نشریه زمین شناسی مهندسی

---

تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ بکر در پروژه­های عمرانی از قبیل فضاهای زیرزمینی، سدها، پی­ها و پایداری شیب­ها که با سنگ سرو کار دارند از اهمیت چشم‌گیری برخوردار است. ارائۀ دقیق پارامترهای ژئومکانیکی نظیر مقاومت فشاری و مدول تغییر شکل سنگ، از نقطه نظر طراحی­ها نقش به‌سزایی دارد. ارزیابی این پارامترها اغلب هزینه‌بر، وقت‌گیر و بعضاً به‌لحاظ اجرایی مشکل است و ارائۀ معیاری برای تخمین مناسب آن‌ها می‌تواند در راستای تعداد، نوع آزمایش‌ها و صحت‌سنجی نتایج راه‌گشا باشد. از آن‌جا‌که سازند آسماری به‌طور گسترده­ای در بخش چشم‌گیری از غرب و جنوب غرب کشور رخ‌نمون دارد و پروژه‌های بزرگ مهندسی در ارتباط با این سازند است، بدین لحاظ به موضوع مذکور توجه شده است. مقالۀ حاضر با تجزیه و تحلیل داده­های آزمایشگاهی دو پروژۀ مهم مربوط به ساخت‌گاه سدهای خرسان 1 و 2 که عمدتاً در سازند آهکی آسماری بالایی است، خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، دینامیکی و دوام­داری سنگ بکر و عوامل زمین‌شناسی کنترل کنندۀ تغییرات آن­ها را ارزیابی و تجزیه و تحلیل می‌کند و محدودۀ تغییرات آن­ها با روابط تجربی با تقریب مناسبی ارائه شده است.

---

یکی از راه های کاهش نشت از زیر هسته سد های خاکی استفاده از یک لایه رسی با نام "رس تماسی" با نفوذپذیری بسیار کم و شاخص خمیری متوسط تا بالا و اتصال آن به تکیه گاه ها و هسته میانی سد است. از آنجا که اکثر منابع قرضه در دسترس سد های خاکی دارای شاخص خمیری پایین هستند و همچنین تهیه رس تماسی با شاخص خمیری بالا ازمنابع قرضه دیگر در بیشتر موارد مقرون به صرفه نمی باشد، در این راستا افزودن بنتونیت به رس منبع قرضه جهت بهبود خواص مهندسی آن، راهکار مناسبی می باشد. در پژوهش حاضر تأثیر افزودن درصد های مختلف بنتونیت بر ویژگی های ژئوتکنیکی خاک های ریز دانه منبع قرضه سد چشمه زنه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزودن بنتونیت به این خاک ها علاوه بر کاهش ضریب نفوذپذیری سبب کاهش ضریب تحکیم ، دانسیته خشک حداکثر، عدد ظرفیت باربری کالیفرنیا و .... و افزایش رطوبت بهینه، حدود آتربرگ، چسبندگی و ... می گردد. در پایان با تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده از این آزمایشات، به منظور بهبود خواص مهندسی رس در محل تماس هسته با کف و تکیه گاه ها، درصد بهینه ای برای بنتونیت مصرفی ارائه گردیده است.

---

سدهای زیرزمینی از فن¬آوری¬های سازگار با طبیعت بوده که در مدیریت منابع آب، بویژه جلوگیری از خروج بدون استفاده¬ی آبهای زیرزمینی قابل مصرف، بسیار کار آمد می¬باشند. این سدها سازه¬هایی هستند که جریان طبیعی آب¬های زیرزمینی را مسدود نموده و سبب ایجاد ذخایر آبی در زیر زمین می¬گردند. بررسی خصوصیات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی آبرفت¬های مخزن این نوع سدها حائز اهمیت می¬باشد. بدین لحاظ در تحقیق حاضر ویژگی آبرفت¬های مخزن سد زیرزمینی ماست¬بندی واقع در 15 ‌‌کیلومتری جنوب‌ اردستان مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آبرفت¬های پوششی مخزن به صورت آزمایشگاهی و برجا تعیین گردیده است. نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان می¬دهد این آبرفت¬ها از نوع خاک دانه¬ای متراکم و غیر یکنواخت با خاصیت غیر خمیری می¬باشند. این رسوبات از نظر نفوذپذیری در رده¬ی خاک¬های با نفوذپذیری متوسط تا زیاد قرار می¬گیرند. با توجه به تخلخل بدست آمده از این آزمایشات، در صورت اجرای سد زیرزمینی هم سطح، حجم مخزن معادل حدود 000‚200 متر مکعب می¬باشد.

---

امروزه بافت سنگ به‌وسیلۀ بررسی مقاطع نازک میکروسکوپی و سیستم­های اندازه­گیری تصویر، کمی‌سازی می­شود. یکی از اهداف اصلی کمی­سازی بافت سنگ، بررسی ارتباط ویژگی­های بافتی و فابریک سنگ با خصوصیات مهندسی آن است. روش ضریب بافت[1] یکی از روش­های کمی­سازی بافت سنگ است. در این روش با استفاده از توصیف پارامترهای شکل دانه­ها، دایره­ای بودن، کشیدگی، جهت­گیری و چگالی فشردگی دانه­ها، بافت سنگ کمی‌سازی می­شود. در این تحقیق از این روش برای ارزیابی خصوصیات مهندسی سنگ­های کربناته که قسمت­های وسیعی از کشور را در برگرفته، استفاده شده است. بدین‌منظور تعداد 28 نمونه سنگ کربناته از سازندهای مختلف ایران گردآوری و علاوه بر تعیین ضریب بافت بر روی مقاطع نازک از هر نمونه، آزمایش‌های تعیین چگالی، تخلخل، جذب آب، مقاومت تراکمی تک‌محوره، شاخص بار نقطه­ای، دوام و سایش لس­آنجلس انجام شده است. برای بررسی ارتباط بین ضریب بافت با نتایج هر یک از آزمایش‌ها، از تحلیل­های رگرسیون خطی و غیرخطی استفاده و بهترین رابطه دارای بیش‌ترین ضریب هم‌بستگی (R²) انتخاب شده است. طبق تحلیل­های آماری انجام گرفته ضریب بافت با چگالی (r=0.862)، شاخص بار نقطه­ای (r=0.635)، مقاومت تراکمی تک‌محوره (r=0.942) و شاخص دوام (r=0.701) رابطۀ مستقیم و با درصد جذب آب (r=0.845)، تخلخل (r=0.715) و درصد سایش لس­آنجلس (r=0.697) رابطۀ معکوس دارد. به‌طور‌کلی، با افزایش ضریب بافت، خصوصیات مهندسی سنگ­های کربناته بهبود می­یابد. با بررسی نتایج پژوهش‌های قبلی و هم‌چنین بررسی ضرایب هم‌بستگی در نمونه­های متعلق به یک سازند، درمی­یابیم که اگرچه ارتباط کلی بین ضریب بافت و خصوصیات مهندسی سنگ­ها وجود دارد، ولی این ارتباط در سنگ­های متعلق به یک سازند و یا یک منطقه بیش‌تر و محکم­تر است.

---

سنگ نمک در مقایسه با سنگ‌های سیلیکاته رفتار شکل‌پذیر زیادی را حتی در شرایط پایینی از دما و فشار نشان می‌دهد. بنابراین بررسی ریزساختارهای سنگ نمک در درک مکانیزم‌های دگرشکلی که تغییرشکل سنگ‌ها را کنترل می‌کنند کمک کننده ‌است. در این پژوهش ریزساختارهای موجود در سنگ‌نمک طبیعی متعلق به گنبدنمکی دهکویه با استفاده از روش پراش الکترون‌های برگشتی (EBSD) به‌منظور یافتن علت پدیدۀ لهیدگی در مقیاس میکروسکوپی بررسی شد. بررسی ریزساختاری نشان داد که جریان شکل‌پذیر نمک نتیجۀ عملکرد خزش نابه‌جایی و تبلور مجدد است. برخی از دانه‌ها تغییرشکل درون بلوری مهمی را نشان دادند. تحلیل دگرشکلی دانه‌های تغییر شکل یافته نشان داد که تغییر شکل درون دانه‌ای نتیجه لغزش بر روی سیستم لغزشی <110> (110) و <110> (111) است. لغزش روی چنین سطوحی می‌تواند در همگرایی دیوارۀ تونل نیز مؤثر باشد. ریزساختارهای مشاهده شده در این پژوهش با ریزساختارهای ارائه شده برای نمونه‌های شیستی در منطقۀ هیمالیا قابل قیاس است. از این‌رو، این پژوهش پیشنهاد می‌کند که وقتی سنگ‌های اطراف تونل دربردارندۀ برخی از ریزساختارهای خاص باشند لهیدگی بوقوع می‌پیوندد. به‌نظر می‌رسد نوع سنگ و تاریخچۀ تکتونیکی مهم‌ترین عوامل در وقوع این پدیده هستند.