال تصحیح، مختصات گره های واحد پنهان، برای حل ماتریس ضرایب اوزان استفاده و در پایان درون یابی در هر نقطه از شبکه منظم (نقاط نمونه برداری نشده) انجام می شود. به منظور سنجش کارایی این روش، مجموعه داده مصنوعی عیاری به صورت نامنظم در یک فضای سه بعدی مورد مطالعه قرار گرفت و پس از انجام همه مراحل فرایند، درون یابی در این فضا صورت گرفت. اعتبارسنجی متقابل میان مقادیر واقعی و درون یابی شده، بیانگر ضریب همبستگی 87/0 و خط برازش شده میان این مقادیر نزدیک به خط 45 درجه است.
کلید واژگان: درون یابی, شبکه تابع پایه شعاعی (RBF), ناهمسانگردی, ماتریس کوواریانس, عامل شکل, علوم زمینVarious interpolation and estimation tools are used to spatially model a regional variable across an area or site. This paper presents a new interpolation method, using the progressive radial basis function network and taking into account the spatial coordinates of the input data. The procedure starts with the study of the spatial structure and anisotropy of the data, to perform interpolation and determining the radiuses and rotation angles based on the directional variography. Next, the neighborhood radius and neighboring points of each node of hidden unit are determined, using the ellipsoidal anisotropy and the covariance matrix. Then, a shape factor is computed based on half the average distance of all the neighboring sample points. The progressive kernel matrix includes the corrected kernel functions and the coordinates of the nodes in the hidden units utilized to solve the weight matrix. The interpolation was finally performed at each point of regular network (unsampled points). The steps of this interpolation algorithm were evaluated by a synthetic data set, having an irregular 3D pattern. The Cross validation between actual and estimated values have a correlation coefficient of about 0.78 and the fitted line passing through the actual and estimated values is close to 45 degrees.Keywords: Interpolation, Radial basis function (RBF), Anisotropy, Covariance matrix, Shape factor, Geosciences -
بررسی پارامترهای ناهمسانگردی در پوسته فوقانی یکی از روش های مناسب برای بررسی زمین ساخت فعال در منطقه است. بدین معنی که می توان با استفاده از روابط ناهمسانگردی، ارتباط میان رویداد زمین لرزه و فعالیت گسلی خاص و در حالت کلی تر، راستای تنش زمین ساختی حاکم بر منطقه را به دست آورد. چنانچه اندازه یک پارامتر در جهت های متفاوت اندازه گیری یکسان نباشد، در آن صورت محیط مورد بررسی نسبت به این پارامتر، ناهمسانگرد خوانده می شود. محققان ناهمسانگردی لرزه ای در اعماق کم پوسته (10-15 کیلومتر) را نتیجه ای از جهت گیری ترجیحی ریز ترک های قائم می دانند. در پژوهش حاضر با استفاده از فاز برشی Sg، براساس روش تینبای و همکاران ارائه شده در سال 2004، پارامتر های ناهمسانگردی در پوسته فوقانی منطقه محمدآباد ریگان تعیین شده است. زمین لرزه اصلی در ساعت 22:11:58 روز 29 آذرماه 1389 با بزرگی 5/6 در مقیاس امواج گشتاوری (MW) در 52 کیلومتری جنوب شرقی محمد آباد ریگان کرمان و در مرز استان های کرمان و سیستان و بلوچستان به وقوع پیوست. برطبق نتایج به دست آمده حاصل از بررسی 654 لرزه نگاشت مربوط به شش ایستگاه موقت نصب شده از سوی مرکز لرزه نگاری کشوری، آزیموت راستای غالب ناهمسانگردی در منطقه محمدآباد ریگان 9 ± 45 درجه و آزیموت راستای کمینه تنش اصلی در منطقه 9 ± 135درجه به دست آمده است. همچنین میانگین بزرگی ناهمسانگردی 004/0 ± 18/0 ثانیه محاسبه شده است که با میزان ناهمسانگردی در پوسته فوقانی مطابقت می کند. با مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش با روند پس لرزه های تعیین محل شده و بررسی های جی پی اس می توان فعالیت های زمین ساختی اخیر در منطقه را به روند گسلی جدید در بخش جنوبی گسل کهورک نسبت داد.کلید واژگان: پوسته فوقانی, تنش, شبکه لرزه نگاری موقت, محمدآباد ریگان, موج برشی Sg, ناهمسانگردیStudying anisotropy properties is a proper procedure to survey the rate of tectonic phenomena in the upper crust and mantle. Therefore, analyzing specific phases of the shear wave, which is intensely sensitive to both the earthquake mechanism and any anisotropy along the path in lithosphere and upper astonosphere, is worthwhile. Consequently, the aim was to determine the relation between the strain and anisotropy, calculation of anisotropic parameters around the world, and determining how much formed by past and present lithospheric deformation and how much by crustal and asthenospheric sources.Most of the researchers consider the anisotropy in the upper crust (10-15 km) as a result of micro crack orientations parallel to minimum main stress. Seismic anisotropy is the variation of seismic wave speed with direction. Whenever a shear wave reaches the anisotropic media, it splits into two directions called fast and slow directions. Parameters which describe the seismic anisotropy are the directions of the polarization of the fast shear wave (φ) and the splitting time between the fast and slow component of shear waves (δt). Two techniques are more commonly used to calculate the anisotropy parameters. The first one is based on the calculation of the cross correlation coefficient of the two horizontal S wave components (Bowman and Ando, 1987). The second one is based on the diagonalization of the covariance matrix of the S waves (Silver and Chan, 1991). Silver and Chan (1991) demonstrated that these two techniques were theoretically equivalent. Zhang and Schwartz (1994) found that the same results were inferred from the application of the two techniques to crustal earthquakes. The methodology in this research is based on the diagonalization of the covariance matrix of the S waves (Silver and Chan, 1991), which has been automated by Teanby et al. (2004). First, a shear-wave analysis window is defined. If anisotropy is present, the particle motion within this window will be elliptical. Second, a grid search over φ and δt is performed. The result that has the lowest second eigenvalue of the corrected particlemotion covariance matrix indicates linear particle motion after correction and is the solution that best corrects for the splitting.In sum, the method consists of three steps: First φ and δt are calculated for a range of start and end times, and a 2D diagram of φ versus δt is plotted. Second, a stable region with tight clusters or desired compaction is specialized by a cluster analysis. Finally, the optimized clusters are applied and the window with the least error in the evaluation of φ and δt is determined (Teanby et al., 2004). In order to select accurate wave forms, an important factor must be taken into consideration: The arrival angle of the S waves must be less than the critical angle. Because whenever S wave hits the surface at an angle (i) greater than the critical angle (ic= sin-1(Vp / Vs)), it can be recorded at the surface as elliptically polarized (Nuttli,1961; Booth and Crampin, 1985). Therefore, the arrival angel of S waves must be less than 35º (i < ic). We applied a casual band pass filter in the frequency range 1-15 Hz to the waveforms to avoid the effects of long period surface waves.This research is based on analyzing shear wave splitting by use of Sg phase to calculate the anisotropy at the upper crust in Mohammadabad Rigan (Southeast of Iran). Data were provided by the temporary seismic network, assembled by Iranian Seismological Center. By analyzing 654 waveforms, we observed an anisotropy at each station and evaluated the direction of the fast component of shear wave in N45 ± 9 °E. The calculated splitting time was 0.18 ± 0.004 (s) on average, which was in accordance with the splitting time in the upper crust. The direction was not consistent with the act of known faults in this region. Therefore, it showed a new fault trend considering the locations of micro earthquakes and the focal mechanism of the main event.Keywords: Anisotropy, Mohammadabad Rigan, shear wave Sg, stress, upper crust, temporary seismic network
-
ناپیوستگی ها دارای ویژگی هایی همچون جهت یابی، تعداد دسته و فراوانی هستند که می توانند در مقاومت سنگ موثر واقع شوند. نمونه های سنگ به ترتیب دارای یک، دو و سه دسته ناپیوستگی متقاطع، فراوانی های مختلف و زاویه شیب صفحه ناپیوستگی ها با جهت افقی برابر با 0، 30، 45، 60 و 90 درجه آماده سازی شدند. با افزایش تعداد دسته ناپیوستگی و فراوانی آنها تعداد قطعات به صورت تصاعدی افزایش یافت. طوری که بخشی از نمونه های دارای سه دسته ناپیوستگی که یکی از دسته های آنها دارای چهار ناپیوستگی موازی بود از 20 قطعه سنگ تشکیل می شدند و مصداق سنگ به شدت درزه دار بودند. ضریب درزه داری و مقاومت فشاری یک محوری نمونه ها و زاویه اصطکاک در امتداد سطح درزه در برش مستقیم تعیین شدند. مقاومت فشاری یک محوری نمونه های دارای یک، دو و سه دسته ناپیوستگی در جهت افقی یا قائم کمتر از مقاومت نمونه سنگ سالم نشان داد. مقاومت یک محوری سنگ دارای ناپیوستگی به ویژه وقتی که جهت یافتگی 60 درجه نسبت حالت افقی بود، حدودا به مقدار صفر نزدیک می شد. این شدت کاهش مقاومت برای نمونه های دارای دو و سه دسته ناپیوستگی متقاطع و عمود برهم در زاویه جهت یافتگی ناپیوستگی ها با حالت افقی برابر 30 درجه نیز اتفاق افتاد. تحلیل نتایج نشان داد که رابطه بین نسبت مقاومت فشاری یک محوری نمونه های درزه دار به مقاومت فشاری یک محوری سنگ سالم (ضریب ناهمسانگردی) و ضریب درزه داری (Jf) حاصل از این تحقیق با رابطه ارائه شده توسط رامامورتی دارای تفاوت قابل توجهی است. ویژگی های ناپیوستگی ها تواما نقش اساسی در مقاومت توده سنگ دارند.
کلید واژگان: تعداد دسته ناپیوستگی, مقاومت, ناهمسانگردی, ضریب درزه داریJournal of Engineering Geology, Volume:5 Issue: 2, 2012, PP 1313 -1326Discontinuities have properties such as orientation، number of set and frequency that can affect the rock strength. Rock specimens having one، two and three cross- sets of discontinuities، various frequencies and orientations of 0، 30، 45، 60 and 90 degrees were prepared. The numbers of rock pieces increased progressively with an increase of frequency and set of discontinuities. As specimens having three sets of discontinuities that one of their sets had four number of parallel discontinuities were consisted 20 rock pieces and they represented jointed rock mass. Joint factor، uniaxial compressive strength and friction angle along the discontinuity surface in direct shear were determined. The uniaxial compressive strength of specimens having one، two and three sets of discontinuities in horizontal and vertical direction was less than the uniaxial compressive strength of intact rock. The uniaxial compressive strength of specimens approached approximately to zero value particularly when the orientation of discontinuities was 60 degrees. This considerable decrease of strength was occurred also for specimens having two and three sets of discontinuities at orientation of 30 degrees. The analysis of results showed that the relationship between ratio of uniaxial compressive strength of jointed specimens to the uniaxial compressive strength of intact rock specimens (anisotropy factor) and joint factor of this research is considerably different with the suggested relationship by Ramamurthy. Properties of discontinuities have altogether essential role on the strength of rock mass.Keywords: discontinuity set, strength, anisotropy, joint factor -
نشریه علوم زمین، پیاپی 84 (تابستان 1391)، صص 99 -112پهنه بندی، یکی از مباحث مهم، در علوم زمین به شمار می آید. در پهنه بندی، یک محدوده به چند بخش یا پهنه مجزا تقسیم و در نهایت از ترکیب نتایج پهنه های مختلف، یک مدل واحد حاصل می شود. در این مطالعه، از روش های خوشه بندی برای پهنه بندی سد سمیلان استفاده شده است. تعداد بهینه خوشه ها براساس متغیر ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ) و مقادیر شاخص گذاری شده سنگ شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان تعیین شده است. براساس رتبه بندی 7 شاخص اعتبار سنجی خوشه بندی، تعداد بهینه خوشه ها برابر با 4 بهدست آمد. در این مقاله، از روش خوشه بندی براساس شبکه عصبی خودسازمانده، به همراه نحوه قرارگیری گسل ها، برای پهنه بندی استفاده شده است. در حالت اول، براساس گسل ها، پهنه به 4 بخش تقسیم شد که نوعی پهنه بندی دوبعدی است که این پهنه بندی در ژرفا های مختلف، یکسان و مستقل از بعد سوم (ژرفا) بوده و هر گمانه به یک پهنه اختصاص داده شد. در حالت دوم، از روش نقشه خودسازمانده (SOM) که نوعی شبکه عصبی با قابلیت خوشهبندی است، استفاده شد. داده های ورودی این شبکه، شامل 3 متغیر جهتی (X،Y،Z)، متغیر ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ)، مقادیر شاخص گذاری سنگ شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان است. در مرحله بعد، 7 متغیر ورودی به صورت بهنجارشده (در دامنه 0 تا 1) برای آموزش وارد شبکه شده و خروجی شبکه براساس شاخص های اعتبارسنجی خوشه ها، داده ها به چهار پهنه (خوشه) مجزا اختصاص داده شد. سپس برای تعیین توزیع فضایی شاخص کیفی سنگ، اطلاعات مرتبط به واریوگرافی و ناهمسانگردی در هر چهار پهنه برای دو حالت محاسبه شد. مبنای خوشه بندی صحیح، بیشترین تفاوت بینخوشه ایو بیشترین تشابه درون خوشه ایاست. برای بررسی و اعتبارسنجی دو حالت خوشهبندی، از شاخص کیفیت خوشه بندی استفاده شد. شاخص کیفیت خوشه بندی به صورت مجموع اختلاف میانگین بین هر دو خوشه تقسیم بر مجموع انحراف معیار خوشه ها تعریف شد که مقادیر بیشینه این شاخص، معرف کیفیت بهتر خوشهبندی است. در این بررسی مشخص شد که خوشه بندی با استفاده از شبکه عصبی خودسازمانده، کیفیت بالاتری نسبت به خوشه بندی بر اساس گسل ها دارد.
کلید واژگان: پهنه بندی, اعتبارسنجی خوشه بندی, شاخص کیفی سنگ, شبکه عصبی خودسازمانده, ناهمسانگردی, سد سمیلان, ایرانZoning is an important practice in earth sciences. In zonation, the study area is divided into separate parts and by compiling the results of these parts, a unique model is obtained. In this study, clustering methods are applied for zoning of Semilan dam site. Optimal number of clusters are measured based on geotechnical parameters (lugeon, RQD), the importance of various dam structures and lithology indicators. By ranking of 7 clustering validity indexes, the optimum number of clusters found to be 4. In this paper, clustering was performed by faults locations and self-organizing neural network. In the former case, the study area was divided into four zones based on faults. This two dimensional zoning is independed of the third dimension (depth) and each sample belonged to a cluster. In the later case, a self-organizing map (SOM), which is a kind of neural network capable of clustering, was used. The SOM input data consists of, three dimensional parameters (X,Y,Z), geotechnical parameters (lugeon, RQD) and finally indicators of importance of various dam structures and lithology. Then, 7 input parameters were normalized between 0 to 1 and entered the network for training.The output data were allocated to four zones (clusters). For RQD spatial distribution realization, variography and anisotropy parameters for all four zones were calculated for both cases, Based on the main principal of clustering method which is maximum difference between clusters and maximum similarity between members of each cluster, performance and validation of two cases of clustering, RQD data were defined. Clustering quality index defined as sum of mean differences between two clusters divided by sum of standard deviation of clusters. Maximizing of this index is optimal solution. This study showed that clustering by SOM gives more accurate results than clustering by faults.Keywords: Zoning, clustering validity index, RQD, Self, organizing map (SOM), Anisotropy, Semilan dam, Iran -
تعیین ناهمسانگردی در ژئوفیزیک اکتشافی و ژئوفیزیک مخزن نقش مهمی ایفا می کند. نادیده گرفتن تاثیر ناهمسانگردی، عدم تشخیص پارامترهای لرزه ای بازتابی و رخساره های سنگی را به همراه دارد. در محیط ناهمسانگرد یک موج برشی به دو مولفه برشی عمود بر هم تبدیل می شود. یکی از معمول ترین روش ها برای تعیین ناهمسانگردی، بررسی سرعت های امواج برشی در جهت های مختلف است. امروزه نیاز به تعیین ناهمسانگردی لرزه ای به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.
با نگاره های صوتی برشی دوقطبی (DSI) می توان سرعت امواج برشی را تعیین کرد. ابزار صوتی برشی دوقطبی، کندی امواج برشی را در دو جهت روی صفحه عمود بر محور چاه اندازه گیری می کند. پارامترهای ناهمسانگردی با اندازه گیری مولفه های سرعت از نمونه های مغزه در آزمایشگاه، داده های لرزه ای سه بعدی و داده های لرزه ای قائم آزیموتی تعیین می شوند.
در این مقاله، پارامتر ناهمسانگردی γ با استفاده از نگاره های صوتی برشی دوقطبی محاسبه شده است. این پارامتر در سازندهای کنگان و دالان، در مجاورت یک چاه اکتشافی در میدان پارس جنوبیتعیین گردید. همچنین پارامتر γ با نمودارهای پرتو گاما برای سازندهای کنگان و دالان مقایسه و میزان ناهمسانگردی به دلیل وجود شیل تعیین شد. ضمنا پارامتر γ با پارامتر ناهمسانگردی بر حسب کندی (αDT) مقایسه شد. در این تحقیق همبستگی خوبی بین پارامترهای γ و ناهمسانگردی برحسب کندی به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده، میانگین پارامتر γ، در سازند کنگان 015/0 و در سازند دالان 020/0 محاسبه شد.کلید واژگان: ناهمسانگردی, نگاره صوتی برشی دوقطبی, پارامتر γ, کندی امواج برشی, سازندهای کنگان و دالانAnisotropy has an important role in exploration and reservoir characterization. Inpractice, the determination of seismic anisotropy is not easy, but it has importantconsequences in enhancement of seismic data recording and processing. Anisotropyinteracts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation. Ignoringanisotropy can lead to poor seismic imaging, misleading the seismic reflector responses,inaccurate location of well-ties, and incorrect interpretation of seismic arrival times andamplitudes for the determination of lithology and fluid content.Shear wave velocity anisotropy is commonly referred to as shear wave splitting,because a shear wave traveling in an heteregeneous medium splits into two shear waves.At a given receiver, shear waves are characterized by their orthogonal polarizationdirections (fast and slow) and a delay between their arrival times.The most common anisotropic models have been related to the framework oftransverse isotropy or a hexagonal isotropy system. When the symmetry axis is alignedwith the vertical axis, the model is called vertical transverse isotropy or VTI. For a VTImedium, there are five stiffness coefficients and three independent phase velocities.Thomsen (1986) replaced these stiffness coefficients with two vertical velocities (Vp0 andVS0) and three dimensionless anisotropy parameters (namely, ε, γ and δ). Anisotropyparameters can be determined in several ways, including velocity measurements on coresamples in a laboratory or from field data in a VSP experiment. A common form ofanisotropy observed in many geological area (thinly horizontal layers or fractures). Thisinvolves the reference axis of symmetry being normal to the bedding surfaces. Thomsen(1986) introduced three anisotropic parameters (ε, γ and δ) to describe weak anisotropy,which is believed to be the simple model of anisotropy. Thomsen parameters can becomputed with the stiffness tensor considered in anisotropic media. Alkhalifah andTsvankin (1995) showed that, for P-wave Moveout, there exists a range of kinematicallyequivalent models which are governed by the stacking velocity and introduced by theparameter η.The Dipole Shear Sonic Imager (DSI) is an example of devices that are used to obtainand analyze sonic measurements of formations surrounding a borehole. The DSI Imagercan measure the components of shear slownesses in many directions in a planeperpendicular to a borehole axis. The DSI tool is a full waveform acoustic tool thatdelivers measurements of sonic waves in a wide variety of formations. In theconventional DSI logging tool, one can present compressional slowness, Δtc, shearslownesses, Δts, and Stoneley slowness, Δtst, each as a function of depth. The DSI tool canestimate the orientation and magnitude of stress from velocity dispersion. By invertingthe dispersion curves from DSI logs, one can estimate the horizontal stresses. One type ofthese special dipole modes enables the recording of both inline and crossline(perpendicular) waveforms. These modes, both called cross receivers (BCR) which areused for anisotropy evaluation.In this paper, one of the anisotropy parameters of Thomsen (γ) was determined by theuse of S-wave velocities and their relationship with the DSI tool used in the Kangan andDalan gas zones of the South Pars field. Subsequently, the γ parameter was comparedwith the Gamma Ray log in depth. The results show anisotropy behavior in shaly zones ofKangan and Dalan Formations. It is found that the average of the γ parameter for theKangan and Dalan Formations are 0.015 and 0.02, respectively. Also, this parameter wascompared with slowness based on anisotropy. A good correlation was observed betweenanisotropy parameter γ and the slowness based on anisotropy (slowness vector).Keywords: Anisotropy, Dipole shear sonic imager, γ parameter, Shear waves slowness, Kangan, Dalan Formations -
فاز SKS به صورت موج S از گوشته عبور می کند، در مرز هسته- گوشته به موج P تبدیل می شود، هسته خارجی را به صورت موج P طی می کند و سپس در برگشت به گوشته به موج S تبدیل می شود. اگر این فاز موج برشی از محیط ناهمسانگرد گوشته و پوسته زمین عبور کند، به دو مولفه موج برشی عمودبرهم، یکی سریع و دیگری کند قطبیده می شود. استفاده از فرایند جدایش موج برشی در محاسبه راستا و اندازه ناهمسانگردی مسیر انتشار موج، روشی است که طی دو دهه اخیر در اکثر مناطق از آن استفاده شده است. در این پژوهش از خاصیت جدایش موج برشی فاز SKS ثبت شده در لرزه نگاشت های دورلرز برای تعیین ناهمسانگردی موج برشی در گوشته گستره البرز استفاده شده است. زمین لرزه های دورلرز (با مشخصات و) که در سه ایستگاه پهن باند پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله واقع در دماوند، چاران و کاوش، و همچنین شش ایستگاه کوتاه دوره شبکه لرزه نگاری کشوری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران واقع در فیروزکوه، دماوند، افجه، شهران، ماهدشت و قزوین ثبت شده اند، به منظور تعیین پارامترهای ناهمسانگردی در گوشته بالایی گستره البرز انتخاب شد.
با بررسی جدایش موج برشی SKS، متوسط راستای ناهمسانگردی در گوشته و پوسته گستره البرز 12± 48 درجه محاسبه شد. این مقدار بیانگر راستای شمال شرق- جنوب غرب برای مولفه سریع موج برشی است. علاوه بر آن، نتایج این پژوهش نشان می دهد که متوسط بزرگی ناهمسانگردی در این مسیر 4ر0±5ر1 ثانیه است.کلید واژگان: ناهمسانگردی, فاز SKS, لرزه نگاشت های باند پهن و کوتاه دوره, البرز مرکزی, گوشتهSKS phase passes through the mantle as an S wave; it converts to a P wave at the core-mantle boundary (CMB) beneath the source, travels through the fluid outer core, and then converts back to an S wave at the CMB on the receiver side. When a shear wave (SKS) propagates through an anisotropic media, it is partitioned into orthogonally polarized fast and slow shear waves. This property is referred to as shear wave splitting. In this study we used shear wave splitting of SKS phase from teleseismic events to identify and estimate the shear wave anisotropy in the upper mantle of the Alborz region. In this study, to find stable splitting measurement with small error, we selected the automate analysis window by performing a grid search over 210 windows. The selected teleseismic events (and) were recorded by 3 broadband seismic stations, DAMV, CHTH and THKV (belongs to IIEES network) and by 5 short period seismic stations, FIR, DMV, AFJ, MHD and GZV (belongs to IGTU network). They used to determine anisotropy parameters in upper mantle and crust beneath the Alborz region. In this study the average direction of anisotropy in mantle and crust of the Alborz region is estimated about 48±12 degree by study on shear wave splitting of SKS phase. Thus, the fast azimuth of anisotropy oriented approximately in NE-SW direction too. Moreover our results showed that the magnitude of anisotropy is about 1.5±0.4 seconds.Keywords: Anisotropy, SKS phase, Broadband, short period seismograph, Central Alborz, Mantle
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.