ویژگی های دیداری زمین شناسی مهندسی

در بررسیهای زمین شناسی عمومی در هر  پروژه، سنگ های میزبان با مجموعه ای از ویژگیهای دیداری زمین شناسی مهندسی مشخص می گردند.

ویژگیهای دیداری زمین شناسی مهندسی بر پایه  توصیه های انجمن جهانی زمین شناسی مهندسی (International Association of Engineering Geology=IAEG) و انجمن جهانی مکانیک سنگ (International Society of Rock Mechanics= ISRM) به شرح زیر است:

الف – مقاومت فشاری

مقدار تقریبی مقاومت است که با چکش زمین شناسی و یا چکش اشمیت در بررسیهای روی زمین برآورد می شود و بنابر پیشنهاد ISRM به 7 گروه بخش شده است که با نشانه (R=Rock) روی نقشه زمین شناسی مهندسی بازتاب داده می شود و مفهوم آنها به شرح زیر می باشد:

R0 = سنگ با مقاومت بی‏نهایت کم    5/0-1 مگاپاسکال (E.W)

R1= سنگ با مقاومت بسیارکم            5-1 مگاپاسکال(V.W)

R2= سنگ با مقاومت کم                   25-5 مگاپاسکال(W)

R3= سنگ با مقاومت متوسط             50-25 مگاپاسکال(M.S)

R4= سنگ با مقاومت زیاد                  100-50 مگاپاسکال (S)

R5= سنگ با مقاومت بسیارزیاد           250-100مگاپاسکال(V.S)

R6= سنگ با مقاومت بی‏نهایت زیاد     250> مگاپاسکال(ES)

ب – ستبرای لایه ها

ستبرای لایه‏های سنگهای رسوبی – آتشفشانی – دگرگونی با نشانه L ، با دامنه تغییرهای زیر به کار برده می‏شود:

L1: بسیار ستبر لایه – توده‏یی (>2m.)

L2: ستبر لایه (2-0.6m.)

L3:: متوسط لایه (0 0.6-0.2 m)

L4: نازک لایه ( 0.2-0.06m)

L5: بسیار نازک لایه (<0.06m)

برای سنگهای نفوذی که دارای لایه‏بندی نیستند، نشانه L0 در نظر گرفته می‏شود.

پ – فاصله داری درزه ‏ها و شکستگیها

برای فاصله داری درزه ‏ها نیز نشانه F با دامنه تغییر‏های زیر به کار برده می‏شود:

F1: درزه داری خیلی پهن(Very wide = VW) >2.0m

F2: درزه داری پهن (Wide = W) 2.0-0.6m.

F3: درزه داری متوسط (Medium = M) 0.6-0.2m.

F4: درزه داری نازک(Close = C) 0.2-0.06m.

F5 : درزه داری خیلی نازک <0.06m. (Very close = V.C)

ت – هوازدگی 

برای نمایش هوازدگی نیز، نشانه W با دامنه تغییرهای زیر به کار برده می ‏شود:

W0 = سنگ کاملاً تر و تازه (Fresh) بدون هوازدگی قابل مشاهده

W1 = سنگ با هوازدگی اندک (هوازدگی کمتر از 25 درصد)، هوازدگی فقط به صورت تغییر رنگ در سطح درزه‏های اصلی دیده می‏شود.

W2= سنگ با هوازدگی متوسط (25 – 50 درصد‌سنگ دچار دگرسانی شده است)

W3 = سنگ با هوازدگی زیاد (50-75درصد)، بیش از نیمی از سنگ یا دچار دگرسانی شده یا به خاک تبدیل شده است. بخشهای سالم سنگ به صورت شبکه‏های کوچک قابل مشاهده‏اند.

W4 = سنگ کاملاً هوازده (بیش از 75 درصد) بخش اعظم سنگ دگرسان شده و یا به خاک تغییر شکل داده است. اما ساختار اصلی سنگ هنوز برجا مانده است.

W5= خاک برجا (100 درصد سنگ دچار دگرسانی شده است) دراین حالت تمام مواد تشکیل دهنده سنگ دگرسان شده و هیچ نشانه‏ای از ساختار اصلی و اولیه سنگ قابل مشاهده نیست.

ث – بلوک ریزی 

درسنگها به علت کارکرد نیروهای تکتونیکی، ناپیوستگیهایی به وجود می‏آید (به ویژه درزه‏ها) که از برخورد آنها با یکدیگر، توده سنگ یکپارچه به تکه‏ها و بلوک‏هایی با اندازه‏های متفاوت تبدیل می‏شوند. در دامنه‏ها، در اثر نیروی گرانشی، هوازدگی و فرسایش، این تکه‏ها و بلوکها فرو ریخته و به صورت پوششی روی سنگ اصلی قرار می‏گیرند. اندازة این تکه‏ها و بلوک‏ها نیز در توصیه‏های IAEG پیشنهاد شده است.

توجه به این تکه‏ ها و بلوکها به دو منظور است:

1)     برآورد مقدار RQD که یک برآورد صحرایی است.

2)  درکارهای صحرایی برون و درون زمینی (ترانشه‏ها، تونل، و … ) نیز با هر روشی اجرا شوند تکه سنگها و بلوکها فرو  می‏ریزند،که اندازة آنها دست کم مانند روی زمین است اما گاهی بزرگتر هم می‏شوند که به نوع حفاری (آتشکاری و انفجار یا ماشینی) بستگی دارد.

نشانه حرفی این پارامتر BS است (Block Size)که اندازه‏های آن به صورت زیر تعریف شده است:

V.L.B.S = بلوکهای بسیار بزرگ. 8.0m3 > (>2m)

L.BS = بلوکهای بزرگ 0.2-8.0m3 (2-0.6m)

M.B.S = بلوکهای متوسط (0.6-0.2m) 0.2-0.008 m3

S.B.S = بلوکهای کوچک (0.2-0.06m) 0.0002-0.008m3

VS.B.S = بلوکهای خیلی کوچک (<0.06m.) <0.002m3

ج -  نفوذپذیری

سنگها باتوجه به نمود آنها در روی زمین و وضعیت شکستگیها و حفره‏های به وجود آمده در آنها، نفوذپذیری ثانوی دارند که برآورد تقریبی آن بنابر توصیه‏های انجمن جهانی زمین‏شناسی مهندسی به صورت زیر است:

VHP = نفوذپذیری خیلی زیاد    (Very high permeable) = m/s2-10>

HP  = نفوذپذیری زیاد            m/s = (High Permeable)4-10 – 2-10

MP  = نفوذپذیری متوسط       m/s = (Moderately Permeable) 5-10 – 4-10

SP  = نفوذپذیری خیلی‏کم      m/s = (Slightly Permeable)7-10 –5-10

VSP = نفوذپذیری خیلی کم     m/s = (Very sligtly Permeable)9-10 – 7-10

IMP = نفوذناپذیر                  m/s = (Practically impermeable)9-10 <

 

این 6 پارامتر یا ویژگیهای دیداری زمین شناسی مهندسی در سطح نقشه زمین‏شناسی و به صورت مثلث ساختاری بازتاب داده می شوند که نمودی از مشخصات مهندسی سنگ را در یک نگاه و به صورت مختصر در اختیار قرار می دهند.

مشخص کردن ویژگیهای دیداری یاد شده که یک حالت کلی و نمودارین می‏باشد، که در برونزدها قابل دریافت است و برپایه آنها می‏توان نمودی از ویژگیهای توده سنگ در زیرزمین و فضای حفاری تونل را بدست آورد و چنین وضعیتی هرگز با حفرگمانه بدست نمی‏آید. آنچه روشن است این است که در زیرزمین و به ویژه در ژرفای بیشتر، وضعیت توده سنگ در بسیاری از موارد، بهتر از سطح زمین است.

برای مثال ، هوازدگی توده سنگ، بازشدگی درزه‏ها در زیرزمین بهتر و یاخیلی بهتر از روی زمین می باشد اما ستبرای لایه‏ها(L)، فاصله ناپیوستگیها ازهم (F)، مقاومت فشاری سنگ سالم ( R) کم و بیش همان است که در سطح زمین برآورد می‏شود.

درموردنفوذپذیری توده سنگ به ویژه در آبخوان‏های زیرزمینی ضروری است، حفرگمانه و آزمایش نفوذپذیری (لوژون) انجام بشود. چون نمود روی زمین ممکن است در ژرفا بهتر و یا بدتر بشود.

   + سید مجید میر کاظمیان - ۱٠:۱٠ ‎ق.ظ ; سه‌شنبه ٢٩ فروردین ۱۳٩۱