زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی خصوصیات مهندسی خاک های شهر کرمان و عوامل مؤثر بر میزان رمبندگی آن‌ها

نویسندگان
دانشگاه فردوسی مشهد، گروه زمین شناسی مهندسی
چکیده
خاک‌های رمبنده به‌طور گسترده­ای در نواحی خشک و نیمه‌خشک در سراسر دنیا توزیع شده و حدود 10% از مساحت کل خشکی­های زمین را تشکیل می­دهند. این خاک­ها به‌طور معمول ساختار لانه زنبوری نیمه‌پایدار دارند که مستعد کاهش حجم زیاد یا رمبش، به محض مرطوب شدن است. در این پژوهش برای تعیین خصوصیات مهندسی نهشته­های شهر کرمان علاوه بر گردآوری اطلاعات ژئوتکنیکی موجود، از 50 نقطه در سطح شهر نمونه‌گیری انجام شده است. پراکنش نقاط به‌گونه­ای طراحی شده که پوشش قابل قبولی در سطح شهر داشته باشند. برای تعیین نوع کانی­ها و هم‌چنین بررسی ساختار خاک و نحوۀ آریش دانه­­ها به‌ترتیب از روش XRD و تصاویر میکروسکوپ الکترونی استفاده شد. در بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه­هایی که میزان رمبندگی زیادی نشان می­دهند، ساختار باز و منافذ بین‌دانه­ای دارند. در بخش­های مرکزی شهر دانه­های خاک عموماً دارای اتصال گوشه به گوشه است و در ساختار آن‌ها نظم مشخصی دیده نمی­شود و آرایش ذرات تصادفی و بی‌نظم است و رمبندگی کمی نشان می­دهند. علاوه بر نحوۀ آرایش دانه­ها در برخی نمونه­ها وجود مواد انحلال‌پذیر از جمله بلورهای ژیپس و نمک نقش مهمی در میزان رمبندگی خاک ایفا می­کنند. برای ارزیابی پتانسیل رمبندگی از معیارهای دنیسف، هولتز و هیلف، آیین‌نامۀ ساختمانی روسیه و آیین­نامه ASTM که متداول­ترند، استفاده شده است. بر اساس نتایج به‌دست آمده خاک‌های شهر کرمان عمدتاً در محدودۀ خاک‌های با رمبندگی متوسط قرار می‌گیرند.
کلیدواژه‌ها

1. Phien-wej N., Pientong T., Balasubramaniam A. S., "Collapse and strength characteristics of loess in Thailand", Engineering Geology, 32 (1-2) (1992) 59-72.## 2. Rogers C. D. F., Dijkstra T. A., Smalley I.J., "Hydroconsolidation and subsidence of loess: studies from China, Russia, North America and Europe", Engineering Geology, 37 (2) (1994) 83-113. ## 3. Al-Rawas A. A., "State-of-the-art review of collapsible soils", Science and Technology Review (2000) 115-35. ## 4. Nouaouria M.S., Guenfoud M., Lafifi B., "Engineering properties of loess in Algeria", Engineering Geology, 99 (1-2) (2008) 85-90. ## 5. Ryashchenko T. G., Akulova V. V., Erbaeva M. A., "Loessial soils of Priangaria, Transbaikalia, Mongolia, and northwestern China", Quaternary International, 179 (1) (2008) 90-5. ## 6. Gaaver K. E., "Geotechnical properties of Egyptian collapsible soils", Alexandria Engineering Journal, 51 (3) (2012) 205-10. ## 7. Feda J., "Collapse of loess upon wetting", Engineering Geology, 25 (2-4) (1988) 263-9. ## 8. Houston S. L., Houston W. N., Spadola D. J., "Prediction of field collapse of soils due to wetting", Journal of Geotechnical Engineering, 114 (1) (1988) 40-58. ## 9. Lommler J. C., Bandini P., "Characterization of collapsible soils", In: Proceedings of IFCEE 2015, San Antonio, Texas (2015). ## 10. Fredlund D. G., Gan J. K. M., "The collapse mechanism of a soil subjected to one dimensional loading and wetting", In: Genesis of Properties of Collapsible Soils. NATO ASI Series, vol. 468. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, (1995) 173-205. ## 11. Kato S., Kawai K., "Deformation characteristics of a compacted clay in collapse under isotropic and triaxial stress state", Soils and Foundations, 40 (5) (2000) 75-90. ## 12. Pereira J. H. F., Fredlund D. G., "Volume change behavior of collapsible compacted gneiss soil", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 126 (10) (2000) 907-16. ## 13. Derbyshire E., "Geological hazards in loess terrain, with particular reference to the loess regions of China", Earth-Science Review, 54 (1-3) (2001) 231-60. ## 14. Houston S. L., Houston W. N., Zapata C. E., Lawrence C., "Geotechnical engineering practice for collapsible soils", Geotechnical and Geological Engineering, 19 (3) (2001) 333-55. ## 15. Peng J. B., Sun P., Li X., "Ground fissure: the major geological and environmental problem in the development of Xi’an City, China", Environmental Science and Technology, 2 (2006) 469-74. ## 16. Sun P. P., Zhang M. S., Zhu L. F., "Typical case study of loess collapse and discussion on related problems. Geological Bulletin of China, 32 (6) (2013) 847-51. ## 17. Dudley J. H., "Review of collapsing soils", Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, 97 (SM3) (1970) 925-47. ## 18. Zhang M. H., "Experimental study on wetting and drying deformation characteristics of collapsible loess soils. MS Thesis", Xi’an, China: Chang’an University (2002). ## 19. Fan H. R., Guo R., "Influencing factors of water-collapsible loess of Guanzhong area", Journal of Xi’an University of Science and Technology, 23 (2) (2003)160-3. ## 20. Song Y. S., Wang X. G., "Research into the collapsibility of loess in Longdong District", Soil Engineering and Foundation, 18 (4) (2004) 37-40. ## 21. Clevenger W. A., "Experiences with loess as foundation material", Transactions of the American Society of Civil Engineering, 123 (1) (1958) 151-69. ## 22. Feda J., "Mechanisms of collapse of soil structure", In: Genesis of Properties of Collapsible Soils. NATO ASI Series, vol. 468. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, (1995) 149-72. ## 23. Ayadat T., Hanna A., "Prediction of collapse behavior in soil", Revue Europeenne de Genie Civil, 11 (5) (2007) 603-19. ## 24. Zorlu K., Kasapoglu K. E., "Determination of geomechanical properties and collapse potential of a caliche by in situ and laboratory tests", Environmental Geology, 56 (2009)1449-59. ## 25. Noor S. T., Hanna A., Mashhour I., "Numerical modeling of piles in collapsible soil subjected to inundation", International Journal of Geomechanics, 13 (5) (2013) 514-26. ## 26. Yang Y. L., "Study on collapsible mechanism of loess soils", Science in China: Series B, 7 (1988) 756-66. ## 27. Derbyshire E., Mellors T. W., "Geological and geotechnical characteristics of some loess and loessic soils from China and Britain: a comparison", Engineering Geology, 25 (2-4) (1988) 135-75. ## 28. Delage P., Audiguier M., Cui Y. J., Howat M. D., "Microstructure of a compacted silt", Canadian Geotechnical Journal, 33 (1) (1996)150-8. ## 29. Romero E, Simms P. H., "Microstructure investigation in unsaturated soils: a review with special attention to contribution of mercury intrusion porosimetry and environmental scanning electron microscopy", Journal of Geotechnical and Geological Engineering, 26 (6) (2008) 705-27. ## 30. Osipov V. I., Sokolov V. N., "Factors and mechanism of loess collapsibility. In: Genesis of properties of collapsible soils", NATO ASI seriesvol. 468. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, (1995) 49-63. ## 31. Smalley I. J., Jefferson I. F., Dijkstra T. A., Derbyshire E., "Some major events in the development of the scientific study of loess", Earth Science Review, 54 (1-3) (2001) 5-18. ## 32. Lommler J. C., Bandini P., "Characterization of collapsible soils. In: Proceedings of IFCEE 2015, San Antonio, Texas, (2015). ## 33. Alonso E. E., Gens A., Lloret A., "The landslide of Cortes de Pallas, Spain", Géotechnique, 43 (4) (1993) 507-21. ## 34. Fang X. W., Shen C. N., Li C. H., Wang L., Liu H. J., "Quantitative analysis of microstructure characteristics of Pucheng loess in Shaanxi Province", Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 34 (5) (2013) 1319-24. ## 35. Gu T. F., Wang J. D., Guo L., Wu D. L., Li K. C., "Study of Q3 loess microstructure changes based on image processing", Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 30 (Suppl. 1) (2011) 3185-92. ## 36. El-Ehwany M., Houston S. L., "Settlement and moisture movement in collapsible soils", Journal of Geotechnical Engineering, 116 (10) (1989) 1521-35. ## 37. Tadepalli R., Fredlund D. G., "The collapse behavior of a compacted soil during inundation. Canadian Geotechnical Journal, 28 (4) (1991) 477-88. ## 38. Habibagahi G., Mokhberi M., "A hyperbolic model for volume change behavior of collapsible soils", Canadian Geotechnical Journal, 35 (2) (1998) 264-72. ## 39. Fredlund D. G., Gan J. K. M., "The collapse mechanism of a soil subjected to one dimensional loading and wetting", In: Genesis of Properties of Collapsible Soils", NATO ASI Series, vol. 468. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, (1995) 173-205. ## 40. Jotisankasa A., "Collapse behavior of a compacted silty clay", PhD Thesis. London, UK: University of London (2005). ## 41. Fredlund D. G., Morgenstern N. R., "Stress state variables for unsaturated soils", Journal of the Geotechnical Engineering Division, 103 (5) (1977) 447-66. ## 42. Wheeler S.J., Sharma R. J., Buisson M. S. R., "Coupling of hydraulic hysteresis and stress-strain behavior in unsaturated soils", Géotechnique, 53 (1) (2003) 41-54. ## 43. Kadjar M. H., Nazemzadeh M., Azizan H., Rowshanravan J., "The history of Kerman basin during the Neogene and Quaternary", Geological Survey of Iran, Regional Center for S.E. Iran (Kerman) (1996) 74. ## 44. Ayadat T., Dahili M., "Assessment of Soil Collapse Prediction Methods", International Journal of Engineering, 25 (2) (2012)19-26. ## 45. اداره کل آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک استان کرمان، آرشیو مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک پروژه‌های مختلف اجرا شده در محدودۀ شهر کرمان، سال‌های(1375 تا 1395). ##