بررسی زمین شناسی مهندسی سد مسجدین منطقه کبودر آهنگ با تاکید بر رفتار مهندسی سنگ های سست

سد مسجدین کبودر آهنگ، یک سد خاکی با ارتفاع 17 متر و حجم مخزن تقریبی 5 میلیون متر مکعب می باشد. این سد در 67 کیلومتری شمال غرب کبودر آهنگ با مختصات جغرافیایی 36 درجه و 28 دقیقه تا 36 درجه و 30 دقیقه عرض شمالی و 48درجه و 13دقیقه تا 48درجه و 15 دقیقه طول شرقی بر روی رودخانه شیخ جراح قرار خواهد گرفت. از نظر زمین شناسی ساختمانی، بخش غالب ساختگاه سد در زون زمین ساختی سنندج-سیرجان و گستره کوچکی از شمال شرقی آن در زون البرز واقع می باشد. این منطقه در اقلیم نیم خشک سرد قرار گرفته است. در گستره حوضه آبگیر سد مسجدین رودخانه دائمی وجود ندارد. مطالعات صحرایی انجام شده شامل درزه برداری، نمونه گیری و انجام آزمون های برجای نفوذپذیری (لوژن و لوفران) و نفوذ استاندارد می باشد. ناپیوستگی های موجود در منطقه شامل سطوح لایه بندی و درزه ها می باشند که عمدتاً سطحی ناهموار و دارای بازشدگی 5/0 تا 100 میلیمتر دارند. آنالیز آماری درزه ها، وجود سه دسته درزه اصلی را در تکیه گاه-چپ ساختگاه نشان می دهد. براساس آزمایش های لوژن و لوفران خاک های منطقه دارای نفوذپذیری متوسط بوده و سنگ های منطقه نفوذپذیری زیاد دارند. براساس مطالعات سنگ شناسی انجام شده، سنگ های تشکیل دهنده ساختگاه سد شامل لایه های ماسه سنگی، مارن آهکی و گل سنگ می باشد که از نوع سازندهای سست می باشد. شیب دیواره های دره ها کم تا متوسط و غالباً کمتر از 30 درجه است. مطالعات آزمایشگاهی شامل آزمون های دانه بندی، هیدرومتری، حدود آتربرگ و نفوذپذیری بوده که طبق استاندارد astm بر روی نمونه های خاک انجام گردیده اند. مطالعات آزمایشگاهی مکانیک سنگ برای سنگ های ساختگاه عبارتند از تعیین ویژگی های فیزیکی، بار نقطه ای، مقاومت فشاری تک محوری، تعیین جرم مخصوص، چگالی خشک و اشباع، تخلخل، درصد جذب آب و دوام پذیری و سرعت سیر موج فشاری که بر اساس استانداردهای isrm انجام گرفته اند. نتایج آزمایش های مکانیک خاک نشان می دهند که خاک های منطقه عمدتا از نوع ml و cl بوده و شواهد جزئی از واگرایی را نشان می دهند. از نظر ویژگی های مکانیکی، خاک های منطقه در بخش بالایی دارای سفتی کم تا متوسط و در بخش پایین سفت تا خیلی سفت می باشند. نتایج آزمایش های مکانیک سنگ نشان می دهند که این سنگ ها دارای مقاومت پایینی می-باشند. میانگین شاخص های مورد آزمایش نشان می دهند که میزان تخلخل نمونه های سنگ بسیار زیاد و بیش از 13 درصد می باشد که ناشی از آواری بودن و سیمان ضعیف سنگ می باشد. به همین ترتیب میزان جذب آب آن ها نیز زیاد است. ازنظر دوام، واحدهای سنگی ساختگاه در رده دوام متوسط تا کم قرار گرفته اند. با توجه به نتایج رده بندی توده سنگ، سنگ پی ساختگاه در شرایط خشک در رده سنگ های ضعیف و در شرایط اشباع در رده سنگ های بسیار ضعیف قرار گرفته اند که نیاز به اقدامات تحکیمی دارند. مقادیر لوژن با مقادیر rqd وابستگی خوبی نشان نمی دهند. دامنه های طبیعی در جناح راست و چپ ساختگاه و سرریز پایدارند و هیچ گونه آثار لغزش بر روی آن دیده نمی شود. از دیدگاه هوازدگی، حدود 5 درصد از سطح درزه ها دارای هوازدگی زیاد و متوسط هستند و 90 درصد باقی مانده بدون هوازدگی و یا کم هوازده هستند. در ارتباط با پرشدگی ها، حدود 22 درصد درزه ها با خاک های ریزدانه پر شده و مابقی درزه ها بدون پر شدگی می باشند. از نظر سطح درزه بیش از 90 درصد مربوط به درزه های دارای سطح صفحه ای و صاف (pl) می باشد و مابقی مواج (un) و پله ای (st) هستند. همچنین سطح حدود 80 درصد از درزه ها صیقلی (sm) و مابقی زبر (r) می باشد. به منظور مطالعه منابع قرضه سد، تعداد 16 چاهک آزمایشی در محدوده زیر پی و گستره مخزن در بالادست حفاری گردیداند. برای شناسایی مصالح درشت دانه رودخانه ای تعداد 5 ترانشه در محل منابع قرضه حفاری و آزمایش های مختلف بر روی آن ها انجام گردیده است.