ارزیابی ژئومکانیکی واحدهای رسوبی سازند آغاجاری در پهنه زاگرس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دورة دکترای زمین‌شناسی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار، گروه مکانیک سنگ دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس ghazviniana@modares.ac.ir

3 استادیار،‌ گروه زمین‌شناسی مهندسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت

4 دانشیار،‌ گروه زمین‌شناسی مهندسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

رسوبات جوان سازند آغاجاری در جنوب و جنوب‌غربی ایران دارای بیرون‌زدگی‌های گسترده‌ای می‌باشند. به دلیل این گستردگی، ساختگاه تعداد زیادی از پروژه‌های عمرانی در این سازند واقع شده‌اند. بنابراین آشنایی با ویژگی‌های سنگ‌‌شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی واحدهای مختلف این سازند در پهنة زاگرس می‌تواند جهت تهیه یک بانک اطلاعات ژئوتکنیکی، مفید واقع شود. این بانک اطلاعاتی در مطالعات اولیه بسیاری از پروژه‌های مهندسی و تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی مهندسی این پهنه، مورد استفاده خواهد بود. در این بررسی ضمن تفکیک این سازند به سه بخش شمال‌غربی، مرکزی و جنوب‌شرقی در پهنة زاگرس، پارامترهای ژئومکانیکی آنها بر اساس داده‌های بدست آمده از آزمون‌های آزمایشگاهی مکانیک سنگ و همچنین اطلاعات حاصل از پروژه‌های اجرا شده در این پهنه، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. به علاوه ضرایب تبدیل مقاومتی بر اساس نتایج آزمون‌های ساده و ارزان قیمت ارائه شده است. پایداری هر یک از واحدهای سنگی این سازند در برابر فرآیندهای هوازدگی با استفاده از آزمایش دوام‌پذیری نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در آزمایش‌های سه‌محوری ضمن تعیین سطوح مختلف تنش اصلی در هنگام شکست، پارامترهای φ، c، mi و ciσ محاسبه و شرایط انتقال از رفتار شکننده به شکل‌پذیر نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. ارزیابی اجمالی نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که واحدهای سنگی سازند آغاجاری واقع در بخش مرکزی نسبت به دو بخش شمال‌غربی و جنوب‌شرقی این پهنه، دارای مقادیر مقاومتی بالاتری هستند. این نتیجه ممکن است به این فرضیه منجر شود که واحدهای این بخش احتمالاً به دلیل قرار گرفتن در محدوده عملکرد گسل‌های امتدادلغز هندیجان و کازرون، فرآیندهای دیاژنتیکی را سریع‌تر طی کرده‌‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Geomechanical evaluation of sedimentary rocks units of Aghajari formation in Zagros zone

نویسندگان [English]

  • Dariush Taheri 1
  • Abdolhadi Ghazvinian 2
  • Mohammadreza Nikudel 3
  • Mashaallah Khamehchian 4
1 PhD. Student of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, d.taheri@yahoo.com
2 Assistant Professor, Department of Rock Engineering, Tarbiat Modares University, ghazviniana@modares.ac.ir
3 Assistant Professor, Department  of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, nikudelm@yahoo.com
4 Associated Professor, Department  of Engineering Geology, Tarbiat Modares University,
چکیده [English]

Recent sediments of Aghajari formation are dominating parts of south and southwest of Iran. This has led to the fact that many of the important developing projects are located on this formation. Therefore a thorough understanding of geomechanical characteristics of various units of this formation could profit such projects at various stages of implementation. Furthermore, these studies would support formation of a geotechnical and geomechanical data bank that can be used in preliminary studies of engineering structures and preparing large scale engineering geological maps of the region.
To undertake the proposed research systematically, the Zagros range was divided in three district of northwest, central and southeast. Then the geomechanical characterizations of Aghajari units were undertaken based on the results of rock mechanics laboratory tests and the information acquired from the executed projects in the region. Beside this, durability test of every unit of this formation also was carried out to evaluate the weatherability. The analyses of the test results yielded a comprehensive set of coefficients to evaluate the various mechanical strengths from some simple inexpensive laboratory tests, and the geomechnical behaviors of these rocks are studied. The strength conversion factors have been presented implicitly. The detailed triaxial tests revealed the principal stress response of the total set of the representative samples with respect to various confining pressures. Meanwhile, shear strength parameters c and φ were determined and the transition condition from brittle to ductile behavior evaluated. An assessment of the results inferred that the rock units of Aghajari formation in central part of the study area have higher strength parameters compared to two other adjacent units. This conclusion may lead to this hypothesis that due to confinement in two strike slip faults restriction, Kazerun and Hendijan faults, these rocks have undergone the diagenetic process more rapidly and intensely. The detail of the undertaken studies is presented in the paper.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aghajari formation
  • Zagros Zone
  • point load index
  • Wave velocity
  • Durability Index
  • Brazilian test
  • Triaxial test

آقانباتی س.ع.، (1383) زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشاف معدنی کشور.

خامه‌چیان م.، (1369) بررسی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی سنگهای مارنی- رسی، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

دوست‌محمدی ر.، (1378) تحلیل پایداری و طراحی پوشش بتونی تونلهای انحراف آب سدگتوند علیا، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.

شریفی ا.، (1384) بررسی ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی ساختگاه سدهای شمیل و نیان (استان هرمزگان) به منظور طراحی پرده آب‌بند، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

شمسی فراشاه ح.، (1381) بررسی رفتار توده‌‌های‌سنگی اطراف تونل اهرم- فراشبند و تحلیل پایداری تونل، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه امیرکبیر.  

فاروق‌حسینی م.، (1376) درآمدی بر مکانیک سنگ، انتشارات سالکان.

فتحی برفه ع.، (1383) تعیین خصوصیات مکانیکی مارن‌های سازندهای دوران سوم زاگرس و ارائه معیار شکست، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

فهیمی‌فر ا.، سروش ح.، (1380) آزمایشهای مکانیک سنگ: مبانی نظری و استانداردها، انتشارات شرکت سهامی آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک، جلد اول.

مرادیان ذ.، (1384) تعیین خصوصیات مکانیکی و ارزیابی کارایی معیارهای شکست در پیش‌بینی رفتار ماسه‌سنگ نرم، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

مهندسین مشاور مهاب قدس، (1383) گزارش ژئوتکنیک طرح کنترل پایداری و علاج بخشی سد تنظیمی انحرافی کرخه.

Abdullah H., Dhawan A.K. (2002) Some Implications of Empiricism and Assumptions in Laboratory Testing, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 41, 374-380.

Aversa S., Evangelista A. (1993) Some Aspects of the Mechanical Behavior of Structured Soils and Soft Rocks, Geotechnical Engineering, Vol. 1, 268-275.

Bell F.G. (2000) Engineering Properties of Soils and Rocks, University of Natal, Durban, South Africa, Fourth Edition. 

Bieniawski Z.T. (1974) Stimating the Strength of Rock Materials, J.S. African Insitute of Mining & Metallurgy, Vol. 74, 312-320.

Bieniawski Z.T. (1975) Point Load Test in Geotechnical Practice, Engineering Geology, Vol. 9, 1-11.

Broch E., Franklin J.A. (1972) The Point Load Strength Test, International Journal of Rock Mechanics & Mining Science, Geomech. Absr., Vol. 22, No. 2, 61-70.

Brown E.T. (1981) Rock Caracterization Testing and Monitoring: ISRM Suggested Methods, Pergamon Press, Oxford, UK, pp 211.

Franklin J.A., Chandra R. (1972) The Slake Durability Index, International Journal of Rock Mechanics & Mining Science International Journal of Rock Mechanics & Mining Science, Vol. 9, 325-342.

Gamble J.C. (1971) Durability Plastisity Classification of Shales and Other Argillaceous Rock, ph.D. Thesis, University of Illinots.

Gunsallus K.L., Kulhawy F.H. (1986) A ComParative Evaluation of Rock Strength Measures, International Journal of Rock Mechanics & Mining Science, Geomech. Abstr, Vol. 21, 231-248.

Kahraman S. (2001) Evaluation of Simple Methods for Assessing the Uniaxial Compressive Strength of Rock, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 38, 981–994.

Lavrov A., Vervoort A. (2002) Theoretical Treatment of Tangential Loading Effects on the Brazilian Test Stress Distribution, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 39, 275–283.

Norbury D.R. (1986) The Point Load Test in Site Investigation Practice. In: HawkinsAB, Editor, Geol. Soc. Eng. Geol. Spec. Publ, No. 2, 325-329.

Ramamurthy T. (2001) Shear Strength Response of Some Geological Materials in Triaxial Compression, International Journal of Rock Mechanics & Mining Science, Vol. 38, 683-697.

Read J.R.L., Thornton P.N., Regan W.M. (1980) A Rational Approach to the Poin Load Test, In: Proceedings of the Australian-New Zealand Geomech Conference, Vol. 1, Wellington, New Zealand, 35-39.

Report of ISSMFE Technical Committee on Soft Rocks and Indurated Soils and Proceedings of Discussion Session (1989) Recent Advances in Soft Rock Research, No.5, XII, ICSMFE, Rio De Janiro.

Ulusay R., Sonmez H. (2000) Factors Affecting the Durability of Selected Weak and Claybearing Rocks from Turkey, with particular emphasis on the influence of the number of drying and wetting cycles, Engineering Geology, Vol. 57, 215–237