انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Effect of Urban Wastewater on Chemical, Physical and Mechanical Properties of Soil
(Case Study: Central Area of Mashhad)بررسی تأثیر پساب شهری بر پارامترهای شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی خاک (مطالعه موردی: منطقه مرکزی شهر مشهد)13386871FAنرجس قهرمانیدانشجو/ دانشگاه فردوسی مشهدناصر حافظی مقدساستاد گروه زمین شناسی مهندسیمحمد غفوریدانشگاه فردوسی مشهدغلامرضا لشکری پوراستاد گروه زمین شناسی مهندسی دانشگاه فردوسیJournal Article20181213Chemical changes in the soil have a significant effect on its physical and mechanical properties and the rate of settlement. In this research, the effect of urban wastewater on chemical properties and soil engineering characteristics such as Atterberg limits, uniaxial compressive strength and consolidation parameters in central areas of Mashhad have been investigated. Based on the results, some chemical parameters such as Ca, Mg, Al and K decreased after the soil samples has been saturated by wastewater. Also, changing the chemical properties of the soil has changed its physical and mechanical parameters. For example, the consolidation parameters of the selected soil indicate that the (Cc) has increased over time with changes in the concentration of input wastewater. Also, the (Cs) has decreased over time and the rate of change in high concentrations is less. In addition, the results show that low concentrations of wastewater in short time have the greatest effect on reducing the uniaxial strength of soil. An examination of the electron microscope images shows that when the soil sample is saturated with wastewater, a layer of salt is accumulated around the soil particles, which expands the size and surface of the particles and also tends its structure towards the grain pattern. Therefore, simultaneously, the two factors of time and the change in concentration of wastewater affect the physical and mechanical parameters of the soil, and the effect of concentration on the time is more indicative.آلودگی با پساب شهری یکی از شایعترین انواع آلودگی خاک در مناطق مسکونی و شهری است که اثر قابل توجهی بر پارامترهای فیزیکی و مقاومتی خاک دارد. در این پژوهش اثر پساب شهری بر خصوصیات شیمیایی و مهندسی نمونهای خاک ریزدانه در مرکز شهر مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور خصوصیاتی نظیر حدود آتربرگ، مقاومت تک محوری و پارامترهای تحکیمی نمونه اولیه و نمونههایی که بصورت مصنوعی با درصدهای مختلفی از پساب آغشته شده است، مقایسه گردیده است. نتایج این پژوهش نشان داد که مقاومت فشاری تک محوری و نشانه فشردگی (Cc) خاک مورد مطالعه با افزایش غلظت پساب ورودی و ایجاد تغییر در سیال میان منفذی افزایش پیدا کرده است در حالی که نشانه خمیری و نشانه تورم (Cs) خاک با افزایش غلظت آلایندهها در خاک کاهش نشان میدهند. همچنین غلظت کم پساب در زمان کوتاه تاثیر بیشتری در تغییر خصوصیات خاک داشته است. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان میدهد زمانی که نمونه خاک با پساب اشباع میگردد، لایهای از نمکها به دور ذرات خاک تجمع یافته و سبب افزایش اندازه و سطح دانهها و تغییر در ساختار خاک به الگویی مشابه الگوی دانهای میگردد. بنابراین دو عامل زمان و غلظت بر پارامترهای فیزیکی و مقاومتی خاک تاثیر گذار است و تاثیر غلظت نسبت به زمان، شاخصتر میباشد.انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Investigating the effects of carbon and glass fiber on increasing the Bending strength of artificial Stone and studying their structure using SEMبررسی تاثیرات الیاف کربن و شیشه بر افزایش مقاومت خمشی سنگ های مصنوعی و مطالعه ی ساختار آن ها با استفاده از SEM152785025FAاکبر جعفرآذری خزینهزمین شناسی مهندسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانعلی ارومیه ایاستاد گروه زمین شناسی دانشگاه اربیت مدرسمحمدرضا نیکودلاستاد زمین شناسی مهندسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20180913Artificial stone is a mixture of natural aggregate and additives such as industrial gums (resin), cement and other polymer materials. In this research artificial stones with different additives and resins were designed to achieve high flexural capacity with mixing design, 84% aggregate, 10% resin and 6% additive completely manually without vacuum and pressure system. FESEM images were taken from specimens to determine fine cracks, elements, manufacturing atoms, weight percentages, and how to add and interconnect the additives used in making artificial rocks. To determine the ductility and evaluation of the quality of artificial rocks by their ability to withstand cracks or other surface roughness over a continuous bending period, artificial rocks made with additives (glass fiber, carbon fiber, polyester resin And vinyl ester) Three-point bending test Based on the three-point bending test, the sample made from wilin ester resin and the carbon fiber, had the most flexural strength and a sample made from wilin ester resin and the glass fiber tolerated the most strain during bending. Also, the type of fracture and cracks in the reinforced rocks are brittle and flexural respectively, and are ductile and shear-bending in rocks without reinforcing.سنگ مصنوعی ترکیبی از سنگ دانه های طبیعی و مواد افزودنی مانند صمغ های صنعتی (رزین)، سیمان و دیگر مواد پلیمری می باشد. در این پژوهش سنگ مصنوعی با مواد افزودنی و رزین های متفاوت به منظور دست یابی به ظرفیت خمشی بالا با طرح اختلاط، 84 % سنگ دانه، 10 % رزین و 6 % مواد افزودنی به روش کاملا دستی بدون نیاز به سیستم خلاء و فشار ساخته شد. برای تعیین ریز ترک ها، عناصر، اتم های سازنده، درصد وزنی و چگونگی قرارگیری و در هم تنیدگی مواد افزودنی مصرف شده در ساخت سنگ های مصنوعی، تصاویر FESEM از نمونه ها گرفته شد. برای تعیین شکل پذیری و ارزیابی کیفیت سنگ های مصنوعی توسط توانایی آن ها در برابر مقاومت به ایجاد ترک یا ناهمواری های سطحی دیگر در طول یک دوره ی خمشی مداوم، سنگ های مصنوعی ساخته شده با مواد افزودنی (الیاف شیشه، الیاف کربن، رزین پلی استر و وینیل استر) آزمایش خمش سه نقطه ای صورت گرفت. بر اساس آزمایش خمش سه نقطه ای نمونه ساخته شده با رزین ویلین استر و الیاف کربن بیش ترین مقاومت خمشی و نمونه ساخته شده با رزین ویلین استر و الیاف شیشه بیش ترین کرنش را در طول خمش تحمل کردند. همچنین نوع شکست و ترک ها در سنگ های تقویت شده به ترتیب، شکننده و خمشی و در سنگ های بدون تقویت، شکل پذیر و خمشی برشی است.انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Geometric Modeling of Joints in 3D Discrete Fracture Network
(Case Study: Liroo Dam construction site)مدلسازی هندسی درزه ها به روش شبکه شکستگیهای گسسته سه بعدی (مطالعه موردی ساختگاه سد لیرو)294685026FAفرزاد گهرویی باجگیرانیدانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه یزدعنایت الله امامی میبدیعضو هیئت علمی گروه زمین شناسی دانشگاه یزدحمید مهرنهادعضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه یزدJournal Article20180919Nowadays, modeling of rock masses is widely used in order to accurately determine the properties of the rock mass and improve its behavior. In most cases, the geometric components of the fractures in the rock have a random nature.one of the most important methods to simulate the random nature of joints is the stochastic modeling of the fracture network of rock. The stochastic modeling of the fracture network makes the heterogeneous nature of rock mass with discrete elements, with geometrical properties and features that are statistically defined. In this study, the samples taken from the Liroo dam foundation are surveyed and analyzed. Then using the EasyFit that is a statistical software, the known distribution functions were determined by the maximum fitting on the surveyed geometric components and then their moments were determined. On the other hand, using the written code with Mathematica software, 3D-DFN three dimensional discrete fracture network method fractures simulated. Finally, the geometric model validated based on the comparison of the statistics of the distribution functions obtained from the model output with statistics of input distribution. The results in most cases indicate compliance of more than 90%. Also, P10, P21 and P32 values of the two-dimensional sections in a same strike with reality and in three-dimensional model were determined and compared with real values. The values of P10 and P32 showed more than 90% compliance and the P21 component was more than 75% consistent with actual data.مطالعه رفتار جریان سیال در بسیاری از پروژههای عمرانی، معدنی و زیست محیطی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. برآورد رفتار هیدرولیکی تودهسنگ نیازمند درک مناسبی از رفتار هیدرولیکی شکستگیها و مدلی دقیق از شبکه شکستگیهای موجود در توده-سنگ است. از طرفی عدم قطعیت و تغییرپذیری در مطالعات زمینشناسی مهندسی در ارتباط با تودهسنگها که از مواد طبیعی و ناهمگن ساخته شدهاند اجتناب ناپذیر است. در این مقاله با توجه به اهمیت بالای ویژگیهای تصادفی هندسی درزهها شامل جهتداری و پایایی در رفتار هیدرولیکی تودهسنگ ساختگاه سد لیرو، مدل شبکه شکستگیهای گسسته سهبعدی درزهها تهیه و توسعه داده شد. به این منظور کدی در نرمافزار Mathemtica ، با نام 3D-DFN نوشته شد. درزههای ساختگاه پبه روش شبکه شکستگیهای گسسته سهبعدی مدلسازی گردید. در نهایت مدل هندسی تهیه شده بر اساس مقایسه آمارههای توابع توزیع بدست آمده از خروجی مدل با آمارههای توابع توزیع ورودی مدل اعتبارسنجی شد. نتایج بدست آمده در اغلب موارد نشان دهندهی انطباق بیش از 90% است. همچنین مقادیر شدتهای درزهداری خطی، سطحی و حجمی( P10 ، P21 و P32 ) از مقاطع دو بعدی تهیه شده همراستا با سطوح برداشت و مدل سه بعدی محاسبه شد و با مقادیر برداشت مقایسه گردید. مقادیر P10 و P32 بیش از 90% انطباق را نشان داد و مولفه P21 بیش از 75% با دادههای واقعی انطباق داشت. نتایج حاصل از این مقاله را میتوان به عنوان ورودی قابل اطمینان برای مدلسازی عددی تحلیل پایداری و تحلیل هیدرولیکی مورد استفاده قرار داد.انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Estimation of Minimum Heterogeneous Face Support Pressure in Mechanized Tunneling Using Numerical and Analytical Methods, Case Study: Tehran Metro Line 7برآورد حداقل فشار نگهدارنده جبههکار ناهمگن تونلسازی مکانیزه با استفاده از روش های تحلیلی و عددی، مطالعه موردی: مترو تهران، خط 7476085027FAکلثوم ترکمان جودانشگاه یزد- دانشکده عمران- گروه ژئوتکنیکمهدی نجفیدانشگاه یزد- دانشکده مهندسی معدن و متالورژی0000-0002-1609-3702جلیل قلیچ زادهدانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی زمین شناسی دانشگاه یزدحمید مهرنهادعضو هیات علمی/دانشگاه یزدJournal Article20181129Determination of the optimum face support pressure is one of the fundamental tasks in a excavation using tunnel boring machines (TBM). The optimum face-stabilizing pressure ensures the safety of the excavation, helps to minimize a surface settlement and ultimately prevents the collapse of the entire tunnel. Existing methods have been presented only for homogeneous soil at the tunnel face. The heterogeneity or boundaries of the face layers have a significant effect on the stability of the tunnel face. Practical experiences show that the tunnel face stability in heterogeneous soil is relatively more difficult than homogeneous soils and it cannot be easily solved by the models proposed for homogeneous soil. This study investigates the influence of heterogeneity of the soil on the tunnel face instability in EPB TBM . Therefore, the numerical softwares (Plaxis 3D Tunnel and Phase2) and analytical methods (Broere and Carranza-Torres) were used for the stability analysis of tunnel face in heterogeneous soil. The results of comparing values of safety factor showed that analytical methods are conservative. Moreover, the numerical modeling results showed that when the soils with poor material properties are located in the upper part of the face, they can significantly increase the ground pressure and partial slide. From comparing the face support pressure for one layer (assumption of homogenous soil and averaging of physical and mechanical properties of soil) with multilayers of tunnel face, it can be concluded that assuming of tunnel face as a one layer, causes incorrect estimation of tunnel face support pressure.ناهمگنی یا مرزهای لایهها میتواند تاثیر مهمی بر روی پایداری سینهکار تونل داشته باشد. تجربیات عملی نشان میدهد که پایداری جبههکار در خاک ناهمگن به نسبت مشکلتر از خاکهای همگن بوده و نمیتوان به راحتی این مشکل را به طور صریح و در عین حال توسط مدلهای ارایه شده برای خاک همگن حل نمود. محاسبه فشار مناسب در جبههکار تونل هنگام پیشروی، جهت جلوگیری از ناپایداری یک اصل اساسی است. از این رو در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش کاهش مقاومت و مفهوم ضریب ایمنی، وضعیت پایداری جبههکار در تونلسازی مکانیزه روش فشار متعادل کننده زمین (EPB) در شرایط ناهمگن به کمک مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار Plaxis 3D Tunnel و Phase2 و محاسبات تحلیلی تعادل حدی بروئر و تنش حدی کارنزا تورس بررسی و تحلیل شود و در نهایت نقش ناهمگنی و تاثیر لایههای با ویژگی ژئوتکنیکی ضعیفتر در شروع گسیختگی در جبههکار تونل مشخص گردد. با مقایسه مقادیر ضریب ایمنی به دست آمده، مقدارها نشاندهنده محافظه کار بودن روشهای تحلیلی است. نتایج نشان میدهد در زمینهای چندلایه که مواد ضعیف در قسمت فوقانی جبههکار تونل قرار دارند میتوانند سبب افزایش قابل توجه فشار ریزش و نیز ریزش جزئی شوند. با مقایسه فشار جبههکار به دست آمده به دو صورت یک لایه (فرض همگن گرفتن خاک و میانگینگیری از پارامترهای مقاومتی و فیزیکی خاک) و چندلایهای جبههکار، میتوان دریافت که فرض گرفتن یک لایه خاک به برآورد نادرست از حداقل فشار جبههکارمنجر میشود.انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Experimental study on the effect of acid and alkaline rains on geotechnical properties of fine-grained soilمطالعه آزمایشگاهی تاثیرات بارانهای اسیدی و قلیایی بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک ریزدانه617485798FAمصطفی مومنیگروه مهندسی عمران، دانشکده عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایرانرسول اجل لوئیاناستاد گروه زمین شناسی مهندسی دانشگاه اصفهانمیثم بیاتعضو هیت علمی گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران،واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران0000-0001-5525-5199Journal Article20181129In the current study, the effects of acid and alkaline rains on the physical properties of a particular type of clay with low plasticity is evaluated. In order to reproduce the process of interaction between artificial rain and soil, an infiltration setup was fabricated. Solutions of diluted sulfuric acid (H2SO4) and dissolved sodium hydroxide (NaOH) were used to create acidic or alkaline rains, respectively. Distilled water was also used as a reference pH value. Subsequently, the reconstituted samples in a mold are infiltrated by acid or alkaline rains in different pH levels and different fluxes of rainfall. Atterberg limits, Coefficient of permeability, California bearing ratio (CBR) test, and unconfined compressive strength (UCS) of the soil samples were evaluated, to investigate the changes of the mechanical properties of the soil after being exposed to acid or alkaline rain. The obtained results indicated that acidic contamination had a strong influence on the strength characteristics of soils, and the mineralogy of the clay fraction as well as the concentration of acid in the pore fluid could significantly influence the stress-strain behavior of studied soil. However, further decrease in pH (pH=3) and increase in rain fluxes (20 years) caused a significant reduction of the strength. Furthermore, the results indicate that the values of the LL, PI and the soil permeability has increased and the unconfined compressive strength and the CBR has decreased as the artificial rain become more acidic or alkaline, and precipitation years increased from one-year to twenty-years.در مطالعه پیش رو تاثیرات بارانهای اسیدی و قلیایی بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک رس با پلاستیسیته پایین مربوط به نواحی شمال شرقی اصفهان مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه آزمایشگاهی جهت بازسازی فرآیند اندرکنش میان باران مصنوعی و خاک از یک سیستم نفوذ آب در خاک خاص استفاده شده است. بدین صورت که نمونههای بازسازی شده در قالبها، تحت نفوذ بارانهای اسیدی و قلیایی درpH ها و سالهای بارش مختلف قرار گرفتند. آزمونهای حدود اتربرگ، ضریب نفوذپذیری خاک، آزمون ظرفیت باربری کالیفرنیا و مقاومت فشاری محصور نشده نمونه خاک با pH مختلف جهت بررسی تغییرات مکانیکی خاک نسبت به خاک با درجه اسیدیته خنثی(pH=7) انجام شده است. با استفاده از نتایج آزمایشهای انجام شده اثر نفوذ آب با pH های مختلف بر روی رفتار مکانیکی خاک مورد نظر بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که بطور کلی با اسیدی تر شدن یا قلیایی تر شدن هر چه بیشتر آب نفوذی مقادیر حدود اتربرگ (حد روانی و شاخص خمیری) نسبت به نمونه با درجه اسیدیته خنثی افزایشی در حدود 6% در شاخص خمیری و 11% در حد روانی را نشان داده است و میزان نفوذپذیری خاک نیز نسبت به نمونه با pH=7 افزایشی چشمگیری داشته است و در مقادیر مقاومت فشاری محصور نشده و شاخص باربری کالیفرنیا نیز روندی کاهشی مشاهده شده است به گونهای که کاهش در برخی از این مقادیر نسبت به نمونه با باران خنثی به بیش از 50% میرسد.انجمن زمین شناسی مهندسی ایراننشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران2228-524511320181122Verifying Cement Compressive Strength Test Result Using the Most Effective ParametersVerifying Cement Compressive Strength Test Result Using the Most Effective Parameters758385799FAمحمد بهاریهگروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانمعصومه خلیلیگروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانبهنام نصراله زادهگروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانJournal Article20181216This study was conducted to analyze factors influencing the compressive strength test. The purpose was to introduce various factors affecting the accuracy of the compressive strength test in accordance with current standards and evaluate the effect of some effective parameters such as equipment, mortar preparation, sample preparation, loading rate and etc.<br /> To check the Reproducibility of the compressive strength test a program was developed to assess the possible modes through changes in loading rate matrix, standard sand, sample preparation, and tester. The changes of each parameter were measured within 2, 7 and 28-day interval, while other conditions were considered as constant based on the EN196-1 and ISIRI 393 standards. <br /> According to the test results, the most important factors in creating the difference in results are the type of the sand and loading rate. The changes in the Reproducibility percentage using different sands with softer grains increases the coefficient of variation and reduced performance of the test. Also in some cases, with increasing the loading rate up to 40%, the compressive strength of 28 days is increased by 13%.This study was conducted to analyze factors influencing the compressive strength test. The purpose was to introduce various factors affecting the accuracy of the compressive strength test in accordance with current standards and evaluate the effect of some effective parameters such as equipment, mortar preparation, sample preparation, loading rate and etc.<br /> To check the Reproducibility of the compressive strength test a program was developed to assess the possible modes through changes in loading rate matrix, standard sand, sample preparation, and tester. The changes of each parameter were measured within 2, 7 and 28-day interval, while other conditions were considered as constant based on the EN196-1 and ISIRI 393 standards. <br /> According to the test results, the most important factors in creating the difference in results are the type of the sand and loading rate. The changes in the Reproducibility percentage using different sands with softer grains increases the coefficient of variation and reduced performance of the test. Also in some cases, with increasing the loading rate up to 40%, the compressive strength of 28 days is increased by 13%.