مقدمه

پــیش از احــداث پــروژه هــاي مهندســی، لازم اســت ســاختگاه آن مــورد مطالعــه و بررســی قــرار گیــرد. مطالعــات ســاختگاه، عمــدتا شــامل مطالعــات ســطح الارضــی و تحــت الارضــی مــی باشــد.

بررسی هاي سطحی که بـا توجـه بـه عـوارض سـطحی زمـین انجـام مـی شـود، صـرفا ارائـه دهنـده بک سري مشخصات کیفـی محـل مـورد مطالعـه اسـت، بـدین لحـاظ ایـن گونـه مطالعـات قـادر بـه ارائــه پارامترهــاي کمــی مهندســی نمــی باشــند. در ارتبــاط بــا مطالعــات زیرســطحی روشــهاي گونــاگونی وجــود دارد، یکــی از ایــن روشــها آزمــایش پرســیومتري اســت. آزمــایش پرســیومتري اولین بـار در سـال ۱۹۵۷ توسـط لـوئیس منارد،دانشـمند فرانسـوي جهـت مطالعـات پـی بکـار بـرده شــد. از آن پــس آزمــایش پرســیومتري توســعه پیــدا کــرده و انــواع مختلفــی از آن مناســت بــراي شــرایط مختلــف عرضــه شــده اســت(.( Baguelin,et,al. 1978 بــا مقایســه پرســیومتري بــا ســایر آزمایشات برجا وآزمایشگاهی مزایاي زیر را براي پرسیومتري می توان ذکر کرد:

-۱ پرسیومتري یـک آزمـایش برجـا بـوده و لـذا در مکانیـک خـاك پیشـرفته مـورد توجـه قـرار مـی گیرد.

-۲ در مقایسه با سـایر آزمایشـات برجـا ماننـد آزمـایش بـرش پـره اي و نفـوذ مخـروط ، عـلاوه بـر ویژگیهــاي مقــاومتی نظیــر PL و Po ، پارامترهــاي تغییــر شــکل پــذیري خــاك را نیــز مــی تــوان بدست آورد.

-۳ آزمایش پرسـیومتري حجـم بیشـتري از خـاك را تحـت آزمـایش قـرار مـی دهـد، چیـزي کـه در مورد آزمایشهاي دیگر مانند نفوذ مخروط نمی توان گفت.

-۴ در بیشــتر مواقــع نتــایج آزمــایش پرســیومتري بــدون نیــاز بــه آزمایشــات آزمایشــگاهی در طراحی پی قابل استفاده است.
-۵ آزمـایش پرسـیومتري در بسـیاري از خاکهـا قابـل اسـتفاده اسـت، چیـزي کـه در سـایر آزمایشـها شاید به راحتـی نتـوان گفـت . مـثلا آزمـایش بـرش پـره اي کـه در خاکهـاي ماسـه اي و گراولـی بـا زهکشی آزاد جـواب نمـی دهـد. انـواعی از پرسـیومتري فشـار بـالا وجـود دارد کـه جهـت اسـتفاده در سنگ طراحی شده اند. ( Baguelin,et,al. 1978 )

بــه لحــاظ ایــن ویژگیهــا و مزایــا ســت کــه روز بــه روز بــر اســتنفاده ازآزمــایش پرســیومتري در مطالعات ساختگاهی افـزوده شـده و ایـن آزمـایش سـهم بیشـتري از سـبد آزمایشـهاي توصـیه شـده براي مطالعه ساختگاههاي مهندسی را به خود اختصاص می دهد.

۲۰۱

بررسی نتایج آزمایشهاي پرسیومتري در سنگهاي سست((soft rock سازند میشان در جزیره خارك

آزمایشهاي پرسیومتري انجام شده در جزیره خارك ونتایج آن

محــل انجــام آزمایشــات پرســیومتر ي در جزیــره خــارك و در محــل احــداث طرحــی موســوم بــه طرح الفین خارك کـه بـه کارفرمـائی مـدیریت توسـعه پتروشـیمی احـداث مـی شـود ، بـوده اسـت .
در ایــن تحقیــق نتــایج ۱۶۳ آزمــایش پرســیومتري کــه در ۲۵ حلقــه گمانــه انجــام شــده ، مــورد استفاده قرار گرفته اسـت . عمـق گمانـه هـا حـداقل ۱۵ متـر و حـداکثر ۵۴ متـر مـی باشـد . گمانـه ها به روش کربارل گیـري حفـر شـده و مقـاطع اتجـام آزمـایش پرسـیومتري بـه روش توصـیه شـده توســط پهلــوان(۱۳۸۱ )آمــاده ســازي شــده اســت. ســاختگاه مــورد بررســی در مجــاورت ســاحل جزیـره خـارك قـرار گرفتـه اسـت . لیتولـوژي عمـده آن سـنگهاي نـرم ماننـد مـارن ، رس سـنگ ، سیلتستون و کمتر ماسه سنگ هـاي رسـی و سـیلتی مـی باشـد کـه بـه صـورت متنـاوب قـرار گرفتـه انـد . اگـر سـاختگاه مـورد بررسـی در جهـت عمـق در نظـر گرفتـه شـود ، در سـطح بـا رسـوبات منفصل رسی ، سیلتی ، ماسـه اي و غیـره . شـروع شـده و بـا افـزایش عمـق رسـوبات سـیمانته شـده و در قسـمتهاي عمیـق تـر سـنگهاي مـارنی و رس سـنگ هـاي سـیلتی تشـکیل دهنـده سـتون چینـه شناسی هستند . ستون چینـه شناسـی ذکـر شـده بخشـی از سـازند میشـان اسـت . دسـتگاه پرسـیومتر ي مـورد اسـتفاده در ایـن تحقیـق ، پرسـیومتر منـارد نـوع GC بـوده اسـت و حـداکثر فشـار اعمـال شده ۵۰ بـار بـوده اسـت ، لـذا در برخـی از آزمایشـات ، فشـار مـذکور جهـت ایجـاد گسـیختگی در سنگ کافی نبـوده و در نتیجـه پـارامتر PL (فشـار حـدي ) نیـز بدسـت نخواهـد آمـد .گمانـه هـا بـه روش کربارل گیري حفر شده اند .

با توجه بـه اینکـه سـنگ در محـدوده فشـارهاي اعمـالی گسـیخته خواهـد شـد یـا نـه؟ نمودارهـاي فشــا ر- حجــم پرســیومتري اشــکال متفــاوتی خواهنــد داشــت . شــکل ( ۱ ) نمــودار پرســیومتر را نشان می دهـد کـه سـنگ یـا خـاك مـورد آزمـایش دچـار گسـیختگی شـده اسـت . در ایـن نـوع از نمودارهــا عــلاوه بــر Po ، Em و Gm ، PL را نیــز مــی تــوان بدســت آورد . شــکل (۲) نمــودار پرسیومتري را نشان مـی دهـد کـه گسـیختگی رخ نـداده اسـت . از ایـن نـوع نمودارهـا PL را نمـی تــوان بدســت آورد . اســتخراج PL بــر اســاس روش توصــیه شــده در دســتورالعمل آزمــایش پرســیومتري منتشــز شــده توســط ســازمان مــدیریت و برنامــه ریــزي کشــور ۱۳۸۰) )صــورت پذیرفته است .

Em. شــیب منحنــی فشــار- تغییــر شــکل پرســیومتري در محــدوده رفتــار الاســتیک مــی باشــد تشـخیص و تمـایز محـدوده الاسـتیک بـر اسـاس شـکل منحنـی خـزش و بـا ایـن اسـتدلال کـه در محدوده الاستیک خـزش حـداقل مـی باشـد انجـام مـی گیـرد. بـر ایـن اسـاس ، فاصـله بـین اولـین نقطه اي که منحنی خـزش افـت کـرده و ایـن افـت اسـتمرار پیـدا مـی کنـد تـا نقطـه اي کـه مجـددا منحنـی خـزش بـه سـمت بـالا خیـز مـی گیـرد ، محـدوده الاسـتیک تعبیـر مـی شـود( ASTM-D

.( Briaud , J.L. 1992 ) ( 4719-00

۲۰۲

مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، ۱۳۸۴

۳۰ ۳۵۰
۲۵ ۳۰۰

۲۰ ۲۵۰

منحنی فش ار- حجم ۲۰۰
۱۵ V (Cm 3)
150
10 100
منحنی خزش
۵
۵۰

۰ ۰
۳۰ ۲۵ ۲۰ ۱۵ ۱۰ ۵ ۰

Pcorrected (Kg/Cm2)

شکل شماره ( ۱ ) نمودار فشار- حجم پرسیومتر به همراه منحنی خزش (از آزمایش هاي انجام شده

۳۰ ۳۰۰
۲۵ ۲۵۰
۲۰ منحنی فشار- حجم ۲۰۰

۱۵ V (Cm )
3150
10 100
5 منحنی خزش ۵۰

۰ ۰
۳۰ ۲۵ ۲۰ ۱۵ ۱۰ ۵ ۰
Pcorrected (Kg/Cm2)

شکل شماره (۲) نمودار فشار- حجم پرسیومتر به همراه منحنی خزش(از آزمایش هاي انجام شده)

در این مرحله به منظـور بررسـی نتـایج پرسـیومتري و دسـت یـابی بـه یـک الگـو از رونـد تغییـرات پارامترهــاي حاصــل نســبت بــه افــزایش عمــق ، تغییــرات پارامترهــا ي حاصــل در مقابــل افــزایش عمق نمودار شده انـد کـه اشـکال (۶)(۵)(۴)(۳)حاصـل ایـن بخـش از مطالعـه هسـتند.همانگونـه کـه مشــاهده مــی شــود هــر چهــار پــارامتر PL ، Po ، Gm و Em بــا افــزایش عمــق تقریبــا رونــد افزایشی از خود نشان می دهند .

۲۰۳