خصوصیات مکانیکی و معیار گسیختگی سازندهای آسماری، پابده، ساچون و آغاجاری
| دسته | زمین شناسی مهندسی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| نویسنده | نوذر سامانی- بهنام اویسی |
| تاريخ برگزاری | ۱۸ بهمن ۱۳۶۸ |
به منظور شناسایی، ارزیابی و مقایسه خصوصیات مکانیکی سازندهای آسماری، پابده، ساچون و آغاجاری نمونه های دست نخورده از آنها تهیه و تحت آزمایشات سه محوری و تک محوری مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های استوانه ای
(Aspect ratio=2) توسط دستگاه مغزه گیری
ELE- DC100 آماده و آزمایشات با دستگاه ELE- HOEK Triaxial انجام شده است. نمونه ها در دو حالت تر و خشک و آنهایی که دارای رخ یا درزه بوده در دو حالت عمود و موازی سطوح رخ یا درزه تحت تنش قرار داده شده است. با انجام این آزمایشات مقاومت فشاری (Compressive Strength) و مقاومت برشی
(Shear Strength) نمونه ها تعیین و ژیم گسیختگی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار نمونه ها در آزمایش سه محوری را با سه معیار گسیختگی (Failure criterion) تحت نامهای:
1- Yield criterion
2- Empirical criterion
3- Mohr- Coulomb criterion
مطابقت داده برای هر سازند بهترین معیار گسیختگی شناسایی و انتخاب شده است. بهترین معیار بر اساس محاسبه پارامترهای آماری Standard error of estimate, Correlation Coefficient و R2 برای منحنی شکست که در نتایج آزمایشات سه محوری خورنده شده انتخاب گردیده است. نحوه شکست و رژیم تغییر شکل نمونه ها تابعی از نوع آزمایش (تک محوری یا سه محوری)، لیتولوژی، اندازه فشار همه جانبه، سرعت اعمال تنش، وجود اعمال تنش اصلی نسبت به سطوح ناپیوستگی و همچنین وجود و یا عدم وجود آب بوده است. عکسهای 5-1 نحوه شکست نمونه های مختلف در آزمایش سه محوری تحت شرایط بیان شده در نصویر را نشان می دهد که موارد زیر از آنها قابل استنباط است:
الف: شکست سنگ آهک آسماری از نوع برشی بوده، انتظار می رود گسلش (Faulting) در این سازند نرمال با شیب حدود 60 درجه باشد (لازم به ذکر است که فاکتورهای متعددی نوع گسلش را کنترل می کند که مسلماٌ در این آزمایشات حکمفرما نبوده است).
ب: شکست شیل پابده از نوع Brittle- Shear بوده، وقوع گسل های قائم یا نزدیک به قائم در این سازند محتمل تر است.
ج: شکست ماسه سنگ آغاجاری نیز از نوع برشی است.
د: شکست سنگ گچ ساچون از نوع Ductile با Plastic بوده، احتمال چین خوردگی (Folding) نسبت به گسلش در این سازند بیشتر است.
اگر چه نتایج فوق در مورد سازندهای مطالعه شده دور از واقعیت نیست، اما با انجام آزمایشات بیشتر صحت آنها را باید از نظر آماری تحقیق نمود.
با مقایسه میکروسکوپی مقاطع نازک سنگهای موردطالعه، قبل و بعد از اعمال تنش، پدیده هایی چون کلیواژ های CLC در بلورهای کلسیت، خاموشی موجی در برخی از بلورهای کلسیت، ایجاد شکستگی و ترکهای شاخص در دانه ها و پوسته فسیلهای آهکی، چرخش دانه ها و بهم ریختگی بافتی مشاهده گردیده است.
(Aspect ratio=2) توسط دستگاه مغزه گیری
ELE- DC100 آماده و آزمایشات با دستگاه ELE- HOEK Triaxial انجام شده است. نمونه ها در دو حالت تر و خشک و آنهایی که دارای رخ یا درزه بوده در دو حالت عمود و موازی سطوح رخ یا درزه تحت تنش قرار داده شده است. با انجام این آزمایشات مقاومت فشاری (Compressive Strength) و مقاومت برشی
(Shear Strength) نمونه ها تعیین و ژیم گسیختگی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار نمونه ها در آزمایش سه محوری را با سه معیار گسیختگی (Failure criterion) تحت نامهای:
1- Yield criterion
2- Empirical criterion
3- Mohr- Coulomb criterion
مطابقت داده برای هر سازند بهترین معیار گسیختگی شناسایی و انتخاب شده است. بهترین معیار بر اساس محاسبه پارامترهای آماری Standard error of estimate, Correlation Coefficient و R2 برای منحنی شکست که در نتایج آزمایشات سه محوری خورنده شده انتخاب گردیده است. نحوه شکست و رژیم تغییر شکل نمونه ها تابعی از نوع آزمایش (تک محوری یا سه محوری)، لیتولوژی، اندازه فشار همه جانبه، سرعت اعمال تنش، وجود اعمال تنش اصلی نسبت به سطوح ناپیوستگی و همچنین وجود و یا عدم وجود آب بوده است. عکسهای 5-1 نحوه شکست نمونه های مختلف در آزمایش سه محوری تحت شرایط بیان شده در نصویر را نشان می دهد که موارد زیر از آنها قابل استنباط است:
الف: شکست سنگ آهک آسماری از نوع برشی بوده، انتظار می رود گسلش (Faulting) در این سازند نرمال با شیب حدود 60 درجه باشد (لازم به ذکر است که فاکتورهای متعددی نوع گسلش را کنترل می کند که مسلماٌ در این آزمایشات حکمفرما نبوده است).
ب: شکست شیل پابده از نوع Brittle- Shear بوده، وقوع گسل های قائم یا نزدیک به قائم در این سازند محتمل تر است.
ج: شکست ماسه سنگ آغاجاری نیز از نوع برشی است.
د: شکست سنگ گچ ساچون از نوع Ductile با Plastic بوده، احتمال چین خوردگی (Folding) نسبت به گسلش در این سازند بیشتر است.
اگر چه نتایج فوق در مورد سازندهای مطالعه شده دور از واقعیت نیست، اما با انجام آزمایشات بیشتر صحت آنها را باید از نظر آماری تحقیق نمود.
با مقایسه میکروسکوپی مقاطع نازک سنگهای موردطالعه، قبل و بعد از اعمال تنش، پدیده هایی چون کلیواژ های CLC در بلورهای کلسیت، خاموشی موجی در برخی از بلورهای کلسیت، ایجاد شکستگی و ترکهای شاخص در دانه ها و پوسته فسیلهای آهکی، چرخش دانه ها و بهم ریختگی بافتی مشاهده گردیده است.