نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد دهم، شمارۀ 2 تابستان 5931 7243

بررسي جایگاه سنگهاي مارني در سيستمهاي طبقهبندي مهندسي توده سنگ مطالعه موردي:
ساختگاه سد دوستي

حامد رضایی؛ دانشگاه گلستان
ماشاله خامه چیان؛ دانشگاه تربیت مدرس
تاریخ: دریافت 22/7/32 پذیرش 95/1/32 چکيده
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

با انتخاب 222 متر از مغزههای حفاری در محور سرریز ساختگاه سد دوستی از سنگهای مارنی سازند آب تلخ و انجام طبقهبندی تودۀ سنگ در سیستمهای RMR ،RSR ،RQD و Q، نمونههای بررسی شده در ردههای مختلف طبقهبندیهای مذکور قرار گرفت و فروانی هریک به دست آمد. نتیجه تحقیق نشان میدهد که طبقهبندی RMR مناسبترین روش ارزیابی تودۀ سنگ مارن بررسی شده است و بیش ترین هم بستگی را با شاخص RQD نشان میدهد. اعتبارسنجی روابط مختلف بین Q-RMR با استفاده از نسبت خطا )ER( نشان می دهد که رابطۀ کامرون و همکاران )5395( و مورنو )5392( دارای کم ترین نسبت خطا است و در سنگهای مارنی بررسی شده دارای بیش ترین اعتبار است. رابطۀ بنیاوسکی )5393( تعیینکننده حدپایینی منحنی Q-RMR و رابطۀ کامرون و همکاران )5395( حد بالایی این رابطه در سنگهای مارنی است.

واژههای کليدی: طبقهبندی مهندسی توده سنگ، سنگهای مارنی، زمینشناسی مهندسی، سد دوستی، سازند آب تلخ
7243
مقدمه
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

امروزه طبقهبندی تودهسنگ از گامهای اساسی در طراحی تجربی سازههای مهندسی وابسته به محیط سنگ است. محققان تلاشهای گستردهای برای ارائه روش طبقهبندی جامع و آسان از فهم محیط زمین انجام دادند ولی برحسب کاربرد، روشهای متعددی وجود دارد که در هر پروژهای نیاز به اعمال ضریب و اصلاح است ]5[. از جمله این روشها میتوان به شاخص کیفیت سنگ )RQD(، امتیازدهی ساختاری سنگ )RSR(، امتیازدهی ژئومکانیکی سنگ )RMR( و طبقهبندی کیفیت توده سنگ )Q( اشاره کرد ]2[. سیستمهای طبقهبندی، زمین شناسان مهندسی را قادر میسازد تا ویژگیها و رفتار محیط زمین را به صورت عددی به طراحان معرفی کنند. نتایج آزمایش های روی سنگ بکر به تنهایی نمیتواند ویژگی تودهسنگ را به خوبی بیانکند، بنابراین یکی از روشها طبقهبندی مهندسی تودهسنگ است. در طراحی و نگه داری تونل ]2[، پایدارسازی و پهنهبندی دامنههای سنگی مشرف بر جادهها ]9[، مخازن و پی سدها ]2[، ساختمانها و دامنه معادن روباز، در تحلیل پایداری ترانشه گودبرداریها ،معیارهای شکست سنگ ]1[ استفاده از سیستمهای طبقهبندی توده سنگ معمول است. از مقادیر سیستمهای طبقهبندی با ارائه روابط تجربی به طور گسترده برای محاسبۀ میزان نفوذ ماشین حفاری ]6[ و تعیین ویژگیهای توده سنگ مثل مقاومت و مدولهای ارتجاعی و برشی ]7[ استفاده میشود. با این حال ،استفاده از این سیستمها هنوز محدودیتهای فراوانی دارد، به طوریکه در استفاده از این سیستمها در زونهای گسلی و مناطق کاملاًکاملا برش خورده کارایی آن ها دچار ابهام میشود ]9[. در سنگهای لایهای که از جنسهای مختلف با ویژگیهای ژئومکانیکی متفاوت تشکیل میشوند، میانگینگیری از مقادیر ویژگیها بر اطمینان بخشی از روش تحلیل اثر میگذارد ]3[.
سنگهای مارنی از جمله سنگهای سست و ضعیف در مهندسی به شمار میروند و رفتار دوگانهای از خود بروز میدهد و این رفتار تابع میزان رس و آهک است. هرچه درصد آهک افزایش یابد، خواص مهندسی آن بهبود مییابد و اما هرچه درصد رس افزایش یابد، رفتار سنگ مارن به سمت رفتار خاک پیش میرود ]51[. به همین دلیل مارنها برخی از ویژگیهای 7243
خاک را دارند و آزمایش های مکانیک خاک نیز روی آن انجام میشود. سنگهای مارنی به شدت متأثر از شرایط محیط خود هستند؛ بنابراین در ارزیابی آن ها باید این شرایط را لحاظ کرد. برای مثال وقتی در معرض رطوبت در هوای آزاد قرار میگیرند، شکفته شده و ساختار اولیه آن ها متلاشی میشوند؛ در این وضعیت دیگر نمی توان براساس ویژگیهای اولیه سنگ که قبل از شکفتگی داشته، درباره خواص مهندسی آن قضاوت کرد.
بررسیهای انجام شده، نشان میدهد که پارامترهای ژئومکانیکی مارنها بسیار متنوع و دامنۀ تغییرات آن نسبت به سنگهای دیگر بیش تر است. برای نمونه، عدد RMR در مارنها کم تر از 11% سنگهای آهکی است و مقدار Q تا 56 برابر کم تر از یک سنگ آهک است ]55[. بنابراین، در تحلیلها و طراحیها استفاده از نتایج ردهبندی این سنگها با نبود اطمینان مواجه میشود.
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

در بسیاری از طراحیهای تجربی، پارامترهای مختلف از طریق سیستمهای طبقه بندی توده سنگ برآورد میشود؛ برای تعیین مدول تغییرشکل )Em( سنگ از RMR به فراوانی استفاده میشود ]52[، ]59[، ]52[. با اینحال، اعتبارسنجیهای صورت گرفته نشان میدهد که روابط تجربی جهانی برای سازندهای ایران قابلیت اعتماد کمی دارد ]51[، از این رو، باید پذیرفت که هر رابطۀ تجربی مختص ناحیه و نوع سنگ بررسی شده است.
شاخص RQD به دلیل دست یابی آسان و ارزان از پرکاربردترین پارامتر ارزیابی ویژگیهای ژئومکانیکی سنگها بهشمار میرود. از آن جا که این شاخص تابع تعداد و فاصله بین شکستگیها است، در سنگهای نرم و سست همانند مارنها به تنهایی نمیتواند معرف ویژگی های ژئومکانیکی سنگ باشد ]51[، ]56[.
ویژگیهای سطوح ناپیوستگی نظیر زبری، بازشدگی، پرشدگی، فاصلهداری، مقاومت سطح درزهها در سیستمهای طبقهبندی به کار میرود. این ویژگیها در سنگهای آرژیلیتی و به خصوص مارنها، اثر متفاوتی نسبت به سنگهای شکننده و ترد دارد، برای نمونه مقاومت برشی سطح درزههای سنگهای سخت با افزودن لایۀ نازکی از ماده پرکننده رسی افت زیادی خواهد کرد ]57[، ]59[ و یا زبری سطح درزهها در سنگهای سخت اثر مهمی بر کیفیت سنگ 7273
دارد، در صورتی که در سنگهای مارنی این ویژگیها اثر خیلی کم تری بر کیفیت سنگ دارند.
به عبارت دیگر، مقاومت برشی مارنها بیش تر تابع مقاومت چسبندگی است.
هدف از این تحقیق دست یابی به روابط تجربی بین سیستمهای طبقهبندی سنگ مارن در ساختگاه سد دوستی و اعتبارسنجی آن بر پایه تحلیل های آماری است.

معرفي محدودۀ بررسي شده
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

سنگهای مارنی بررسی شده مربوط به سازند آب تلخ از مجموعه حوضۀ رسوبی کپه داغ است. این سازند ساختگاه سد دوستی واقع بر رودخانه مرزی سرخس ) شمال شرق ایران( را تشکیل داده است. سد دوستی دارای مختصات جغرافیایی 13 1165 طول شرقی و 9116 91 عرض شمالی است. این سد در 591 کیلومتری شرق مشهد و در حدود 71 کیلومتری جنوب سرخس و در حدود 2 کیلومتری بالادست پلخاتون قرار دارد و روی رودخانه مرزی هریررود احداث شد. نزدیک ترین آبادی به این سد روستای قرهسنگی است که در 111 متری شمال آن )پایین دست( قرار دارد )شکل 5(. سد دوستی از نوع خاکی با هسته سیلتی قائم است. عرض هسته 96 متر و ارتفاع آن از بستر رودخانه 79 متر و تراز نرمال آب 72 متر است. طول تاج سد 611 متر و عرض آن 51 متر است. حجم عملیات خاکی حدود 6 میلیون متر مکعب و حجم مخزن 5211 میلیون مترمکعب است [51].

شکل 1. موقعيت ساختگاه سد دوستي
7271زمينشناسي محل سد
محور سد روی یال شرقی یک تاقدیس بزرگ از مجموعه سازندهای حوزۀ کپه داغ قرار دارد و رودخانه هریررود در این محل دارای امتداد شرقی- غربی است )جهت جریان به سمت غرب(. مقطع دره در محل احداث سد به صورت V شکل است و این رودخانه بستر خود را در قسمت فوقانی سازند آب تلخ و قسمت تحتانی سازند نیزار حفر کرده است و سنگهای مارن، شیل و آهکهای مارنی در دیواره چپ سد مربوط به سازندهای آبدراز و آب تلخ است و سنگهای سخت آهکی و ماسهسنگی در جناح راست سد به سازند نیزار تعلق دارد )شکل2(. روی آن ها واحدهای ماسهسنگ و آهک و سیلتستون سازند کلات قرار گرفته است. رسوبات قرمز رنگ سازند پستهلیق در جناح راست بر سازند کلات نهشته شدهاند. مرتفعترین بخش زمینشناسی که در جناح راست مشاهده میگردد مجموعه آهکی، ماسه سنگ سازند چهلکمان است ]51[.
126873790194

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.10.2.3427 ]

-170607-98689



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید