بخشی از مقاله
چکیده
سد سنگرد، سد خاکی- سنگریزه ا با هسته رسی مایل و ارتفاع ۲۵ متر میباشد که در استان خراسان و در جنوب شرق سبزوار واقع شده است. ساختگاه سد بر رو رسوبات مارنی- تبخیر و فلیشی مربوط به ائوسن میانی و فوقانی قرار دارد که رسوبات فلیشی ساختگاه سد شامل ماسه سنگها، کنگلومراها و مارنها میباشند.
جهت ارزیابی خواص فیزیکی و مکانیکی این سنگها فلیشی، از مغزهها حاصل از گمانهها اکتشافی نمونه بردار صورت گرفت و آزمونها صحرایی شامل بررسی و مطالعه درزهها، بررسی کیفیت توده سنگ بررسی میزان هوازدگی و بررسی میزان جذب آب، وزن واحد حجم، میزان رطوبت، تخلخل، سرعت موج، دوامپذیر، پتانسیل تورم و حد روانی و حد خمیر - بر رو پودر مارنها - ، آزمون بارنقطها،مقاومت تراکمی تک محور، مقاومت کششی برزیلی و آزمون سه محور . پس از انجام این آزمایشات، نتایج مورد تنجزیه و تحلیل قرار گرفته و در نهایت سنگها ردهبندمیشوند.
کلمات کلیدی: سنگرد، فیلیش، مارن- رس، تورمپذیری، دوامپذیری، مقاومت
مقدمه
سد سنگرد در استان خراسان و در جنوب شرق سبزوار واقع شده است و سد خاکی با هسته رسی مرکز و میباشد که در یال شمالی یک ناودیس قرار گرفته است و از سازندها ائوسن میانی و و فوقانی - رسوبات فلیشی و تبخیر - و رسوبات عهد حاضر تشکیل شده که در این مقاله ویژگیها ﮊئوتکنیکی و ﮊئومکانیکی واحد فلیشی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. فلیش رخسارها رسوبی دریایی است با توالی ضخیمی از رسوبات لایه نازک که از مارن، شیل، گلها ماسها و آهکی و غیره تشکیل می شود که در بین آنها کنگلومرا و ماسه سنگها دانه درشت و گر وکیها نیز دیده میشوند.
واحد فلیشی با سن ائوسن فوقانی از تناوب ماسه سنگ، کنگلومرا و مارن تشکیل شده است که با ضخامت ۰۲۲ متر بطور همشیب با کنتاکت تدریجی بر رو واحد مارنی تبخیر قرار دارد و بخش سراب و محور سد بر رو این مجموعه قرار دارد و در مقایسه با واحدها مارنی تبخیر بالا و پایین خود از مقاومت مکانیکی نسبتا با لایی برخوردار بوده و به صورت یک دیواره مقاوم با توپوگرافی مرتفع سازنده بخش اعظم یال شمالی ناودیس می باشد. لایهها ماسه سنگی و مارنی این مجموعه به سمت شمال غرب بطور تدریجی به لایهها ماسهسنگ درشت دانه و کنگلومرا تبدیل میشود.
ضخامت لایهبند در این واحد سنگی در محل سد به سه حالت نازک لایه - متوسط ۰۳ سانتیمتر - و متوسط - ۰۶ سانتیمتر - و ضخیم لایه - بیش از ۰۵۱ سانتیمتر - دیده میشود. شیب و امتداد عمومی آنها در تکیهگاه سمت راست s ۰۷/۵۸ N و در تکیهگاه سمت چپ s ۰۷/۵۰۱ N - تقریبا شرقی- غربی - و به موازات محور ناودیس می باشد. درز و شکافها آن اکثرا توسط رگهها ﮊیپسی و لومی تحت تأثیر آبها فرورو و در نتیجه انحلال و رسوبگذار ثانویه پر گردیده اند.
وضعیت RQD
بررسی وضعیت گمانهها در لایه فلیشی نشان میدهد که بخشها ماسهسنگ و کنگلومرا ضخیم لایه دارا ضریب کیفی بالا بوده و بخشها مارنی در گروه ضعیف تا بسیار ضعیف قرار میگیرند.
وضعیت ناپیوستگیها
سه دسته درزه و سطوح لایهبند مهمترین ناپیوستگیها محور سد را تشکیل میدهند. فراوانی درزهها در تکیه گاه راست ۲ الی ۳ عدد در واحد سطح و در تکیهگاه چپ در بخش زیرین متوسط ۱ عدد در هر ۴ مترمربع و در بخش بالایی بطور متوسط ۱ الی ۲ عدد میباشد. بازشدگی درزهها غالبا بین ۱ تا ۲ سانتیمتر است. فاصله متوسط درزهها در تکیه گاه سمت راست بین ۰۵ تا ۰۸ سانتیمتر و در تکیهگاه سمت چپ ۵/۱ تا ۲ متر می باشد. رسوبات پرکننده درزهها نیز بیشتر از جنس ﮊیپس است و کیفیت سطح درزه ها نیز درحد زبر میباشد.
وضعیت نفوذپذیری
نفوذپذیر ثانویه توده که ناشی از عملکرد درز و شکافهاست، براساس واحد لوﮊن در گمانهها محاسبه شده است. از ارزیابی تغییرات میزان نفوذپدیر چنین نتیجه گیر میشود که توده سنگ پی در جناحین و بستر رودخانه که از تناوب لایهها ماسهسنگ کنگلومرا و مارن تشکیل شده است، از سطح به عمق به ترتیب دارا نفوذپذیر بالا، متوسط و کم میباشد. ضمنا میزان نفوذپذیر در تکیهگاه سمت راست و بستر رودخانه و همچنین در لایهها ماسه سنگی و کنگلومرایی بیشتر میباشد و لایهها مارنی لایهها آب بند درنظر گرفته میشوند.
نتایج آزمونهای آزمایشگاهی
به منظور پی بردن به خصوصیات ﮊئومکانیکی سنگها منطقه، از مغزهها حاصل از گمانهها اکتشافی نمونه بردار صورت گرفت. مغزهها مورد آزمایش دارا قطرحدود۲۶ میلیمتر بودند که از سه نوع سنگ کنگلومرا، ماسهسنگ و مارن- رس - میزان کربنات کلسیم بین ۵۱ تا ۵۲ درصد - میباشند. پس از انتقال نمونهها به آزمایشگاه بر رو آنها آزمایشاتی انجام شد که در زیر مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
ترکیب کانی شناسی
براساس نتایج آزمون XRD کانیها موجود در ماسهسنگها و کنگلومراها عبارتند از کوارتز، کلسیت، آلبیت، میکا، کانیها رسی - مونت موریلونیت و ایلیت - ، هالیت، پیریت، منگانیت و اکسید منگنز و کانیها موجود در مارن-رسها شامل کوارتز، کلسیت، میکا، آلبیت، مونت موریلونیت ،ایلیت و پیریت میباشند.
وزن واحد حجم
وزن واحد حجم طبیعی متوسط در ماسهسنگها ۸۰/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب و در کنگلومراها ۴۳۰/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب و در مارن- رسها ۴/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب میباشد. در مارن- رسها با افزایش میزان کربنات کلسیم، وزن واحد حجم افزایش مییابد چون مارن- رسها دارا ترکیب غالب رسی میباشند، در نتیجه در برابر فرآیندها تکتونیکی رفتار خمیر خواهند داشت و ریزترک و درزه در آنها توسعه پیدا نمیکند، در این حالت کربنات کلسیم نقش سیمان را دارا بوده و با وزن واحد حجم رابطه مستقیم دارد.
تخلخل
نتیجه آزمایشات تخلخل رو ماسهسنگها و کنگلومراها نشان داد که درصد تخلخل در ماسهسنگها بین ۰۱-۲ درصد و در کنگلومراها بین ۰۲-۲ درصد متغیر میباشد . تخلخل مارن- رسها کم بوده و در آنها میزان تخلخل بیشتر تابع ترکیب کانی شناسی و تراکم میباشد و با وزن واحد حجم رابطه معکوس دارد.
دوام پذیری
دوام پذیر به قدرت مقاومت مواد در برابر عوامل مخرب فیزیکی و شیمیایی اطلاق میشود و دوام در آب به میزان مقاومت سنگ در برابر خشک و خیس شدن متوالی اطلاق میشود و از طریق آن میتوان قدرت مقاومت مصال ح در برابر عوامل جو را سنجید. با توجه به نتایج آزمایشات دوامپذیر و طبق طبقهبند گمبل، میزان شاخص دوامپذیر بعد از دو سیکل در ماسهسنگها بین ۶۶ تا ۵۹ درصد، در کنگلومراها بین ۰۸ تا ۰۹ درصد و در مارن-رسها بین ۷۱ تا۳۸ درصد قرار دارد و در نتیجه طبق طبقهبند گمبل، مارن رسها در رده دوام خیلی پایین تا متوسط - بیشتر در رده دوام پایین تا خیلی پایین - و ماسه سنگها و کنگلومراها در رده دوام متوس ط تا تقریبا بالا قرار میگیرند.
علت دوام پایین در مارن-رسها وجود کانیها رسی به میزان نسبتا زیاد و همچنین وجود ریزشکستها و درجه هوازدگی بالا میباشد. درمارن-رسها با افزایش میزان کربنات کلسیم، دوامپذیر افزایش مییابد. با افزایش وزن واحد حجم نیز در سنگها، دوامپذیر افزایش مییابد.
