ارزیابی تغییرات چگالی و شاخص دوام سنگ شیست تحت تأثیر سیکل‌های انجماد-ذوب

Abstract

هوازدگی سنگ در مناطق کوهستانی دوام و مقاومت آن را در طول زمان تحت تاثیر قرار می‌دهد. ارزیابی دوام و استحکام سنگ‌ها در اثر سیکل‌های انجماد-ذوب فاکتور اساسی برای تحلیل پایداری سنگ‌های بستر پروژه‌های مهندسی از قبیل تونل، معدن و ... می‌باشد. در این مطالعه تأثیر سیکل‌های انجماد-ذوب بر روی شاخص دوام سیکل‌های دوم و پنجم، چگالی خشک و حجم سنگ شیست ارزیابی شده است. بدین منظور، 13 گمانه در دیواره غربی معدن انگوران حفر و نمونه‌های مورد نیاز تهیه و آماده‌سازی شده است. در کل، 75 سیکل انجماد-ذوب روی نمونه‌ها اعمال و در سیکل‌های 0، 7، 15، 40 و 75، آزمایش‌های آزمایشگاهی از قبیل شاخص دوام سیکل‌های دوم و پنجم، چگالی خشک و اندازه‌گیری حجم نمونه‌ها انجام شده است. بر این اساس، روابطی تجربی جهت محاسبه شاخص دوام و چگالی خشک نمونه‌ها به ازای سیکل-های انجماد-ذوب مختلف ارائه شده است. نتایج حاصله نشان دهنده کاهش نمایی شاخص دوام سیکل‌های دوم و پنجم و چگالی خشک می-باشد. همچنین، حجم نمونه‌ها با افزایش تعداد سیکل‌های انجماد-ذوب، افزایش یافته است. بعلاوه، مشخصات کانی‌شناسی سنگ شیست هم با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان و آنالیز XRD مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که کانی‌های اصلی تشکیل دهنده سنگ شیست شامل کوارتز، کلسیت، بیوتیت و کلریت می‌باشد. در نهایت، جهت اعتبارسنجی نتایج بدست آمده و بررسی دقیق بافت نمونه‌ها، سنگ شیست در حالت بکر و پس از اعمال 75 سیکل انجماد-ذوب با استفاده از میکروسکوپ الکترونیکی مطالعه گردید. نتایج نشاندهنده متراکم بودن بافت نمونه‌ها قبل از هوازدگی بوده که در آن فاصله بین سطوح شیستوزیته خیلی کم می‌باشد. با این حال، پس از اعمال 75 سیکل انجماد-ذوب، فاصله بین ناپیوستگی‌ها افزایش یافته و ترک‌های جدیدی در راستای عمود بر محور طولی نمونه‌ها ایجاد شده است.