بررسی تاثیر ناپیوستگی ها بر نفوذ پذیری و مقاومت فشاری یک محوری سنگ قبل و بعد از تزریق

ناپیوستگی ها مهمترین ویژگی توده سنگ برای کنترل نفوذ پذیری و مقاومت آن هستند. تزریق به عنوان یکی از روش های بهسازی زمین عمدتاً برای کاهش نفوذ پذیری و ارتقاء مقاومت سنگ استفاده می شود. در این تحقیق تأثیر ناپیوستگی های دارای جهت یافتگی، فراوانی و تعداد دسته های متقاطع در نفوذ پذیری و مقاومت سنگ قبل و بعد از بهسازی با تزریق دوغاب سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های سنگ فاقد ناپیوستگی، دارای یک دسته ناپیوستگی، دو دسته ناپیوستگی، سه دسته ناپیوستگی متقاطع منفرد و سه دسته ناپیوستگی متقاطع که یک دسته آنها دارای چهار ناپیوستگی موازی بوده در گروه های مختلف دارای زاویه شیب صفحه ناپیوستگی ها با جهت افقی به ترتیب 0، 30، 45، 60 و 90 درجه کلاً در دو بخش عمده بدون بهسازی و به صورت بهسازی شده با دوغاب سیمان آماده سازی شده و آزمون های نفوذ پذیری و مقاومت فشاری روی آنها انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نفوذپذیری با افزایش تعداد ناپیوستگی ها و فراوانی آنها به شدت افزایش می یابد، طوری که نفوذپذیری نمونه های سنگ به شدت درزه دار متشکل از 20 قطعه سنگ، صدها هزار برابر (تا 850000 برابر) سنگ یک پارچه است. این نشان می دهد وفور ناپیوستگی ها و مجاری ارتباطی آنها نقش اساسی در نفوذپذیری دارند. نفوذپذیری گروه های نمونه های دارای یک دسته ناپیوستگی و دو دسته ناپیوستگی متقاطع با یک دسته در راستای قائم با افزایش زاویه جهت یافتگی نسبت به راستای عمود بر مسیر جریان آب افزایش می یابد. در گروه های دارای دو و سه دسته ناپیوستگی متقاطع و عمود بر هم، حداقل نفوذپذیری در جهت یافتگی 45 درجه نسبت به جهت عمود بر مسیر جریان آب و بیشترین نفوذپذیری در جهت یافتگی با زاویه 0 و 90 درجه اتفاق می افتد. در گروه های دارای سه دسته ناپیوستگی متقاطع و عمود برهم و یکی از دسته ها دارای چهار ناپیوستگی موازی که مصداق سنگ به شدت درزه دار بوده، حداقل نفوذپذیری در جهت یافتگی 0 درجه و بیشترین نفوذپذیری در جهت یافتگی با زاویه 30 درجه اتفاق می افتد. با بهسازی سنگ درزه دار توسط دوغاب سیمان، ناپیوستگی های با زاویه 90 درجه که موازی مسیر جریان قرار داردند با شدت بیشتری نفوذپذیری آنها نسبت ناپیوستگی ها با زاویه 0 کاهش می یابد. برای کلیه نمونه هایی دارای دسته ناپیوستگی با زاویه 0 یا 90 درجه نسبت به حالت افقی که بدون بهسازی و با بهسازی هستند، شکست در ماده سنگ اتفاق می افتد. برای کلیه گروه های دارای دسته ناپیوستگی های متقاطع و فراوانی مختلف بدون بهسازی در زاویه جهت یافتگی برابر 30، 45 و 60 درجه، شکست در صفحه ناپیوستگی اتفاق می افتد اما در حالت بهسازی شده شکست در سیمان تزریق شده اتفاق افتاده و قطعات نمونه در امتداد ناپیوستگی می لغزند. بیشترین تأثیر تزریق بر مقاومت فشاری در ناپیوستگی ها با زوایای 30 و 60 درجه و کمترین تأثیر در ناپیوستگی ها با زوایای 0 و 90 درجه می باشد. تأثیر بهسازی در کاهش نفوذپذیری بیشتر از تأثیر آن در ارتقاء مقاومت سنگ است. رابطه بین نسبت مقاومت فشاری سنگ درزه دار به مقاومت فشاری سنگ سالم ( ) و ضریب درزه داری (jf) قبل از تزریق تفاوت قابل توجهی رابطه ارائه شده توسط رامامورتی دارد.