نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 هیئت علمی/پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
2 استاد دانشگاه فردوسی مشهد
3 دانشیار گروه پژوهشی حفاظت خاک، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور
چکیده
فرسایش‌پذیری، مقاومت و رفتار مهندسی خاک‌ها، متاثر از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها می‌باشد. لیتولوژی و خصوصیات سنگ مادر می‌تواند از عوامل تاثیر‌گذار و کنترل کننده خصوصیات و رفتار خاک‌ها باشند. این مطالعه با هدف بررسی و مقایسه برخی خصوصیات فیزیکی خاکهای ریزدانه مارنی با دو سازند مادری مختلف در حوزه دریاچه نمک قم با شرایط مشابه انجام گرفت. مطالعه بر روی 61 نمونه که از عمق 0.5 تا 1 متری و از 3 منطقه حوزه با پراکنش مناسب در اطراف تهران، قم و ساوه برداشت شده، انجام پذیرفت. نمونه‌ها از خاکهای نزدیک به رخنمون دو سازند مارنی دوره نئوژن، قرمز بالایی و قم، برداشت شده‌اند. پارامترهای فیزیکی مورد بررسی عبارتند از چگالی دانه‌های خاک، دانه‌بندی، حدود اتربرگ و عدد فعالیت خاک که مطابق استانداردهای ASTM بر روی نمونه‌ها، اندازه‌گیری و محاسبه گردید. بررسی خصوصیات فوق مشخص نمود که خاکهای حاصل از این دو سازند مارنی بیشتر سیلتی و تماماَ در رده خاکهای ریزدانه با خمیرایی کم تا متوسط قرار می‌گیرند. مقادیر مربوط به عدد فعالیت خاک و حدود اتربرگ بخصوص حد خمیری و شاخص خمیری، دلالت بر این دارند که کانی‌های رسی در این خاک‌ها به احتمال زیاد بیشتر از نوع کائولینیت و ایلیت و کمتر از نوع مونت‌موریلونیت می‌باشند. مقایسه میانگین و تجزیه واریانس خصوصیات فیزیکی دو گروه خاک مارنی مورد مطالعه با استفاده از آزمونt ، مشخص نمود که در بیشتر خصوصیات فیزیکی، دارای اختلاف معنی‌داری در سطح اطمینان بیش از 95 درصد هستند. دانه‌بندی، حد روانی، شاخص خمیری و عدد فعالیت خاک، خصوصیات فیزیکی دارای اختلاف در این دو گروه خاک هستند. این اختلاف با خوشه‌بندی نمونه‌ها براساس پارامترهای دارای اختلاف به روش سلسله‌مراتبی، مورد اعتبار‌سنجی و تایید قرار گرفت. با توجه به حوزه واحد و شرایط مشابه توپوگرافی و محیطی در تشکیل و تکامل این دو گروه خاک مارنی، نتایج این تحقیق دلالت بر تاثیر شرایط و خصوصیات محیط رسوبی سنگ مادر بر خصوصیات خاک‌ها به خصوص در مراحل اولیه تکاملی آنها دارد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Investigation and comparison of physical properties of marl soils in Qom Lake basin with two different maternal formations
نویسندگان [English]
- Alireza Majidi 1
- Golamreza Lashkaripour 2
- Ziaedin shoaei 3
1 Researcher staff - Soil Conservation and Watershed Management Research Institute
2 professor of engineering geology of ferdosy university
3 Researcher of soil conservation and watershed management research institute
چکیده [English]
Erodibility, resistance and soil engineering behavior are affected by their physical and chemical properties. Lithology and characteristics of parent rock can be such factors that influence on soil properties and behavior. The aim of this study was to investigate and compare some of the physical properties of Marly fine grained soils with two different maternal formations in a unit basin (Qom salt lake). The study was carried out on 61 soil samples. The physical parameters studied are the specific weight of the unit volume of soil, the grain size, the Atterberg limits and the soil activity number, which was measured according to ASTM standards. The investigation of the above mentioned soil properties showed that the soils of these two marl formations are silty and all are classified in the category of fine-grained soils with low to moderate plasticity. The values of the soil activity number and the Atterberg limits, especially the plasticity limit and plasticity index, indicated that the clay minerals in these soils are more Kaolinite and Illite and less montmorillonite. The comparison of variance and mean of physical properties of two groups of soil by using t-student (two independent groups) test, showed that in most of the physical properties of two Marl Soil groups consist of liquid limit, plasticity index, soil activity number and percentage of clay, silt and sand, there is a differences significant level of confidence of over 95%. This difference of physical properties was validated by clustering the samples by hierarchical method. Considering to the unit basin and similar conditions in the formation and evolution of these two groups of soil, the results of this study indicate that conditions and characteristics of the sedimentary environment of the matter rocks mainly affected on the properties and behavior of soils, especially in their early stages of evolution.
کلیدواژه‌ها [English]
- Atterberg limits
- Grain size
- Neogene
- Sedimentary environment of the matter rock
- Soil activity number
- T test of two independent groups
- Aghanbati S.A. 2004. Geology of Iran. Publication of Geological and Mineral Exploration Survey of Iran, 586 pages (in Persian).
- Amini A. 2001. Red coloring of the upper red formation central part of its basin-central zone-Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 12(2): 145-156.
- Askari, F. and A. Fakhar. 1994. Swelling and dispersion of soils from the viewpoint of geotechnical engineering. Institute of Tehran Jiad Daneshgahi Publication (Majed), 245 pages (in Persian).
- Azizi, P., Sh. Mahmoodi, H. Torabi, M.H. Masihebadi and M. Homaee. 2011. Morphological, physico-chemical and clay mineralogy investigation on gypsiferous soils in southern of Tehran, Iran. Middle-East Journal of Scientific Research, 7(2): 153-161.
- Behbodian, J. 2005. Preliminary statistics and probability. Astan Quds Razavi Publication, Third Edition, 114 pages (in Persian).
- Brady, N.C. and R.R. Weil. 1999. The nature and properties of soils, 12th Edition. Prentice-Hall, 881 pages.
- Buol, S.W., F.D. Hole and R.J. Mc Cracken. 1973. Soil genesis and classification. The Iowa State University Press, Ames, IA, 360 pages.
- Burger, I.A. and D.L. Kelting. 1999. Using soil quality indicators to assess forest stand Forest Ecology and Management, 122: 155-156.
- Chaplot, V., M. Bernoux, C. Watler, P. Curmi and U. Herpin. 2001. Soil carbon storage prediction in temperate hydromorphic soils using a morphologic index and digital elevation model. Soil Science, 166: 48–60.
- Ensafi Moghaddam T. 2005. Determination of drought index in the basin of Qom Salt Lake by Demarton Method. Nivar Journal, 30: 55-33 (in Persian).
- Farifte, J., A. Farshad and R.J. George. 2006. Assessing salt-affected soils using remote sensing, solute modeling, and geophysics. Geoderma, 130: 191-206.
- Furquim, S.A.C., R.C. Graham, L. Barbiero and P. Vaddal-Torrado. 2010. Soil mineral genesis and distribution in a saline landscape of the Patanal Wetland, Brazil. Geoderma, 154: 518-528.
- Hashemi, S.S., M. Baghernejad and M. Najafi Ghiri. 2013. Clay mineralogy of gypsiferous soils under different soil moisture regimes in Fars Province. Journal of Agricultural Science and Technology, 15: 1053-1068.
- Kadhum, M.A.A. 2009. Geochemistry and mineralogy of palygorskite rich clays in grecus formation in Dohuk governorate, north of Iraq. Iraqi Bulletin of Geology, 5: 271-274.
- Karlen, D.L., M.J. Maushback and J.W. Doran. 1997. Methods for assessing soil quality. Soil Science Society of American Journal, 86: 342-359.
- Lamas, F., C. Oteo and J. Chacón. 2011. Influence of carbonate content on the stress–strength behavior of neogene marls from the betic cordillera (Spain) in cu triaxial tests using a quasilinear elastic (hyperbolic) model. Engineering Geology, 122: 160–168.
- Majidi, A., G. Lashkaripour and Z. Shoaie. 2017. Prediction of swelling potential of marl soils of Salt Lake Watershed. Journal of Watershed Engineering and Management, 9(3): 292-307 (in Persian).
- Manafi, Sh. 2010. Mineralogical evidence of climate change in some semi-arid soils of southern Urmia, Iran. Soil Science Agrochemistry and Ecology, 4: 17-24.
- Moinpour, M., P. Pourzahed and N. Eftekhari. 2003. Investigation of clay minerals in Qom Formation, wells 3 and 4 of Sarajeh (central Iran region). Investigation and Research Journal of Oil Industry Research Institute, 28: 125-137 (in Persian).
- Owliaie, H.R., A. Abtahi and R.J. Heck. 2006. Pedogenesis and clay mineralogical investigation of soils formed on gypsiferous and calcareous materials, on a transect, southwestern Iran. Geoderma, 134: 62-81.
- Vafaeian, M. 1997. Rock engineering properties: theories and applications. Arkan Publishing, 424 pages (in Persian).
- Yong, R.N. and V.R. Ouhadi. 2007. Experimental study on instability of bases on natural and lime/cement-stabilized clayey soils. Applied Clay Science Journal, 35: 238–249.
)