زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

برآورد خصوصیات فیزیکی و خمیری خاک‌های رسی مارنی تبریز بر اساس عدد SPT

نویسندگان
گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تبریز،ایران
چکیده
آزمون نفوذ استاندارد (SPT) یکی از متداول‌ترین‌ترین آزمایش‌ها در تحقیقات ژئوتکنیک است. در این تحقیق با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ استاندارد، برآورد خصوصیات خمیری و فیزیکی خاک‌های رسی باروش­های آماری بررسی شده است. محدودۀ بررسی شده مربوط به انواع لایه­های رسی و مارنی در شهر تبریز واقع در شمال‌غرب ایران است. دو گمانه ماشینی حفاری شده و آزمایش نفوذ استاندارد به‌همراه سایر آزمون‌های آزماشگاهی برای تعیین همۀ خصوصیات خمیری و فیزیکی روی نمونه‌های تهیه شده انجام شد. با استفاده از نتایج پژوهش‌های پروژه‌های مهم موجود در منطقه، بانک اطلاعاتی مشتمل بر 107 سری از خصوصیات لایه‌های منطقه تهیه شد. ضریب هم‌بستگی اسپیرمن بین خصوصیات فیزیکی و خمیری خاک شامل درصد رطوبت طبیعی، درصد ریزدانه و درصد ذرات رسی، حد روانی، حد خمیری، دامنۀ خمیری، شاخص استحکام، فعالیت، تخلخل اولیه، وزن مخصوص خشک و تنش مؤثر قائم با عدد نفوذ استاندارد تصحیح شده تعیین شد. 8 رابطۀ تجربی موجود برای برآورد نفوذ استاندارد تصحیح شده با داده‌های این تحقیق صحت‌سنجی شد. برای این روابط عموماً نتیجه ضعیف از نظر ضرایب آماری شامل ضریب تبیین (R2)، خطای ریشه میانگین مربعات (RMSE) و شیب خط رگرسیون(CR) به‌دست می‌آید. با استفاده از رگرسیون غیرخطی و بر اساس داده‌های تحقیق حاضر، هشت رابطۀ تجربی جدید بررسی و پیشنهاد شد. ضریب تبیین، خطای ریشه میانگین مربعات و شیب خط رگرسیون برای روابط پیشنهادی نسبت به روابط موجود بهبود یافته است. ضرایب آماری برای مناسب‌ترین رابطه به‌منظور برآورد شاخص استحکام خاک با استفاده از نفوذ استاندارد تصحیح شده حدود 0.7 با خطای 129/0 به‌دست آمد. هم‌چنین دو رابطه برای هم‌بستگی تنش مؤثر قائم و عمق نمونه با نفوذ استاندارد تصحیح شده پیشنهاد شد.


کلیدواژه‌ها

1. Schanid F., "Geo-Characterisation and Propertiey of Natural Soils by in Situ Tests", XVI ICSMGE, Osaka, Millpress Vol.1 (2005).## 2. قنبری ع،" کاوش های صحرائی در مهندسی ژئوتکنیک" نشر پژوهشی نوآوران شریف (1388). ## 3. Kayabaşı A., "Some emprical equations for predicting standard penetration test blow counts in clayey soils: a case study in Mersin, Turkey", Arab J Geosci 8 (2015)7643–7654. ## 4. سازمان مدیریت وبرنامه‌ریزی کشور، "دستورالعمل آزمایش نفوذ استاندارد درمطالعات ژئوتکنیک"، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، دفتر امور فنی و تدوین معیارها (1380). ## 5. ASTM Internationa, "Standard Test Method for Standard Penetration Test (SPT) and Split-Barrel Sampling of Soils", Designation: D1586-11 (2014). ## 6. Hooshmand A., Aminfar M. H., Asghari E., Ahmadi H., "Mechanical and Physical Characterization of Tabriz Marls, Iran", Geotechnical Geology Engineering,Vol.30, (2012) 219-232. ## 7. عباسی ن.، "ارائه رابطۀ تجربی جدید برای برآورد قابلیت فشردگی خاک‌های رسی تحکیم نیافته"، نشریه مهندسی عمران فردوسی سال 24 شمارۀ 2(1392). ## 8. Gibbs H .J., Holtz W. G., "Research on determining the density of sands by spoon penetration testing", In Proceedings of the 4th International Conference on Soil Mechanics, London, 1 (1957) 35-39. ## 9. Lacroix Yves, Horn Harry, "Direct determination and indirect evaluation of relative density and its use on earthwork construction projects: in evaluation of relative density and its role in geotechnical projects involving cohesionless soils", ASTM Special Technical Publication 523 (1973) 251-280. ## 10. Skempton A. W. "Standard penetration test procedures and the effects in sands of overburden pressure, relative density, particle size, aging and over consolidation", Geotechnique 36(3) (1986) 425-447. ## 11. Anbazhagan P., Parihar A., Rashmi H. N., "Review of correlations between SPTN and shear modulus: A new correlation applicable to any region", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 36 (2012) 52-69. ## 12. Seed H. B., Idriss I. M., "Evaluation of liquefaction potentials and deposits based on observation of performance in previous earthquakes", Preprint 81-544, in situ testing to evaluate liquefaction susceptibility, ASCE National Convention, Missouri (1981) 481-544. ## 13. Lee S. H. H., "Regression models of shear wave velocities", J. China Inst. Eng. (1990) 519-532. ## 14. Chatterjee K, Deepankar Cو. "Variations in shear wave velocity and soil site class in Kolkata city using regression and sensitivity analysis", Nat Hazards 69 (2013) 2057-2082. ## 15. Kayabaşı A., "Prediction of pressuremeter modulus and limit pressure of clayey soils by simple and nonlinear multiple regression techniques: a case study from Mersin", Turkey. Environ Earth Sci 66 (2012) 2171-2183. ## 16. Akca N., "Correlation of SPT-CPT data from the United Arab Emirates", Eng Geol 67 (2003) 219-231. ## 17. Topsakal E., Topal T., "Slope stability assessment of a re-activated landslide on the Artvin-Savsat junction of a provincial road in Meydancik, Turkey", Arab J Geosci 4. Doi:10.1007/s12517-013-1210-0 (2014). ## 18. Stalin V. K., Vurukan Arun B. R., "Geographic information system for the development of soil suitability map in south Chennai, India", Arab J Geosci 4. Doi:10.1007/s12517-014-1323-0 (2014). ## 19. Jafarian Y., Sadeghi Abdollahi A., Vakili R., Baziar M. H. "Probabilistic correlation between laboratory and field liquefaction potentials using relative state parameter index (ζR)", Soil Dynamics and Earthquake Engineering 30, (2010) 1061-1072. ## 20. Kalantary F., Ardalan H., Nariman-Zadeh N., "An investigation on the Su–NSPT correlation using GMDH type neural networks and genetic algorithms", Engineering Geology 104 (2009) 144-155. ## 21. Yılmaz I. ,Erzin Y "On the Reliability of SPT-N value as an Indication of Consistency of Clayey Soils", EJGE. (2004) 1-12. ## 22. Sadrkarimi J., Akbarzad M., "Comparative Study of Methods of Determination of Coefficient of Subgrade Reaction", EJGE. (2009) 1-13. ## 23. صدرکریمی ج.، ذکری ا. ،"رفتار خزشی خاک‌های ریزدانه بر اساس مدل های ویسکو الاستیک"، مجلۀ دانشکدۀ فنی ، جلد 33 شمارۀ 3 (مهندسی عمران) (1385) ## 24. Sadrkarimi J., Zekri A., Majidpour H., "Geotechnical features of Tabriz Marl " IAEG2006 Paper number 335 (2006). ## 25. مهندسین مشاور تهران پادیر، " گزارش ژئوتکنیک پروژه ریز پهنه‌بندی لرزه‌ای تبریز" (1386). 26. مهندسین مشاور لرزه زمین‌ساخت،" گزارش ژئوتکنیک پروژه هتل لاله پارک" (1386). ## 27. American Society for Testing and Materials. ASTM D 422-63, "Standard test method for particle size analysis of soils", West Conshohocken, PA, USA.) 2007(.## 28. American Society for Testing and Materialsو ASTM D 2216,"Standard test method for laboratory determination of water (moisture) content of soil and rock by mass", West Conshohocken, PA, USA. )1998(.## 29. American Society for Testing and Materials. ASTM D 4318-93. "Standard test method for liquid limit, plastic limit and plasticity index of soils", West Conshohocken, PA, USA.) 2004(.## 30. Nourani V., Andalib G., Dąbrowska D., "Conjunction of wavelet transform and SOM-mutual information data pre-processing approach for AI-based multi-station nitrate modeling of watersheds", Journal of Hydrology DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.03.002 (2017). ##