تحلیل سقوط سنگ و ارزیابی خطر آن به روش تکاملی در دامنه‌های سنگی (مطالعه موردی: روستای اسفیدان، جنوب شرقی شهرستان بجنورد، خراسان شمالی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گنبدکاوس، گلستان

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نوشهر، مازندران

3 استادیار گروه زمین شناسی، دانشگاه لرستان

4 کارشناس ارشد مهندسی عمران، موسسه غیر انتفاعی پویندگان دانش چالوس، مازندران

چکیده

روستای اسفیدان یکی از مناطق تاریخی و توریستی در ۴۵ کیلومتری جنوب شرقی بجنورد در خراسان شمالی است که در یک ناحیه کوهستانی واقع شده است. از آن جایی که سقوط سنگ در این منطقه میتواند منجر به بسته شدن جاده ارتباطی روستا و همچنین آسیب به بخشی از منازل روستایی گردد، در این مقاله رخداد احتمالی سقوط سنگ مورد تحلیل نرم‌افزاری قرار گرفته و همچنین خطر سقوط سنگ در آن ارزیابی شده است. مطالعات میدانی نشان داد که سقوط سنگ در این ناحیه بیشتر ناشی از تکتونیک واحدهای سنگی، وجود ناپیوستگی، بارش های فصلی و یا ترکیبی از این عوامل می باشد. مطالعات درزه نگاری نشان داد که ناپیوستگی های اصلی در این دامنه شامل سه دسته درزه به همراه دو لایه بندی عمده میباشند. همچنین نمونه برداری از لایه های سنگی و انجام آزمایش های مختلف فیزیکو-مکانیکی نشان داد که لایه های سنگی عمدتاً از جنس آهک با مقاومت بالا می باشند. تحلیل نرم افزاری سقوط سنگ در این دامنه بر روی دو مقطع انتخابی توسط نرم‌افزار Rock fall صورت گرفت. در ادامه با تلفیق داده‌های به دست آمده از تحلیل نرم افزاری سقوط سنگ و همچنین داده های میدانی جمع آوری شده از وضعیت فعالیت دامنه، با استفاده از روش تکاملی به ارزیابی پتانسیل سقوط سنگ در دو مقطع انتخابی پرداخته شد. نتایج نشان داد که دامنه از نظر خطر سقوط سنگ در رده خطر متوسط تا بالا قرار دارد و نیاز به اجرای روش‌های حفاظتی برای جلوگیری از آسیب به جاده و منازل مسکونی دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Analysis of rock fall and its risk assessment by evolutionary method in rock slopes (Case study: Esfidan village, southeast of Bojnourd city, North Khorasan)

نویسندگان [English]

  • Rasool Yazarloo 1
  • Taher Zargar Harijani 2
  • Amin Jamshidi 3
  • Reza Mahdavi Izadi 4
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, Gonbad Kavous Branch, Golestan
2 MSc of Civil Engineering, Islamic Azad University, Nowshahr Branch, Mazandaran
3 Assistant Professor, Department of Geology, Lorestan University
4 MSc of Civil Engineering, Institute of Poyandegan Danesh Chalous , Mazandaran
چکیده [English]

Esfidan village is one of the historical and tourist areas in 45 km southeast of Bojnourd in North Khorasan, which is located in a mountainous area. The rock falls in this area can lead to the closure of the village communication road and also damage to part of the village houses. In this paper, the possible occurrence of rock fall is analyzed by software and also the risk of rock fall in it is evaluated. Field investigations have shown that rock falls in this area are mostly due to the tectonics of rock units, the presence of discontinuities, seasonal precipitation or a combination of these factors. Jointing studies have shown that the main discontinuities in the rock slope consist of three sets of joints with two major layers. Also, sampling of rock layers and performing various physico-mechanical tests indicated that the rock layers are mainly made of high-strength limestone. Software analysis of rock fall in this slope was performed on two selected sections by Rock fall software. Then, by combining the data obtained from the software analysis of rock fall and also the field data collected from the status of the slope activity, using evolutionary method, the potential of rock fall in two selected sections was evaluated. The results showed that the slope is in the middle to high risk category in terms of the risk of rock fall and needs to implement protective measures to prevent damage to roads and residential houses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock fall
  • Geomechanical Properties
  • Risk Assessment

مراجع

آقانباتی، ع (1383) زمین­شناسی ایران، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
درگاه ملی آمار (1395) www.amar.org.ir.
Ansari MK, Ahmad M, Singh R, Singh TN (2014) Rockfall hazard assessment at Ajanta Cave, Aurangabad, Maharashtra, India Arab J Geosci 7:1773–1780.
Ansari MK, Ahmad M, Singh R, Singh TN (2018) 2D and 3D rockfall hazard analysis and protection measures for Saptashrungi Gad Temple, Vani, Nashik, Maharashtra – a case study. J Geol Soc India 91:47–56.
Antoniou AA (2013) GIS-based evaluation of rockfall risk along routes in Greece. Environ Earth Sci 70:2305–2318.
Budetta P (2004) Assessment of rockfall risk along roads. Nat Hazards Earth Syst Sci 4:71–81.
Chau KT, Wong RHC, Liu J, Lee CF (2003) Rockfall hazard analysis for Hong Kong based on rockfall inventory. Rock Mech Rock Eng 36:383–408.
Corominas J, Copons R, Moya J, Vilaplana JM, Altimir J, Amigó J (2005) Quantitative assessment of the residual risk in a rockfall protected area. Landslides 2:343–357.
Depountis N, Nikolakopoulos K, Kavoura K, Sabatakakis N (2020) Description of a GIS-based rockfall hazard assessment methodology and its application in mountainous sites. Bull Eng Geol Environ 79:645–658.
Ferrari F, Giacomini A, Thoeni K, Lambert C (2017) Qualitative evolving rockfall hazard assessment for highwalls. Int J Rock Mech Min Sci 98:88–101.
Geniş M, Sakız U, Aydıner BC (2017) A stability assessment of the rockfall problem around the Gökgöl Tunnel (Zonguldak, Turkey). Bull Eng Geol Environ 76:1237–1248.
Hoek E (2007) Pratical rock engineering. RocScience, https://www.rocscience.com/assets/resources/learning/hoek/Practical RockEngineering-Full-Text.pdf.     
ISRM (2007) The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974–2006.
Keskin B, Bacak G, Bilir ME, Geniş M (2020) Investigation of rockfall potential of Zonguldak-Kilimli roadway (Turkey). Arab J Geosci 13: 805–820.
Ku C-Y (2013) Modeling of rockfalls using the lumped mass method and DDA. Proc. 3rd ISRM SINOROCK Symposium-Rock Characterization. In: Feng et al (eds) Modeling and Engineering Design Methods. CRC Press.
Lateltin O, Haemmig C, Raetzo H, Bonnard C (2005) Landslide risk management in Switzerland. Landslides 2:313–320.
Liao X, Wang X, Li L, Liu H, Yang Z, Chen Z (2020) Engineering application and prediction of the influence area of the rockfall hazards. Math Probl Eng 2020:1–14.
Liu H, Wang X, Liao X, Sun J, Zhang S (2020) Rockfall investigation and hazard assessment from Nang County to Jiacha County in Tibet. Appl Sci 10:1–13.
Mineo S, Pappalardo G, Mangiameli M, Campolo S, Mussumeci G (2018) Rockfall analysis for preliminary hazard assessment of the cliff of taormina Saracen Castle (Sicily). Sustain 10:1–18.
Nagendran SK, Ismail MAM (2019) Analysis of rockfall hazards based on the effect of rock size and shape. Int J Civ Eng 17:1919–1929.
Pack RT, Boie K, Mather S, Farrell J (2006) UDOT rockfall hazard rating system: final report and user’s manual Utah Department of Transportation Research and Development Division. Rep. No. UT-06.07, 81.
Pierson LA, Van Vickle R (1993) Rockfall Hazard Rating System participant’s manual. FHWA Sa-93-057 1, 102.
Raetzo H, Lateltin O, Bollinger D, Tripet JP (2002) Hazard assessment in Switzerland - codes of practice for mass movements. Bull Eng Geol Environ 61:263–268.
Ritchie AM (1963) Evaluation of rockfall and its control. Highw. Res. Rec. 17, Stab. Rock Slopes, Highw. Res. Board, Natl. Res. Counc. Washington, D.C. 13–28.
Rocscience (2012) Rocfall-computer program for risk analysis of falling rocks on steep slopes. Version 4.0, Toronto, Canada, https://www.rocscience.com.
Rocscience (2021) Rocfall (v.8.0) https://www.rocscience.com/software/rocfall.
Russell CP, Santi P, Higgins JD (2008) Rockfall Hazard Rating System, Report No: CDOT-2008-7.
San NE, Topal T, Akin MK (2020) Rockfall hazard assessment around Ankara Citadel (Turkey) using rockfall analyses and hazard rating system. Geotech Geol Eng 38:3831–3851.
Saroglou C (2019) GIS-based rockfall susceptibility zoning in Greece. Geosci. 9:163–176
Saroglou H, Marinos V, Marinos P, Tsiambaos G (2012) Rockfall hazard and risk assessment: an example from a high promontory at the historical site of Monemvasia, Greece. Nat Hazards Earth Syst Sci 12:1823–1836.
Sazid M (2019) Analysis of rockfall hazards along NH-15: a case study of Al-Hada road. Int J Geo-Engineering 10:1–13.
Taga H, Zorlu K (2017) Assessment of rockfall hazard on steep slopes: Ermenek (Karaman, Turkey). Yerbilimleri, Bulletin of the Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe University 38(2):161–178.
Ulusay R, Gokceoglu C, Topal T, Sonmez H, Tuncay E, Erguler ZA, Kasmer O (2006) Assessment of environmental and engineering geological problems for the possible re-use of an abandoned rockhewn settlement in Urgüp (Cappadocia), Turkey. Environ Geol 50:473–494.
Youssef A, Maerz NH, Fritz MA, Boulevard M, City J (2003) A risk consequence hazard rating system for Missouri Highway rock cuts. 54th Highw. Geol Symp: 175–195.
Zhu C, Wang D, Xia X, Tao Z, He M, Cao C (2018) The effects of gravel cushion particle size and thickness on the coefficient of restitution in rockfall impacts. Nat Hazards Earth Syst Sci 18:1811–1823.
 
 
نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران
دوره 15، شماره 1
خرداد 1401
صفحه 55-70

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 03 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 دی 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار