نشریه زمین شناسی مهندسی

---

یکی از مهمترین مسائل مرتبط در طراحی و اجرای سازه¬های مهندسی، ارزیابی و بررسی دوام آن¬ها در مقابل فرآیند سایش و تر و خشک شدن¬های متوالی است. با توجه به این که دوام عبارت است از مقاومت سنگ در برابر هوازدگی فیزیکی و شیمیایی، حفظ شکل، اندازه و وضیعت ظاهری اولیه در یک مدت زمان طولانی و در شرایط محیطی حاکم بر سنگ، ارزیابی و بررسی آن دارای اهمیت زیادی می باشد. از آنجایی که دستگاه آزمایش دوام استاندارد برای ارزیابی و بررسی دوام سنگ¬های آرژیلیتی و نرم طراحی شده است در نتیجه، ضروری به نظر می¬رسد دستگاه دوامی طراحی شود که بتواند برای ارزیابی دوام سنگ¬های سخت کارایی لازم را داشته باشد. بدین منظور، با تلاش محققین گروه زمین¬شناسی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس تهران، دستگاه دوامی تحت عنوان "دستگاه دوام بزرگ مقیاس" طراحی و ساخته شد. طول و قطر این دستگاه به ترتیب 6 و 3/4 برابر دستگاه دوام استاندارد طراحی شده توسط [1] است و در هرآزمایش به ده نمونه با وزن 400 تا 600 گرم نیاز دارد. برای بررسی کارایی این دستگاه در ارزیابی دوام سنگ¬های سخت، 17 نمونه سنگ با منشا آذرین، رسوبی، دگرگونی و آذر آواری تهیه و ویژگی¬های کانی¬شناسی، فیزیکی و مکانیکی آن¬ها بررسی شد. در ادامه آزمایش¬های دوام استاندارد و بزرگ مقیاس تا 15 چرخه انجام شد و داده¬های بدست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می¬دهد دستگاه دوام بزرگ مقیاس کارایی بیشتر و مناسبتری نسبت به دستگاه دوام استاندارد در ارزیابی دوام سنگ¬های سخت دارد.

---

در این پژوهش تأثیر نانوکائولینیت بر خصوصیات مقاومتی خاک­ لس سیلتی بررسی شده است. برای این منظور نمونه‌ای خاک لس سیلتی از شهرستان کلاله استان گلستان تهیه و آزمایش­های مقاومت فشاری تک‌محوری و برش مستقیم به‌منظور تعیین خصوصیات مقاومتی شامل مقاومت فشاری تک‌محوری، مدول الاستیسیته، چسبندگی و زاویۀ اصطکاک داخلی روی آن انجام شد. آزمایش­ها برای نمونۀ خاک در حالت طبیعی (بدون افزودن نانوکائولینیت) و نمونه­های با 5/0، 1 و 5/1، 2، 3 و 4 درصد وزنی نانوکائولینیت انجام شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان می­دهد که با افزایش نانوکائولیت تا 2 درصد، باعث افزایش در مقاومت فشاری تک‌محوری از 12/1 به 19/1 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع، مدول الاستیسیته از 89/15 به 10/18 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع و چسبندگی از 09/0 به 16/0 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع شده است. با این حال افزودن بیش از 2 درصد نانوکائولینیت باعث تغییرات محسوسی در خصوصیات مقاومتی نشده است. علاوه بر این افزایش نانوکائولینیت تأثیر محسوس افزایشی یا کاهشی روی زاویۀ اصطکاک داخلی نداشته و مقدار آن با تغییرات نانوکائولینیت تقریباً ثابت مانده است. بر اساس نتایج حاصل می­توان از افزودن نانوکائولینیت تا 2 درصد وزنی برای بهبود خصوصیات مقاومتی خاک­های لسی شهرستان کلاله استفاده کرد.

---

منطقه روستایی رباط در شمال شهر خرم آباد (غرب ایران) واقع شده است­. منابع آب زیرزمینی موجود در منطقه برای مصارف شرب و کشاورزی استفاده قرار می­شود. واحدهای لیتولوژی اصلی منطقه عمدتاً شامل آهک، شیل، ماسه سنگ، کنگلومرا و مارن همراه با گچ و نمک است. به‌‌منظور ارزیابی کیفیت آب­های زیرزمینی منطقه تعداد 15 نمونه از چشمه­ها و چاه­های منطقه برداشت شد و برای شاخص­های شیمیایی­، کاتیون­ها­، آنیون­ها و عناصر فرعی تجزیه شد. براساس نتایج تجزیه­ای آب­های منطقه در گروه آب­های سخت تا خیلی سخت، بی مزه، لب شور تا خیلی شور قرار می­گیرند و دارای ماهیت قلیایی هستند. فراوانی یون­های اصلی بدین صورت است Ca>Na>Mg>K و F<NO³<SO⁴ Cl> <HCO³. زیاد بودن مقدار Na، Cl و EC در برخی از نمونه­ها در ارتباط با سازندهای گچی و نمکی و زیاد بودن مقدار نیترات در ارتباط با کودهای کشاورزی استفاده شده کشاورزان است، تعدادی از نمونه­ها غلضت HCO³، Ca و Mg بالاتر از حد مجاز را نشان می­دهند، که می­تواند در ارتباط با سازندهای کربناته منطقه باشد. غالب‌ترین رخساره هیدروشیمیایی آب­های زیرزمینی منطقه Ca- HCO³ و در مرتبۀ بعدی  Na+ K- HCO³است. کیفیت شیمیایی آب­های زیرزمینی مرتبط است با انحلال کانی­ها، تبادل یونی وزمان ماندگاری آب­های زیرزمین در تماس با مواد سنگی است. 85 درصد منابع آبی بررسی شده برای آشامیدن و 73 درصد برای کشاورزی کیفیت خوب تا قابل قبول دارند این دسته از آب­ها از سفره­های آهکی برداشت شده که دارای پوشش مارنی و ماسه سنگی هستند. به‌منظور بررسی زیست محیطی و تأثیر آب­های زیرزمینی بر سلامت انسان، نمونه­ها برای عناصر فرعی (Fe-Cu- Mn-Zn- Pb- Mo-As-Hg-Sn-Ni-Cr ) مورد آنالیز قرار گرفتند، نتایج نشان داد که غلضت همه عناصر فرعی تجزیه شده کم‌تر از حد مجاز است و بدین‌ترتیب منجر به آثار سوء بر محیط زیست و سلامت انسان نمی­شوند.

---

سازند گچساران با سن میوسن، رخنمون وسیعی در برخی نواحی خرم آباد دارد. وجود سنگ ژیپس در این سازند، باعث ایجاد روان آب­های شور در منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد شده است. روان آب­ها باعث هوازدگی نمک در رخنمون­های سنگی منطقه شامل ژیپس، کنگلومرا، ماسه سنگ، سنگ آهک، دولومیت، شیل دولومیتی و مارن مربوط به سازند­های گچساران، آسماری، شهبازان، کشکان، تاربور و امیران گردیده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی و برآورد دوام سنگ­های منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد در مقابل هوازدگی نمک ناشی از روان­ آب­های شور است. برای رسیدن به اهداف پژوهش، 8 نمونه سنگ مختلف از رخنمون­های سنگی منطقه برداشت شد و آزمون­ دوام وارفتگی در محلول اشباع از نمک تا 15 چرخه انجام شد. علاوه بر این ترکیب کانی­شناسی، خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه­ها شامل تخلخل و شاخص بار نقطه­ای تعیین شدند. بر اساس ارزیابی دوام نمونه­ها، ترکیب کانی­شناسی، تخلخل و مقاومت نقش مهمی در دوام نمونه­ها در برابر هوازدگی نمک دارند. مدل آماری حاصل از آنالیز­ رگرسیون چند متغیره نشان می­دهد دوام سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک می­تواند با دقت مناسبی (R²=0.95) با استفاده از تخلخل و شاخص بار نقطه­ای برآورد شود. این مدل به دلیل استفاده از پارامترهای ساده تخلخل و شاخص بار نقطه­ای، می­تواند یک ارزیابی سریع و ارزان از دوام طولانی مدت سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک داشته باشد.
 

---

آب­های جاری شور ناشی از سنگ گچ سازند گچساران در منطقه رباط نمکی، شمال شهرستان خرم آباد، باعث هوازدگی نمک در برخی از سنگ­های منطقه شده است. هوازدگی نمک به دلیل آب­های جاری شور منطقه، یکی از دلایل تغییر خصوصیات ژئومکانیکی سنگ­ها و در نتیجه کاهش دوام آنها است. در این تحقیق به تأثیر آب­های جاری شور بر خصوصیات ژئومکانیکی برخی از سنگ­های رخنمون یافته منطقه رباط نمکی، با انجام آزمایش هوازدگی نمک پرداخته شده است. برای این منظور، دو نمونه سنگ آهک و ماسه سنگ تهیه و آزمایش هوازدگی نمک در آب جاری شور، آب چشمه و محلول اشباع نمک تا 30 چرخه روی آن­ها انجام شد. بعد از هر 5 چرخه، شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها به عنوان آزمایش­های سریع و کم هزینه تعیین شدند. منحنی­های برازش بین چرخه­های آزمایش هوازدگی نمک با شاخص بار نقطه­ای و تخلخل برای هر سه محلول آزمایش تعیین و از آنها دو پارامتر ثابت زوال پذیری و نیمه عمر استخراج شد. تأثیر سه محلول آزمایش روی نمونه­ها با استفاده از این دو پارامتر و همچنین درصد تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل، ارزیابی شد. نتایج نشان داد محلول اشباع نمک، آب چشمه و آب جاری شور به ترتیب بیشترین تا کمترین تأثیر را در تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها داشته­اند. همچنین تجزیه و تحلیل داده­ها نشان می­دهد که ماسه سنگ به دلیل تخلخل بیشتر و لایه­ای بودن نسبت به سنگ آهک، از هوازدگی نمک بیشتر متأثر شده است.