فهرست مطالب

مجله زمین شناسی مهندسی
سال هفدهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/02/05
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احسان پگاه* صفحات 1-41

    نسبت های ناهمسانگردی سختی برشی کشسان و ناهمسانگردی ساختار بافتی در خاک های دانه ای از ویژگی های بسیار مهم در مکانیک خاک می باشند که می توانند مستقیما بر بسیاری از مشخصه های ژئوتکنیکی تاثیر بگذارند. ناهمسانگردی سختی برشی در یک توده خاک در ارتباطی مستقیم با ناهمسانگردی موجود در ساختار بافتی خاک قرار دارد به طوری که این ناهمسانگردی دارای نقشی موثر در میزان تغییرات مقادیر نسبت ناهمسانگردی سختی برشی می باشد. هدف این مطالعه، ارزیابی محدوده تغییرات نسبت های ناهمسانگردی سختی برشی و ساختار بافتی در خاک های شنی و ماسه ای، و در ادامه ارائه رویکردی نوین برای تخمین نسبت ناهمسانگردی ساختار بافتی از مشخصات دانه بندی و شکل ذرات خاک می باشد. با فرض ناهمسانگردی متقاطع، مقادیر سختی برشی ناهمسانگرد حاصل از 1042 آزمون عددی، آزمایشگاهی و صحرایی بر روی 200 نمونه متفاوت از 43 نوع خاک دانه ای مختلف در دنیا، از پیشینه تحقیق گردآوری شدند. آنها سپس با مقادیر متناظر نسبت های تخلخل، شرایط تنش حاکم بر آزمون، پارامترهای دانه بندی و شکل ذرات ترکیب شدند تا یک پایگاه داده جامع از مدول های برشی ناهمسانگرد بر حسب شرایط آزمایش تهیه گردد. با تجزیه و تحلیل داده های گردآوری شده، نسبت های ناهمسانگردی سختی برشی و ساختار بافتی در خاک های مورد مطالعه محاسبه شدند. مقادیر حاصل برای نسبت ناهمسانگردی ساختار بافتی سپس در برابر اطلاعات دانه بندی و شکل ذرات ترسیم گشتند تا سطح وابستگی های موجود بررسی شده و روابط بالقوه حاکم بر آنها استخراج گردند. یافته های این مطالعه می توانند به عنوان یک تکنیک مناسب برای به دست آوردن تقریب های مرتبه اول ناهمسانگردی های ساختار بافتی و سختی برشی از ویژگی های دانه بندی و شکل ذرات عمل نمایند.

    کلیدواژگان: خاک های دانه ای، مشخصات شکل ذرات خاک، ناهمسانگردی سختی برشی، ناهمسانگردی ساختار بافتی، ناهمسانگردی متقاطع، ویژگی های دانه بندی خاک
  • عباس صفری، امید توسلی*، خلیل رضایی، سید حمید لاجوردی صفحات 42-68

    مدیریت پسماند یکی از نیازهای اصلی هر جامعه بوده، که بسته به میزان تولید و ترکیب آن، دارای گزینه های مختلفی از جمله استفاده از دفن زباله است، که ویژگی های ساختگاه اولین و مهم ترین گام در انتخاب محل این مدفن زباله ها می باشد و مستلزم ارزیابی های متعدد و مستمر آن ها بویژه مطالعات پایش آلودگی آب و خاک است. در این مقاله، مطالعات ژئوالکتریکی و ژئوشیمی جهت این پایش ها در محدوده اراضی محل دپوی زباله در شهر دماوند مشتمل بر 24 سونداژ ژئوالکتریکی قائم با آرایه شلومبرگر در قالب 4 پروفیل در طی سه دوره زمانی انجام پذیرفت. همچنین تعداد 3 نمونه آب و 5 نمونه خاک و یک نمونه شیرابه نیز در طی دو دوره زمانی برداشت شده و برای آنالیز به آزمایشگاه ارسال شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که خاک در محل تجمع و دفن زباله ها تا عمق دو متری آلوده شده و این آلودگی بسمت جنوب در حال گسترش می باشد، اما وجود یک لایه سیمانته شده مانع از نفوذ شیرابه به اعماق پایین ترگردیده و بدلیل سطح ایستابی نسبتا عمیق، آب زیرزمینی نیز دچار آلودگی های فعلی و آتی نخواهد شد. همچنین زیاد بودن عمق سفره آب زیرزمینی، ضخامت ناحیه غیراشباع خاک، مدت زمان کوتاه دفن مواد، بارندگی کم و تبخیر تقریبا زیاد نیز باعث کاهش شیرابه تولیدی گردیده و pH آن در فصل خشک، قلیایی و در فصل مرطوب اسیدی شده است. در این محدوده در حال حاضر مقادیر EC، TDS و سایر ترکیبات یونی و فلزی، پایین تر از حد مجاز استانداردها بوده و هیچ گونه آسیب زیست محیطی به دنبال نخواهند داشت.

    کلیدواژگان: پایش کیفی، مدفن زباله، آلودگی محیط زیست، مطالعات ژئوفیزیکی، مطالعات ژئوشیمیایی
  • رضا احمدی* صفحات 69-84

    در پژوهش حاضر معیار بازدهی (بهره وری) به عنوان یکی از مهم ترین معیارهای ارزیابی سنگ ساختمانی برای برش وجوه مختلف سنگ تراورتن با روش استخراج سیم برش الماسه تعیین شد. برای این منظور اندازه گیری در دو زون به نام های 8E و 8W در شمال محدوده تراورتن حاجی آباد محلات واقع در استان مرکزی صورت گرفت. دلیل انتخاب این مناطق تشابه بیشتر آن ها با یکدیگر از نظر شرایط زمین شناسی، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ، امکانات، دستگاه ها و تجهیزات بهره برداری می باشد. برای دستیابی به هدف ابتدا مطالعات ساختاری درزه نگاری مناطق از طریق برداشت میدانی شکستگی ها، رسم نمودار گل سرخ و تحلیل آن ها انجام گرفت. سپس بهره وری سیم برش های الماسه از نوع رسوب الکترولیتی مورد استفاده برای تعداد هفت بلوک در دو سینه کار منطقه 8E و تعداد 13 بلوک در سه سینه کار منطقه 8W طی 45 روز کاری اندازه گیری شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که متوسط بهره وری در منطقه 8E برابر با 09/7 مترمربع بر ساعت، در منطقه 8W برابر با 71/5 مترمربع بر ساعت و در کل مناطق 8E و 8W بطور متوسط برابر با 4/6 مترمربع بر ساعت است. براساس این نتایج اگرچه متوسط میزان بهره وری در کل این مناطق قابل قبول است ولی با مقدار ایده آل (18 مترمربع بر ساعت)، فاصله بسیار زیادی دارد. بنابراین بایستی میزان بهره وری در این محدوده افزایش یابد.

    کلیدواژگان: بازدهی، سنگ ساختمانی، تراورتن، سیم برش الماسه، حاجی آباد محلات
  • سید یحیی میرزایی*، زهرا چقازردی، منوچهر چیت سازان، فرشاد علیجانی صفحات 85-106

    دشت اوان در استان خوزستان در جنوب غربی شهرستان اندیمشک قرارگرفته است. آب زیرزمینی ازجمله منابع آب موجود برای آبیاری، شرب و صنعت در این منطقه به شمار می رود. بدین منظور با توجه به اهمیت بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت اوان پارامترهای هیدروشیمیایی و هم چنین وضعیت آلایندگی نیترات مورد ارزیابی و بررسی قرارگرفته است. نیترات در سطح جهان از گسترده ترین آلاینده آب های زیرزمینی به حساب می آید. بااین حال، مطالعات اندکی بر روی این آلاینده در دشت اوان انجام شده است، در این راستا، برای بررسی کیفیت آب های زیرزمینی این منطقه با تاکید بر آلودگی نیترات، در شهریورماه سال آبی (1401- 1400) از 22 حلقه چاه در این دشت نمونه برداری و پارامترهای صحرایی (دما، pH, EC)، غلظت عناصر عمده (Ca2+,Mg2+ Na+, K+, Cl-, So42-, Hco32- ,Co32-) و نیترات مورداندازه گیری قرار گرفت. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که به طورکلی سه عامل اول یعنی عناصر EC, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, So42- در عامل اول، pH, Hco32- در عامل دوم و No3- در عامل سوم، با مجموع 72/89 درصد بیش ترین تغییرات را در آبخوان دشت اوان دارند. تیپ غالب دشت سولفات_کلسیک است. آنالیز خوشه بندی سلسله مراتبی تعداد سه خوشه برای منطقه بندی داده های نیترات را نشان می دهد و به طور کلی تغییرات غلظت یون نیترات در آب زیرزمینی آبخوان اوان متاثر از اندازه ذرات خاک موجود در منطقه، عمق آب زیرزمینی و استفاده از کودهای شیمیایی است.

    کلیدواژگان: آبخوان اوان، آلودگی نیترات، تحلیل عاملی، تحلیل خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA)
  • خدیجه کرد، هیوا علمیزاده*، حکیمه امانی پور صفحات 107-124

    محدوده مورد مطالعه بخشی از حوضه رودخانه دز به شمار می آید که در قسمت میانی تا بخش انتهایی آن قرار دارد. در این محدوده به علت شرایط اقلیمی، نامنظم بودن توزیع بارندگی از نظر زمانی و مکانی، افزایش تقاضا برای منابع آب و محدودیت منابع آب سطحی، وابستگی زیادی به آب های زیرزمینی منطقه وجود دارد. هدف اصلی در این پژوهش بررسی عوامل موثر بر نوسانات سطح ایستابی دشت دزفول- اندیمشک طی دوره آماری 20 ساله است. به این منظور با استفاده از داده های تراز چاه های پیزومتری و لاگ چاه های محدوده مطالعاتی در نرم افزار WinLog، نقشه های سطح آب زیرزمینی و افت سطح ایستابی به روش IDW تهیه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین افت در قسمت های شمال شرق، جنوب شرق و غرب محدوده مطالعاتی رخ داده است. با توجه به این که در این قسمت ها میزان بارش زیاد و مقدار تبخیر و دما بالا است، یکی از دلایل افت در این قسمت ها را می توان به عوامل اقلیمی منطقه نسبت داد. از دیگر عوامل  موثر در افت سطح ایستابی، می توان به فاصله از کانال اصلی رودخانه و شیب زیاد منطقه  اشاره کرد. مقایسه تغییرات سطح ایستابی با دبی رودخانه دز نشان داد که همبستگی بالایی بین تغییرات این دو پارامتر با فاصله زمانی یک سال وجود دارد. بنابراین می توان رودخانه را به عنوان عامل مهم تغذیه منابع آب زیرزمینی در محدوده ی مطالعاتی در نظر گرفت. با توجه به رونق فعالیت های کشاورزی، چنانچه برداشت از این منابع محدود، به طور علمی و اصولی مدیریت نشود، منطقه در آینده در معرض خطر جدی بحران آب قرار خواهد گرفت.

    کلیدواژگان: رودخانه دز، دشت دزفول- اندیمشک، مدل سازی، نوسان سطح ایستابی، دبی
  • سمیه عرب عامری، داود فریدونی* صفحات 125-146

    آزمایش تعیین سرعت سیر موج التراسونیک روشی غیرمخرب، اقتصادی، ساده و سریع است که برای تعیین خواص فیزیکی و مهندسی سنگ ها بکار می رود. این آزمایش بر مبنای سرعت حرکت موج الاستیک از درون سنگ ها پایه ریزی شده است. سرعت سیر موج التراسونیک در سنگ ها به خواص ذاتی مانند ترکیب کانی شناسی، تراکم، تخلخل، اندازه دانه، شکل، بافت، ناهمسانگردی و عوامل آزمایشگاهی و محیطی مانند میزان و نوع ماده منفذی و درجه حرارت بستگی دارد. در این پژوهش، 10 نمونه سنگ ساختمانی شامل سنگ آهک و گرانیت به تعداد 50 نمونه آزمایشگاهی مکعبی با ابعاد 10×4×4 سانتی متر برش داده شد و سپس با استفاده از دستگاه آزمایش سرعت سیر موج پاندیت مورد آزمایش قرار گرفتند تا پارامترهای موثر بر سرعت موج التراسونیک در آن ها مورد بررسی قرار گیرد. این پارامترها شامل وزن واحد حجم خشک، دما، نوع ماده منفذی، حالت ماده منفذی و بارگذاری می باشند. بر اساس نتایج بدست آمده همبستگی بین سرعت سیر موج التراسونیک و وزن واحد حجم خشک رابطه خطی مستقیم و با نوع سیال منفذی، حالت ماده پرکننده و بارگذاری به صورت روابط معکوس می باشد. علاوه بر این افزایش دما باعث افزایش سرعت سیر موج التراسونیک می گردد. همچنین از نظر نوع سیال منفذی، کمترین مقدار سرعت موج در حالت اشباع از آب و بیشترین مقدار سرعت موج در محلول نمک با غلظت 150% به‎دست آمد. از نظر حالت ماده پرکننده منافذ سنگ، بیشترین مقدار سرعت در حالت پرکننده منجمد و کمترین مقدار سرعت در حالت پرکننده هوا مشاهده شد. با افزایش بارگذاری سرعت موج التراسونیک در سنگ های مورد مطالعه کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: موج التراسونیک، سنگ ساختمانی، خواص مهندسی، دما، ماده پرکننده
|
  • Ehsan Pegah* Pages 1-41

    The ratios of elastic shear stiffness anisotropy and fabric anisotropy in granular soils are of very important characteristics in soil mechanics, which can influence directly lots of geotechnical engineering attributes. The shear stiffness anisotropy in a soil mass is directly related to the soil fabric anisotropy, which in turn has a fundamental contribution in variations model of shear stiffness anisotropy ratio. The main objective of this study is to evaluate the variations ranges of shear stiffness and fabric anisotropy ratios in granular soils by developing a novel approach for estimating fabric anisotropy ratio from soil grading and particles shape properties. By presuming cross-anisotropy, the anisotropic shear stiffness values of 1042 conducted tests on 200 distinct sandy and gravelly soil specimens from 43 various soil types of diverse sites throughout the world were acquired from literature. Those were then integrated with their associated void ratios, stress conditions, grading parameters and particles shape specifications to produce a comprehensive database of anisotropic shear moduli with respect to testing conditions. The collected data were analyzed, from which the shear stiffness and fabric anisotropy ratios could be calculated for examined geomaterials. The resulting values for fabric anisotropy ratio were then depicted versus grading and particles shape information to inspect the level of dependences through deriving the respective correlations. The findings of this study may serve as a suitable technique to obtain first-order approximations for fabric and shear stiffness anisotropies from soil grading and particles shape characteristics.

    Keywords: Cross-anisotropy, Fabric anisotropy, Granular soils, Shear stiffness anisotropy, Soil grading properties, Soil particles shape characteristics
  • Abbas Safari, Omid Tavasoli *, Khalil Rezaei, Seyed Hamid Lajourdi Pages 42-68

    Waste management is a cornerstone of societal needs. The volume and composition of waste dictate the available disposal options, with landfill being a primary method. The selection of landfill sites is critically dependent on site characteristics and requires thorough and ongoing evaluation, particularly in the areas of water and soil contamination. This study started with geoelectrical and geochemical investigations in the vicinity of the landfill in the city of Damavand. It included 24 geoelectric soundings using the Schlumberger array, organized into 4 profiles covering three intervals. In parallel, three water samples, five soil samples and one leachate sample from two intervals were collected for laboratory analysis. Analyses revealed soil contamination at the waste accumulation site to a depth of two meters with a southerly extent. In particular, a cementitious layer prevents leachate from penetrating deeper into the soil. This, together with a very deep groundwater table, ensures that groundwater contamination is currently and in the foreseeable future prevented. Additional factors such as the depth of the groundwater table, the thickness of the unsaturated zone, the short life of the landfill, reduced rainfall and increased evaporation limit the volume of leachate. The pH of the leachate tends to be alkaline during dry periods and acidic during wet periods. Currently, parameters such as EC, TDS and various ionic and metallic concentrations remain within acceptable limits, ensuring minimal environmental impact.

    Keywords: Quality Monitoring, Waste Landfill, Environmental Pollution, Geophysical Investigations, Geochemical Investigations
  • Reza Ahmadi* Pages 69-84

    In the present study, productivity was determined as one of the most important evaluation criteria for the building stone to cut the different faces of travertine using the diamond wire cutting method. For this purpose, measurements were carried out in two zones named 8E and 8W in the northern region of Mahallat, Hajiabad travertine located in the Markazi Province. These zones were selected because of their greater similarity in terms of geological conditions, physical and mechanical properties of the stone, quarrying facilities, machinery and equipment. In order to achieve the objective, structural studies as joint study were first carried out as a joint study through field observations of fractures, drawing rose diagrams and analyzing them. Then, the productivity of electro deposited type diamond wire cutting was measured on seven blocks in two cutting panels of the 8E zone and 13 blocks in three cutting panels of the 8W zone over a period of 45 working days was measured. The results of the research indicate that the average productivities are 7.09 and 5.71 square meters per hour for the 8E and 8W zones, respectively and the overall average value for the 8E and 8W zones is 6.4 square meters per hour. Based on these results, although the average productivity level in these zones is acceptable, but well below the ideal level (18 square meters per hour). Therefore, the productivity in this area needs to be increased.

    Keywords: Productivity, Dimension stone, Travertine, Diamond wire cutting, Mahallat-Hajiabad
  • Seyed Yahya Mirzaee*, Zahra Chaghazardi, Manouchehr Chitsazan, Farshad Alijani Pages 85-106

    The Evan plain is located in the Khuzestan province in the southwest of Andimshek city. Groundwater is one of the available water resources for irrigation, drinking, and industry in this region. Due to the importance of examining the ground water quality of the Evan plain, hydrochemical parameters and nitrate pollution have been evaluated. Nitrate is one of the most widespread pollutants of ground water in the world. However, few studies have been conducted on this pollutant in the Evan plain. Therefore, to assess the quality of ground water in this area with emphasis on nitrate pollution, sampling was carried out in September of the water year (1400-1401) from 22 wells in this plain. During the sampling, field parameters (temperature, pH, EC), concentrations of major elements (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO42-, HCO32-, CO32-), and nitrate were measured. The results of the factor analysis demonstrated three influencing factors, namely EC, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-  (as the first factor), pH and Hco32- (as the second factor), and NO3- (as the third factor), with a total of 89.72% having the most changes in the Evan plain aquifer. The dominant water type in the Evan plain is sulfate-calcite. Hierarchical clustering analysis shows the three clusters for the regionalization of nitrate data. In general, the changes in nitrate ion concentration in the groundwater of the Evan plain are affected by the size of the soil particles, the depth of the groundwater, and the utilization of chemical fertilizers in the area.

    Keywords: Evan Aquifer, Nitrate Pollution, Factor Analysis, Hierarchical Clustering Analysis (HCA)
  • Khadijeh Kord, Heeva Elmizadeh*, Hakimeh Amanipour Pages 107-124

    The study area is a part of the Dez River Basin, which is located in the central part of the basin. In this area, due to the climatic conditions, the irregular availability in terms of time and space, the increasing use of water resources and surface water resources, there is a great dependence on the underground water of the region. The main objective of this research is to investigate the factors influencing  the fluctuations of the water level in the Dezful-Andimeshk plain during a statistical period of 20 years. For this purpose, using piezometric well level data and well logs of the study area in WinLog software, maps of the groundwater level and the bottom level of reservoir were prepared using theIDW method. The results of the research showed that the greatest drawdown occurred in north-eastern, south-eastern and western parts of the study area. Asthe amount of precipitation, evaporation and temperature are high in this part, one of the reasons for the decline in these parts can be attributed to the climatic factors of the region. Other factors in the decline of the reservoir level are the main river channel and the high slope of the area. Comparing the changes in the reservoir level with the flow of the Dez River showed that there is a high correlation between the changes in these two parameters with a time interval of one year. Therefore, according to agricultural activities, these limited resources should be harvested, scientifically and fundamentally, the region will be at risk of a serious water crisis in the future.

    Keywords: Dez River, Dezful-Andimeshk plain, modeling, water table fluctuation, discharge
  • Somayeh Arab-Ameri, Davood Fereidooni* Pages 125-146

    Ultrasonic wave velocity testing is a non-destructive, economical, simple and rapid method used for determining the physical and engineering properties of rock. This test is based on the velocity of the elastic wave in rocks. The ultrasonic wave velocity of rocks depends on intrinsic and environmental properties such as mineralogical composition, density, porosity, grain size, shape, texture, anisotropy, water content, and temperature of rocks. In this research, 10 different types of building stone, including limestone and granite, were cut into 50 cubic specimens with dimensions of 10Í4Î4 cm, and then they were tested using the Pandit wave velocity testing machine to find the effective parameters on the velocity of the ultrasonic wave should be investigated in them. These parameters include dry unit weight, temperature, type of pore fluid, state of filling material and loading. Based on the obtained results, the correlation between ultrasonic wave velocity and dry unit weight is a direct linear relationship and its relationship with the type of pore fluid condition of the filling material and loading is inverse relationship. In addition, increasing the temperature increases the velocity of the ultrasonic wave. Also, in terms of the type of pore fluid, the lowest value of the wave velocity was obtained in the state saturated with water and the highest value of the wave velocity was obtained in the common salt solution with a concentration of 150%. Regarding the state of the rock pore filling material, the highest velocity value was observed in the frozen filling state and the lowest velocity value was observed in the air filling state. As the load increases, the velocity of the ultrasonic waves decreases in the studied rocks.

    Keywords: Ultrasonic wave, Building stone, Engineering properties, Temperature, Filling material