نشریه زمین شناسی مهندسی

---

شاخص دوام وارفتگی¹، پارامتر مهندسی مهمی در ارزیابی زوال‌پذیری² سنگ‌ها در برابر عوامل هوازدگی شیمیایی و فیزیکی است و ارتباط نزدیکی با ویژگی‌های مکانیکی سنگ‌ها دارد. قابلیت وارفتگی سنگ‌ها و تأثیرپذیری آن‌ها از فرایندهای هوازدگی، از مسائل مهم در طراحی و اجرای پروژه‌های عمرانی و معدنی است. هدف از این پژوهش، بررسی و ارزیابی تأثیر تعداد چرخه‌های آزمایش دوام در شرایط مختلف pH محیط و تأثیر ترکیب کانی‌شناسی بر دوام وارفتگی سنگ است. برای این منظور 5 نمونه از توف با ترکیب کانی‌شناسی مختلف از رخ‌نمون‌های شمال شهر قزوین انتخاب شد. آزمایش دوام وارفتگی بر روی نمونه‌ها در پانزده سیکل و با pH‌های متغیر از محلول اسیدی انجام شد. هم‌چنین آزمایش دوام وارفتگی روی نمونه‌ها در شرایط اشباع، بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی و بررسی‌های پتروگرافی نمونه‌ها انجام گرفت. به‌علاوه در پایان سیکل 15 به‌منظور ارزیابی تأثیر ترکیب کانی‌شناسی بر روی شاخص دوام، ترکیب کانی‌شناسی نمونه‌ها قبل از انجام آزمایش به‌همراه رسوبات باقی مانده در کف مخزن دستگاه دوام، با آنالیزهای XRD بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که شاخص دوام وارفتگی نمونه‌ها وابسته به مقدارpH  محلول در شرایط اسیدی نیست. بر این اساس میزان دوام وارفتگی نمونه‌ها بیش‌تر متاثر از ویژگی‌های کانی‌شناسی، بافتی و میزان هوازدگی است. هم‌چنین هم‌بستگی خوبی بین شاخص بار نقطه‌ای و شاخص دوام وارفتگی در سنگ‌های بررسی شده نشان داده شد.

---

یکی از آزمایش هایی که برای بررسی خصوصیات سایندگی دانه های خاک استفاده می شود، آزمایش LCPC می باشد. دستگاه آزمایش LCPC برای اندازه گیری سایش ذرات در حد پبل های ریز (3/6-4 میلی متر) طراحی شده است. در این پژوهش برای بررسی تاثیر پارامتر های زمین شناسی در مقدار سایش کانیها، تعدادی از مهمترین کانیهای ساینده از نقاط مختلف ایران جمع آوری شده است. در ابتدا مقادیر سایش و شکنندگی این کانیها مطابق با سه استاندارد AFNOR P18-553، AFNOR P18-579 وP18-560 AFNOR که به ترتیب مربوط به مراحل آماده سازی نمونه برای انجام آزمایش، روش انجام آزمایش و آنالیز اندازه دانه ها به کمک الک های آزمایشگاهی میباشد، اندازه گیری شده است. در ادامه تاثیر پارامترهای زمین شناسی موثر بر میزان سایش نمونه ها که شامل پنج پارامتر شکل، اندازه، زاویه داری، درجه اشباع محیط و پتروگرافی دانه ها میباشد، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان اثر گذاری این پارامتر ها بر سایندگی نمونه ها بر اساس استاندارد ISO 5725 NF که مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرار پذیری و قابلیت تولید مجدد یک روش استاندارد با آزمایشهای درون آزمایشگاهی (بر پایه شاخص طبقه بندی X 06-041 ) میباشد، بررسی گردیده است. در انتها پس از کسب اطمینان از تاثیر معنی دار این پارامتر ها بر سایش کانیها، به کمک نرم افزار SPSS میزان سایندگی برای انواع کانیهای با سختی کمتر از هفت در مقیاس موس پیش بینی شده است.

---

در این مطالعه نسبت به شناسایی عوامل مهم در ریزش دیواره معادن طلای موته از جمله دیواره شرقی معدن چاه خاتون پرداخته است. بنابراین با توجه به تنوع شیست­ها در معادن طلای چاه­خاتون و سنجده (دو معدن فعال در این مجتمع معدنی) با مطالعه کانی شناسی سنگ­های شیستی در معدن طلای موته، در راستای تشخیص عوامل مختلف در تغییرات مقاومت سنگ انجام گردیده است. لذا تعداد ده نمونه از شیستهای دیواره معادن در حال استخراج طلای موته در دیواره­هایی از معدن که ایجاد مشکل یا دارای اهمیت بیشتری در طرح استخراجی این معادن داشت، جهت انجام مطالعات کانی شناسی آزمایشات XRD و XRF انجام شده است. همچنین روی این شیستها آزمایش­های مقاومت فشاری تک محوری^[1] و برزیلین^[2] به منظور برآورد خواص مکانیکی و تعیین کیفیت توده سنگ در دیواره های معدنی اقدام گردیده است. نتایج حاکی از این است که مقاومت فشاری تک­محوری و برزیلین در شیستها نسبت مستقیم با درصد Sio₂ داشته و با میزان Al₂o₃ نسبت عکس دارد و همچنین با ساختارهای ثانویه نسبت عکس دارد. عواملی نظیر وجود ساختارهای ثانویه، سطح تورق ممتد، اندازه ذرات و ترکیب کانی­شناسی نقش مهمی در نحوه شکست این سنگها بازی می­کند. مقاومت فشاری تک محوری شیستها از 10 مگاپاسکال تا 72 مگاپاسکال و مقاومت برزیلین از 1.9 تا 10.2 مگاپاسکال متغیر می باشد. کمترین مقاومت فشاری تک محوری در سنگهای شدیداً هوازده با درصد سیلیس متوسط می­باشد. نوع کانی­های رسی در پایداری دیواره معدنی مؤثر می باشد، با این حال وجود کانی رسی مونتموریلونیت در دیواره شرقی معدن چاه خاتون مشاهده گردیده و با وجود درصد سیلیس بالا مقاومت سنگ در حد متوسط می­باشد. مقاومت فشاری تک محوری نمونه­های تر و خشک در سنگهایی که کانی موسکویت و کانی رسی مونتموریلونیت در آن وجود داشته، تفاوت بیشتری با سایر سنگها داشته است. به طوریکه سنگهای دارای کانی رسی ایلیت مقاوم تر از کانیهای اسمکتیت و مونتیموریلونیت دار می­باشند. به طور کلی مقاومت شیستها به عوامل مختلفی وابسته می­باشد و اهمیت کانی شناسی شیست با توجه به دخالت در تشکیل ساختار های ثانویه در آن از اهمیت بالایی برخوردار است.