Earth Sciences Research Journal

Tunnelling in urban areas by EPB machines: technical evaluation of the system

The paper refers to the methods adopted for building a high-speed railway tunnel system between Bologna and Firenze (Italy), focusing attention on the Bologna node which represents the heart of the system, connecting the high speed network's main lines. The project includes 9 tunnels, accounting for 73 km of the 78 km route crossing below the Apennines. The paper pays attention to the main aspects to be taken into consideration for correctly choosing the tunnel boring machinery (TBM) to be used in urban areas. The fundamental point in analysing technical aspects regarding an earth pressure balance (EPB) machine concerned storing the main excavation parameter values; having collected and organised such data, statistical methods were used for processing it, the instantaneous velocities attained were empirically estimated and idle times were evaluated. The evaluation was made by calculating excavation specific energies (during different excavation phases) to find a satisfactory correlation with the type of ground crossed. Interesting results have been found by comparison with other excavation parameters; in particular, a better understanding of an earth pressure balance shield's working phases has been reached thanks to an experimental study conducted during the construction of tunnels for a high-speed railway system in Italy. The paper contains details collected regarding the operation of two different EPB machines.

Este artículo se refiere a los métodos utilizados para la construcción de túneles para un sistema de trenes de alta velocidad entre Bolognay Firenze (Italia), elpunto de interés está sobre el nodo de Bologna, como el corazón de sistema, conectando las líneas principales de la red de alta velocidad. El proyecto incluye nueve túneles, con 73 de los 78 km cruzando por debajo de los Apeninos. Este artículo presenta los principales aspectos a tener en consideración para la correcta selección de máquinas tuneladoras (TBM) utilizadas en las áreas urbanas. El fundamento en el análisis de los aspectos técnicos consiste en un balance de presión de tierra (EPB) de la máquina relacionado a los principales parámetros en la excavación; una vez recogido y organizado los datos, se realizaron análisis estadísticos, se estimaron las velocidades empíricamente y evaluaron los tiempos de espera. La evaluación fue realizada para el cálculo de las energías específicas de excavación (en diferentes fases de perforación) para encontrar una correlación satisfactoria con el tipo de terreno atravesado. Los resultados obtenidos son interesantes en comparación con parámetros de otras excavaciones; en particular, una mejor compresión en el balance de la presión de tierra en cada fase de trabajo, ha sido descrita gracias a un estudio experimental realizado durante la construcción de túneles para un sistema de trenes de alta velocidad en Italia. Este artículo contiene información detallada recogida de la operación de dos maquinas EPB diferentes.

Analysis and comparison model for measuring tropospheric scintillation intensity for Ku-band frequency in Malaysia

This study has been based on understanding local propagation signal data distribution characteristics an did entifying and predicting the overall impact of significant attenuating factors regarding the propagation path such as impaired propagation for a signal being transmitted. Predicting propagation impairment is important for accurate link budgeting, there by leading to better communication net work system designation. This study has thus used sample data for one year concerning beacon satellite operation in Malaysia from April 2008 to April 2009. Data concerning 12GHz frequency (Ku-band) and 40° elevation angle was collected and analysed, obtaining average signal amplitude value, % and also standard deviation ó which is normally measured in dB to obtain long-term scintillation intensity distribution. This analysis showed that scintillation intensity distribution followed Gaussian distribution forlong-term data distribution. A prediction model was then selected based on the above; Karasawa, ITU-R, Van de Kamp and Otung models were compared to obtain the best prediction model performance for selected data regarding specific meteorological conditions. This studys howed that the Karasaw a model had the best performance for predicting scintillation intensity for the selected data.

Este estudio se basa en la comprensión de las características y distribución de los datos de la señal de propagación local, identificar y predecir el impacto general de los factores atenuantes más significativos relacionados con la trayectoria de propagación, tal como el deterioro de una señal propagada durante su transmisión. La predicción del deterioro en la propagación es importante en la exactitud del enlace presupuesto, permitiendo mejorar la red de comunicación del sistema diseñado. Este estudio utilizo una muestra de datos de un año del funcionamiento del satélite Beacon en Malasia desde abril2008 aabril2009. Los datosserefierenaunafrecuenciade12GHz(Band Ku) y un ángulo de elevaciónde40°, recogidos y analizados, y entonces obteniendo un valor promedio de amplitud de señal, % y una desviación estándar que normalmente se mide en dB para obtener a largo plazo una distribución de la intensidad de centelleo. Este análisis mostró que la distribución de la intensidad de centelleo corresponde a una distribución Gaussiana para datos de distribución a largo plazo. Con base a lo anteriorseseleccionounmodelodepredicción;losmodelosdeKarasawa,ITU-R,VandeKamp and Otung fueron comparados para obtener el mejor modelo de predicción para los datos seleccionados para condiciones meteorológicas específicas. Este estudio mostró que el modelo Karasawa tuvo el mejor desempeño para predecir la intensidad de centelleo para los datos seleccionados.

Scanning electron microscope description of the Afowo oil sand deposits in south-western Nigeria

The Afowo oil sand deposits in parts of Southwestern Nigeria were described by scanning electron microscope for characterizing the reservoir sands, based on their clay content. Twelve core oil sand samples were collected, six of which were selected for analysis based on the similarities in their physical and textural characteristics. The prepared oilsandsamples were then described byscanning electron microscope studies (VEGA TESCAN/LMU scanning electron microscope-SEM). The analysis revealed that the oil sands contained minerals which had been precipitated and occurred as pore filling cement; these minerals included sheet kaolinite, vermiform kaolinite, k- feldspar, pyrite crystals, and corrosion quartz and corrosion feldspar. The SEM images also showed 2-4 µm micro pores and 2-5µm fractures. The study showed that the clay minerals contained in the Afowo formation's reservoir rocks were mainly kaolinite which was not expected to have any negative effects on reservoir quality, especially during enhanced oil recovery operations.

Los depósitos de arenas bituminosas de la Formación Afowo en algunas partes de suroeste de Nigeria fueron analizados con microscopio electrónico para caracterizar las arenas del reservorio, basados en el contenido de arcilla. Doce corazones de arenas bituminosas fueron recolectados, de estos, se seleccionaron seis para análisis basados en las similitudes de sus propiedades físicas y texturales. Las muestras de arena bituminosa preparadas fueron estudiadas con el microscopio electrónico (VEGA TESCAN/LMU Microscopio Electrónico de Barrido-SEM). El análisis reveló que las arenas bituminosas contuvieron minerales que fueron precipitados y que llenaron espacios de poros con cemento; estos minerales incluyen caolinita laminar, caolinita vermiforme, feldespato potásico, pirita, cuarzo y feldespato corroído. Las imágenes SEM mostraron micro poros de 2-4 µm ay fracturas de 2- 5µm. El estudio indicó que los minerales arcillosos contenidos en la rocas del yacimiento de la Formación Afowo, son esencialmente caolinita la cual no tiene efectos negativos sobre la calidad del yacimiento, especialmente durante las operaciones de recobro mejorado.

An appraisal of the geologic structure beneath the Ikogosi warm spring in south-western Nigeria using integrated surface geophysical methods

An integrated surface geophysical investigation involving resistivity and magnetic methods was carried out in the immediate vicinityof the Ikogosi warm spring situated in south-western Nigeria with a viewto delineating its subsurface geological sequence and evaluating the structural setting beneath the warm spring. Total field magnetic measurements and vertical electrical sounding (VES) data were acquired along five N-S traverses. Magnetic and VES data interpretation involved inverse modelling. The inverse magnetic models delineated fractured quartzite/faulted areas within fresh massive quartzite at varying depths and beneath all traverses. The geoelectrical sections developed from VES interpretation results also delineated a subsurface sequence consisting ofa topsoil/weathered layer, fresh quartzite, fractured/faulted quartzite and fresh quartzite bedrock. It was deduced that the fractured/faulted quartzite may have acted as conduit for the movement ofwarm groundwater from profound depths to the surface while the spring outlet was located on a geological interface (lineament).

Una investigación geofísica de superficie a partir de métodos resistivos y magnéticos fue realizada en las inmediaciones de fuentes termales de Ikogosi en el suroeste de Nigeria, para delimitar la secuencia geológica y evaluar la estructura por debajo de fuentes termales. Las mediciones de campo magnético total y los Sondeos Eléctricos Verticales (SEV)se tomaron a lo largo de cinco líneas transversas en dirección N-S. Se incluyó una modelación inversa en la interpretación de los datos magnéticos y resistivos (SEV). Los modelos magnéticos inversos identificaron áreas de cuarcita fracturada y fallada dentro de cuarcitas masivas frescas a diferentes profundidades por debajo de todas las transversas. Las secciones geoeléctricas se desarrollaron a partir de la interpretación de SEVs, que también identificaron una secuencia de suelo/capa meteorizada, cuarcita fresca, cuarcita fracturada yunos estratos de cuarcita poco alterada. Se concluyo que la cuarcita fracturada pudo actuar como conducto para el flujo de las aguas subterráneas cálidas desde grandes profundidades a la superficie, mientras que la fuente de salida fue localizada en una interfaz geológica (lineamiento).

Geological and geophysical evaluation of the Ajana area's groundwater potential, southwestern Nigeria

A combined geological and geophysical evaluation was made of the ground water potential of the Ajana, Remo Northarea in south-western Nigeria; the geology and other structural features of the rocks there strongly influenced and correlated the aquifers' storability and transmissivity. Geological mapping revealed that the area was made up of granite, quartzite and varieties of gneiss, some of which have good secondary porosity and permeability. Ten vertical electric soundings (VES) stations were established using a Schlumberger electrode array. Five geoelectric layers consisting of topsoil, sand, clayey-sandy, fractured / weathered basement and fresh bedrock were delineated. The aquifer layers were the 38.3m thick 283 ?m resistivity sand/sandy clay and 55 - 518 ?m resistivity fractured/weathered basement. Other geoelectric parameters used in evaluating the area's hydrogeological potential included curve type, anisotropy coefficient and reflection coefficient - The QH curve type was predominant in the area. The anisotropy Coefficients suggested VES stations having high groundwater potential ranging from 1.4 - 1.56; while the reflection coefficients for the area ranged from 0.21 - 0.99. The overall results showed that VES stations 8,9 and 10 could be possible groundwater sources having high expected yield.

Se realizó una evaluación geológica - geofísica del potencial hidrogeológico en Ajana, Remo North en la zona suroeste de Nigeria; la geología y las fracturas en las rocas están estrechamente relacionadas con la capacidad de almacenamiento y transmisividad de los acuíferos. El mapeo geológico revela que el área está conformada por granitos, cuarcitas y variedades de gneis, algunos con buena porosidad secundaria y permeabilidad. Se realizaron diez Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) en configuración Schlumberger, donde se establecieron cinco capas: Suelo, arena, arcilla arenosa, basamento fracturado -meteorizado y roca fresca. Las capas acuíferas tiene espesores de 38.2m con resistividades de 283 Ùm para arenay arcilla arenosa, y resistividades entre 55-518 Ùm para el basamento meteorizado. Otros parámetros geoeléctricos utilizados en la evaluación del potencial hidrogeológico de la zona incluyen el tipo de curva, el coeficiente de anisotropía y el coeficiente de reflexión - Las curvas tipo QH fueron predominantes en la zona. Los coeficientes de anisotropía sugirieren que los SEV tienen gran potencial hidrogeológico con un rango de 1.40 a 1.56; mientras que los coeficientes de reflexión para la zona variaron entre 0,21 y 0,99. Los resultados generales mostraron que en los puntos de los SEV 8,9 y 10 podrían ser posibles fuentes de agua subterránea con alto rendimiento.

Communication regarding the geology and vertebrate palaeontology of the Adamantina formation (Bauru group, Upper Cretaceous) in Campina Verde, Minas Gerais State, Brazil

Several geological events occurred on the surface of the earth with the division of the megacontinent Gondwana, including volcanic activity involving extensive lava flows, thus locally and regionally altering the surface's geology. Lava flows in the Serra Geral formation predominantly consist of volcanic lava fissure-derived basalt. Sedimentation upon extrusive igneous rocks occurred after this volcanic event, leading to the deposition of sediments from three formations (Adamantina, Uberaba, and Marília) collectively comprising the upper Cretaceous Bauru group, beginning about 83 million years ago. This was a period when large animals inhabited the planet, including the study area; the Adamantina formation is the largest and oldest. The city of Campina Verde is located there and is where most studies were carried out; the region is known as fossil field.

Varios eventos geológicos ocurren sobre la superficie de la Tierra con la división del megacontinente de Gondwana, incluyendo actividades volcánicas con extensos flujos lava, tanto local como regionalmente, que alteraron la geología de superficie. Los flujos de lava en la Formación Serra Geral consisten en su mayoría de lava volcánica fisurada - derivada del basalto. La sedimentación sobre las rocas ígneas extrusivas, ocurrió después de este evento volcánico, depositando los sedimentos de tres formaciones (Adamantina, Uberaba, y Marília) que comprenden el Grupo Bauru del Cretáceo Superior, y que inicio hace 83 millones de años aproximadamente. En este periodo habitaban grandes animales en el planeta, incluyendo el área de estudio; la Formación Adamantina es la más grande y antigua. La ciudad de Campina Verde, localizada en esta zona, es donde la mayoría de los estudios se llevaron a cabo y es conocida como un campo de fósiles.

Field guides for excursions to the Nevado del Ruiz Volcano and to the Romeral Fault System (Colombia), in the frame of the Neotectonics of arc-continent collision concepts

Central Cordillera of Colombia near to the Nevado del Ruiz volcano, is a seismically active area above the subducting slab ofthe Nazca plate and deforming upper crust of the Andes. Buildings in the region require strengthening against the effects of both types of hazards: earthquakes and volcanoes. During these trips, we will discuss the 13 November, 1985, Nevado del Ruiz Volcano eruption that destroyed the Armero city with about 22,000 deceases, as well the 25 January, 1999, Armenia earthquake (M 6.2) that killed about 2000 people and injured 4000 largely as the result of older, poorly constructed buildings. The economic impact ofthe quake on the region was significant with about 8000 coffee farms either completely or partially destroyed and over 13,000 structures either partially damaged or completely destroyed. Both phenomena are associated to a large-transversal structure termed Caldas tear, which is controlling strong motion earthquakes and the Quaternary volcanism of the northern Andes.