بررسی وضعیت گردی و گردشدگی سنگ‌ریزه‌های سطحی در تیپ‌های مختلف دشت‌سر با استفاده از شاخص پاورز

مرادی, راضیه; تازه, مهدی; صادقی‌نیا, مجید; قانعی بافقی, محمد جواد

doi:10.22034/emj.2025.719920

بررسی وضعیت گردی و گردشدگی سنگ‌ریزه‌های سطحی در تیپ‌های مختلف دشت‌سر با استفاده از شاخص پاورز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

راضیه مرادی ¹

مهدی تازه ²

مجید صادقی‌نیا ²

محمد جواد قانعی بافقی ³

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد بیابانزدایی، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

² دانشیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

³ استادیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران.

10.22034/emj.2025.719920

چکیده

شکل ذرات و وضعیت آئرودینامیکی آنها دارای نقش قابل‌توجهی در فرسایش بادی می‌‌باشند که خود تحت تأثیر ویژگی_‌های سنگ‌شناسی، نوع محیط رسوبی، طول و مدت حمل، انرژی متوسط حمل، ماهیت و میزان هوازدگی پس از رسوب و مدت زمان انتقال آن می‌باشد. در این مطالعه اقدام به بررسی وضعیت گردی و گردشدگی ذرات سنگ‌ریزه‌های سطحی در سه تیپ دشت‌سر در حوزه دشت یزد اردکان گردید. ابتدا نمونه‌هایی از سنگ‌ریزه‌های سطحی به‌صورت تصادفی جمع‌آوری شد، سپس شاخص‌های گردی و گرد شدگی در تک‌تک سنگ‌ریزه‌های برداشته‌شده (320 سنگ‌ریزه) محاسبه شد. شاخص مورد استفاده در این تحقیق برای گردی و گردشدگی، شاخص پاورز بود که دامنه تغییرات آن از 0/12 برای ذرات کاملا زاویه‌دار تا 1 برای ذرات کاملا گرد شده متغیر است. نتایج تجزیه واریانس یک‌طرفه بین مقادیر به‌دست‌آمده نشان داد مقادیر گردشدگی در تیپ‌های مختلف دشت‌سر با احتمال 95 درصد دارای اختلاف معنی‌دار بوده ولی میزان گردی دارای اختلاف معنی‌دار نیست. نتایج گروه‌بندی با استفاده از آزمون دانکن نیز نشان‌داد که مقادیر گرد‌ شدگی در سه گروه مجزا قابل‌تحلیل می‌باشد که این سه گروه با سه تیپ دشت‌سر منطبق است. میانگین مقادیرگرد شدگی معادل0/18 در دشت‌سر لخت،0/30 در دشت‌سر آپانداژ و 0/33در دشت‌سر پوشیده به‌دست آمد که نشان‌دهنده‌ی گردشدگی بیشتر ذرات در دشت‌سر پوشیده است ولی مقادیر گردی در تیپ‌های مختلف دشت‌سر دارای روند مشخصی نیست.

کلیدواژه‌ها

سنگ فرش بیابان

شاخص پاورز

دشت سر

گردشدگی

گردی

موضوعات

مدیریت و کنترل بیابان

عنوان مقاله English

investigation of roundness and sphericity status of Surface particle in desert pavement in different types of pediments using Powers index

نویسندگان English

Razyeh Moradi ¹

Mahdi Tazeh ²

Majid Sadeghinia ²

Mohammad-Javad Ghaneei-Bafghi ³

¹ M.Sc. in Combatting Desertification, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.

² Associate Professor, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.

³ Assistant Professor, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.

چکیده English

The particle shape and their aerodynamic status play a significant role in wind erosion, which are affected of lithology features, sedimentary environment, length and duration of transport, The average energy of transport, the nature and amount of weathering after deposition, and the duration of its transport. In this study, the status of Sphericity and roundness of Surface pavement particles were investigated in three types of pediment in Yazd-Ardakan plain. First, samples of surface pavement particles were collected randomly, Then, sphericity and roundness indices were calculated in each of the removed particles (320 particles). Powers Index was used in this research for sphericity and roundness, whose range varies from 0.12 for very-angular particles to 1 for well-rounded particles. The results of one-way analysis of variance between the obtained values indicated that there is a significant difference between the amounts of roundness in different types of pediments with 95% confidence level, but the sphericity rate is not significant. The results of grouping using Duncan test also indicated that roundness values can be analyzed in three separate groups, that these three groups consistent to the three types of pediments. The average values of roundness are equal to 0.18 in the erosion pediment, 0.30 in the appendage pediment, and 0.33 in the covered pediment, which indicates that particles in the covered pediment have more roundness but the roundness values in different types of pediments do not have a clear trend.

کلیدواژه‌ها English

Quantitative index

variance analysis

wind erosion

geometric shape

تازه، م.،کلانتری، س.، فتحی‌زاد، ح.، و تقی‌زاده مهرجردی، ر. (1393) . طبقه‌بندی دشت‌سرهای مناطق بیابانی بر اساس پارامترهای ژئومورفومتری مطالعه موردی (عقدا،یزد). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، (4)2، 116-105.

احمدی، ح. (1388). ژئومورفولوژی کاربردی، بیابان و فرسایش بادی، انتشارات دانشگاه تهران.

Angelidakis, V., Nadimi, S., And Utili, S. (2021). SHape Analyser for Particle Engineering (SHAPE): Seamless characterisation and simplification of particle morphology from imaging data. Computer Physics Communications, 265, 107983.

Asadi, R., and Mirghasemi, A. A. (2018). Numerical investigation of particle shape on mechanical behaviour of unsaturated granular soils using elliptical particles. Advanced Powder Technology, 29(12), 3087-3099.

Carbonneau, P. E., Bergeron, N. E., and Lane, S. N. (2005). Texture‐based image segmentation applied to the quantiﬁcation of superficial sand in salmonid river gravels. Earth Surface Processes and Landforms: The Journal of the British Geomorphological Research Group, 30(1), 121-127.

Chung, C. H., and Chang, F. J. (2013). A refined automated grain sizing method for estimating river-bed grain size distribution of digital images. Journal of Hydrology, 486, 224-233.

Gao, L., Wang, D., and Miao, Y. (2024). A review of two-dimensional image-based technologies for size and shape characterization of coarse-grained granular soils. Powder Technology, 120115.

Hu, J., Wu, H., Gu, X., and Zhou, Q. (2023). Particle shape effects on dynamic properties of granular soils: A DEM study. Computers and Geotechnics, 161, 105578.

Krumbein, W. C. (1941). Measurement and geological significance of shape and roundness of sedimentary particles. Journal of Sedimentary Research, 11(2), 64-72.

Li, Z., Hua, J., Yin, P., and Zhang, H. (2024). Shear failure analysis of slip zone soil with different coarse particle shapes: Visualized shear test and PIV technology. Engineering Failure Analysis, 162, 108345.

Maroof, M. A., Mahboubi, A., Noorzad, A., and Safi, Y. (2020). A new approach to particle shape classification of granular materials. Transportation Geotechnics, 22, 100296.

Nguyen, T. T., and Indraratna, B. (2020). The role of particle shape on hydraulic conductivity of granular soils captured through Kozeny–Carman approach. Géotechnique Letters, 10(3), 398-403.

Nie, J. Y., Shi, X. S., Cui, Y. F., and Yang, Z. Y. (2022). Numerical evaluation of particle shape effect on small strain properties of granular soils. Engineering Geology, 303, 106652.

Powers, M. C. (1953). A new roundness scale for sedimentary particles. Journal of Sedimentary Research, 23(2), 117-119.

Sun, Q., Zheng, J., Coop, M. R., and Altuhafi, F. N. (2019). Minimum image quality for reliable optical characterizations of soil particle shapes. Computers and Geotechnics, 114, 103110.

Xie, W. Q., Zhang, X. P., Yang, X. M., Liu, Q. S., Tang, S. H., and Tu, X. B. (2020). 3D size and shape characterization of natural sand particles using 2D image analysis. Engineering Geology, 279, 105915.

Xiao, Y., Liang, F., Zhang, Z., Wu, H., and Liu, H. (2023). Thermodynamic constitutive model for granular soils considering particle shape distribution. Computers and Geotechnics, 162, 105700.

Wadell, H. (1932). Volume, shape, and roundness of rock particles. The Journal of Geology, 40(5), 443-451.

Zhou, Z., Li, Z., Zhang, J., Li, X., and Yang, H. (2024). DEM investigation on sandy soil behaviors under the influence of particle shape. Powder Technology, 441, 119835.