بررسی خواص مهندسی شیل ها و تأثیر آنها بر رفتار توده سنگ (مطالعه موردی حفریات زیرزمینی طرح سیاه بیشه)

شیل ها از فراوان ترین سنگ های رسوبی هستند و به دلیل مشکلات ناشی از این سنگ ها در اجرای پروژه های مهندسی، شناخت رفتار مکانیکی و خواص فیزیکی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق به بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی شیل های سازند شمشک و بررسی ارتباط بین این خواص، پرداخته شده است. بدین-منظور نمونه های شیل از گمانه های حفاری شده در منطقه ی سیاه بیشه به دست آمد و خواص فیزیکی و مکانیکی آنها در آزمایشگاه تعیین شد. بررسی خواص پتروگرافی، رفتار تنش- کرنش، پیش بینی مقاومت تراکمی نامحصور از روشهای غیر مستقیم، دوام و وارفتگی، ارزیابی کارایی معیارهای شکست و بررسی رفتار تورمی شیل ها، مباحث اصلی این تحقیق را در مورد سنگ بکر تشکیل می دهند. نتایج به دست آمده از داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که خواص پتروگرافی، حد روانی و شاخص های دوام و وارفتگی سیکل های سوم و چهارم آزمایش، مهمترین عوامل کنترل کننده ی رفتار مکانیکی این سنگ ها هستند. در ادامه با استفاده از خواص به دست آمده در آزمایشگاه و داده-های صحرایی، مقطعی از تونلهای انتقال آب نیروگاه سیاه بیشه که در برخورد با تناوبی از لایه های ماسه سنگ، شیل و سیلتستون است، به روش عددی المانهای مجزاء مدلسازی گردید. نتایج مدلسازی عددی نشان دهنده ی اثر میان لایه های شیل بر ناپایداری سیستم نگهداری پیشنهاد شده توسط روشهای تجربی، به دلیل رفتار ناهمگون توده-سنگ، است.