بررسی تأثیر ویژگی های ناپیوستگی ها در سرعت سیر امواج صوتی در توده های سنگی (مطالعه ی موردی: منطقه ی دامغان)

ناپیوستگی ها هر نوع سطوح ضعفی هستند که مقاومت سنگ را تحت تأثیر قرار می دهند و باعث می شوند تا رفتار سنگ تغییر کند. بررسی سیستم ناپیوستگی توده های سنگی یکی از مباحث مهم در زمین شناسی مهندسی و مکانیک سنگ است. از آنجا که سازه های مختلفی همچون سدها و تونل ها در توده های سنگی بنا می گردند، شناخت خصوصیات توده سنگ ها در طراحی سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در ابتدای بیشتر پروژه های مهندسی از لحاظ عملیاتی، قادر به انجام کاری نیستیم و هیچ عاملی وجود ندارد تا باعث شود بتوانیم شرایط نامشخص سنگ های زیرساخت گاه یک سد و یا پیشکار یک تونل را ببینیم و به طریقی بتوانیم باعث ذخیره ی هزینه ها، برنامه ریزی ها و حتی نجات جان انسان ها شویم. ازاین رو یکی از روش های ارزان، سریع و عملی برآورد تقریبی ویژگی های توده های سنگی، استفاده از روش های ژئوفیزیکی از جمله اندازه گیری سرعت سیر امواج لرزه ای و التراسونیک در توده های سنگی میزبان، سازه های سطحی و زیرزمینی است. برتری بررسی های التراسونیک در این است که می توانند در مقیاس های نامحدودی به کار گرفته شوند. در این بررسی از چهار نوع سنگ مختلف شامل سه سنگ رسوبی و یک سنگ آذرین، حدود شصت نمونه مغزه (از هر کدام از سنگ ها پانزده مغزه) با استفاده از دستگاه مته ی الماسی در آزمایشگاه گرفته شد و با استفاده از دستگاه التراسونیک پاندیت مورد آزمایش قرار گرفتند تا ارتباط سرعت امواج p و s با ویژگی های ناپیوستگی ها ازجمله: زبری، بازشدگی، جهت گیری، مواد پرکننده، اشباع شدگی و تعداد درزه ها، مورد بررسی قرار بگیرند. در تمامی نمونه ها با افزایش تعداد درزه ها سرعت امواج p و s کاهش می یابند. همچنین در تمامی نمونه ها با افزایش میزان زبری درزه ها مقادیر سرعت ها کاهش می یابد و با افزایش عرض بازشدگی ها (عمودی و موازی) در همه ی نمونه ها سرعت ها دچار کاهش می شوند. اگر امتداد درزه ها موازی با جهت ارسال موج باشد، سرعت بیش ترین مقدار، اگر عمود باشد، کمترین مقدار و در حالت 45 درجه مقداری متوسط دارد. با اشباع کردن هر کدام از نمونه ها مقادیر سرعت موج p افزایش و سرعت موج s کاهش می یابند. در تمامی نمونه ها با بزرگتر شدن اندازه ی ذرات ماده ی پرکننده، سرعت امواج کاهش می یابد. درصورتی که آزمایشات مذکور در صحرا نیز انجام شوند و نتایج آزمایشات آزمایشگاهی و صحرایی مقایسه شود می توان گام بلندی در کاهش هزینه ها و افزایش انجام مطالعات اکتشافی و تعیین پارامترهای مورد نیاز طرح از جمله: نرخ نفوذ دستگاه tbm، تعیین میزان خردشدگی و درزه داری سنگ های یک معدن و ... را برداشت.