مطالعه زمین­ شناسی مهندسی ماسه سنگ های سازند قرمز بالایی در جنوب استان قم با تاکید بر مقاومت و تغییر شکل پذیری

هدف از انجام این پژوهش، بررسی ویژگی های زمین شناسی مهندسی ماسه سنگ های سازند قرمز بالایی در جنوب قم با تأکید بر مقاومت و تغییر شکل پذیری می باشد. به این منظور، تعداد 30 بلوک از نقاط مختلف سازند قرمز بالایی در منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. در مرحله اول، ویژگی های سنگ شناسی ماسه سنگ ها شامل ترکیب کانی شناسی و خواص بافتی مورد شناسایی قرار گرفته است. به منظور شناخت ویژگی های فیزیکی و مکانیکی پایه ماسه سنگ های انتخاب شده، آزمایش های متعددی شامل آزمایش دانسیته خشک و اشباع، درصد تخلخل، وزن مخصوص، درصد جذب آب، دوام پذیری، سرعت موج طولی، آزمایش بار نقطه ای، برزیلی، مقاومت فشاری تک محوری و سه محوری انجام شده است. همچنین، تأثیر لامیناسیون، درجه اشباع و تغییرات آب و هوایی بر روی رفتار مقاومتی، تغییر شکل پذیری و الگوهای گسیختگی ماسه سنگ های مورد نظر بررسی شده است.بر اساس مشاهدات ظاهری، ماسه سنگ های مورد مطالعه به دو دسته کلی ماسه سنگ-های سبز رنگ و ماسه سنگ های قرمز رنگ تقسیم بندی می شوند. نتایج نشان می دهند که رفتار مهندسی ماسه سنگ های سبز رنگ عمدتاً تابع ویژگی های بافتی است. در حالی که ماسه سنگ های گروه دوم، بیشتر وابسته به درصد سیمان شدگی می باشند. بررسی رفتار ماسه سنگ های لامیناسیون دار نشان می دهد که رفتار مقاومتی و گسیختگی آنها در شرایط فشار و کشش با هم متفاوت است. بر این اساس، مشاهده شده است که حداقل و حداکثرمقاومت فشاری تک محوری به ترتیب در زاویه 30 درجه و 90 درجه حاصل شده است. در حالی که در آزمایش بار نقطه ای و برزیلی با افزایش زاویه ناهمسانگردی، مقاومت سنگ به صورت خطی افزایش می یابد. به عبارتی دیگر، حداقل مقاومت در زاویه صفر درجه و حداکثر آن در زاویه 90 درجه به دست آمده است. بر اساس نتایج، شاخص ناهمسانگردی مقاومت فشاری تک محوری این دسته از ماسه سنگ ها ضعیف است. در حالی که نتایج آزمایش بار نقطه ای حاکی از شاخص ناهمسانگردی متوسط تا بالا می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که تغییر نوع گسیختگی غالب از حالت گسیختگی موازی با لامیناسیون به گسیختگی در عرض لامیناسیون، برای آزمایش تک محوری و بار نقطه ای در حد فاصل زاویه 45 تا 60 درجه و برای آزمایش برزیلی در حد فاصل زوایای 15 و 30 درجه مشاهده شده است. بررسی رفتار مقاومتی و تغییر شکل پذیری ماسه سنگ های انتخاب شده در درجات اشباع مختلف نشان می دهد که با افزایش درجه اشباع از صفر تا 100 درصد، مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته حداکثر 61 و 58 درصد کاهش پیدا می کنند. در حالی که سرعت موج طولی حداکثر 25 درصد افزایش می یابد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ماسه سنگ های ضعیف تر، کاهش مقاومت بیش تر در اثر افزایش درجه اشباع از خود نشان می دهند. بررسی رفتار مقاومتی و تغییر شکل پذیری ماسه سنگ های مورد مطالعه در آزمایش های چرخه ای نشان می دهد که تأثیر فرایند انجماد و ذوب به مراتب بیش تر از آزمایش گرم و سرد و تر و خشک شدن است. نتایج حاکی از این است که در پایان 30 سیکل آزمایش انجماد و ذوب، مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته به ترتیب 85 و 65 درصد کاهش می یابند. این در حالی است که تخلخل ماسه سنگ ها در پایان این مدت، حداکثر 89 درصد افزایش نشان داده است. نتایج نشان می دهد که وجود سیمان زئولیتی تأثیر زیادی بر روی رفتار مقاومتی و تغییر شکل پذیری ماسه سنگ ها در مقابل آزمایش انجماد و ذوب دارد. نتایج آزمایش انجماد و ذوب حاکی از این است که ماسه سنگ های با مقاومت بالاتر، بیش تر دچار تخریب شده اند. بر اساس نتایج، مشخص شد که توزیع اندازه حفرات در ماسه سنگ ها در میزان تخریب آنها در آزمایش انجماد و ذوب، نقش مهمی را بازی می کند.