ارزیابی ویژگیهای درزه نسبت به عمق در کیفیت توده سنگ(مطالعه موردی سد خیر آباد نیک شهر)

سد خیراباد نیکشهر بر روی رودخانه فصلی در استان سیستان و بلوچستان در ایالت زمین ساختی مکران قرار دارد. سد از نوع خاکی با هسته رسی بوده و ارتفاع ان 42 متر و طول تاج آن 320 متر می باشد. پی سد حداکثر تا عمق 41 متر دربرگیرنده مسائل آبرفتی از نوع GC-GM می باشد. سنگ بستر شامل تناوبی از ماسه سنگ و شیل از واحد انگوران کرتاسه بالایی می باشد.
قبل از مطالعات انجام شده ارزیابی کیفیت توده سنگ در محل ساختگاه سد جهت ارزیابی پایداری بدنه و طراحی پرده تزریق می باشد. در این راستا شاخص هایی که در طبقه بندی مهندسی سنگ به روش RMR مد نظر بوده مورد بررسی قرار گرفته است. این شاخص ها عبارتند از مقاومت فشاری شاخص کیفی سنگ، فاصله درزه ها، کیفیت درزه ها، وضعیت آبهای زیرزمینی و جهت یابی درزه ها.
برای دستیابی به اطلاعات مورد نیاز تعدادی گمانه تا عمق 55 متر حفر گردید و آزمایشات مورد نیاز در محل حفر گمانه ها و برروی نمونه های بدست آمده انجام گردید.
علاوه بر ارزیابی کیفی توده سنگ در محل ساختگاه سد، تاثیر افزایش عمق برروی هرکدام از شاخصهای موثر رده بندی و نهایتاٌ برروی توده سنگ مورد بررسی قرار گرفتند.
تغییرات شاخصهای درزه نسبت به افزایش عمق
1- تغییرات مقاومت تراکمی
بطور کلی فرایندهای سطحی از قبیل عملکرد عوامل هوازدگی و فرسایش و اثر آبهای سطحی موجب کاهش مقاومت تراکمی سنگ می شوند. در مقابل با افزایش عمق فشار همه جانبه (لیتواستاتیکی) افزایش یافته و سبب بالارفتن مقاومت تراکمی توده سنگ میشود. در این رابطه نمونه های سنگ برداشت شده از عمقهای مختلف مورد آزمایش تراکم تک محوری و آزمایش بارگذاری نقطه ای قرار گرفتند و صحت ادعای فوق ثابت گردید.
2- تغییرات شاخص کیفی سنگ RQD
مقدار RQD محاسبه شده برای نمونه های سنگی بدست آمده از عمقهای مختلف تغییرات محسوس در رابطه با افزایش عمق نشان ندادند. هرچند یک افزایش تدریجی دیده می شد. علت این امر تنوع سنگ و تناوب ماسه سنگ و شیل می باشد که درزه های ساختمان بوجود آمده در آنها یکسان نبوده به همین دلیل مقدار RQD یکسان نمی باشد.
تغییرات بازشدگی درزه ها
با توجه به دلایل ذکر شده در رابطه با مقاومت تراکمی، بازشدگی درزه ها نیز با افزایش عمق کمتر و یا حتی سطوح درزه کاملاٌ بسته میشوند. البته موقعیت درزه نسبت به مرکز چین میتواند در میزان بازشدگی موثر باشد.
تغییرات فاصله درزه ها
فاصله درزه عبارت است از فاصله عمودی بین دو درزه مجاور در توده سنگ. بررسیهای انجام شده در منطقه نشان میدهد که فاصله درزه ها با افزایش عمق بیشتر میشود. فاصله درزه ها در عمق کمتر از 10 متر در حدود 10 سانتیمتر است و در عمقهای بیش از 30 متر به بیش از 10سانتیمتر تا 100 سانتیمتر می رسد علت این امر بیشتر به اثر عوامل هوازدگی فیزیکی و تخریب مکانیکی سنگ از قبیل: آزادشدن تنش، عملکرد آبهای نفوذی، بارگذاری و غیره میباشد.
تغییرات پرشدگی درزه ها
در قسمتهای نزدیک به سطح، در اثر عملکرد جریان آبهای سطحی و یا زیرزمینی اغلب مواد پرکننده درزه ها شسته شده و از محیط خارج شده اند و درزه ها بوسیله مواد ناپیوسته از قبیل دانه های ماسه، سیلت و یا مواد رسی پر میشوند. این پدیده ها تا عمقهای کمتر از 6متر در سنگ بستر دیده شد. اما در عمقهای بیشتر هنوز سیمان اولیه توده سنگ که یک سیمان آهکی است دست نخورده باقی مانده و تغییرات کمتری در آن دیده میشود. بنابراین می توان چنین بیان داشت که پرشدگی درزه ها با افزایش عمق بیشتر است. پرشدگی درزه ها می توانند در خصوصیات نفوذپذیری توده سنگ موثر باشد.
تغییرات تراوایی درزه ها
با استناد به آزمایشهای لوژون انجام گرفته درمحل حفر گمانه ها نوعی کاهش تدریجی لوژون با افزایش عمق نشان داده میشوند. البته همه بررسیهای فوق در پایین آوردن عدد لوژون موثر می باشند بنحوی که در عمق 30متر لوژون به کمترین مقدار خود می رسد و با توجه به این مورد تزریق پرده آب بند حداکثر تا این عمق لازمست که گسترش یابد.