نشریه زمین شناسی مهندسی

---

مراکز دفن مواد زائد به منظور جداسازی زباله دفن شده از محیط اطراف و آب‌های زیرزمینی طراحی می‌شوند. پوششی که در کف مراکز دفن قرار می‌گیرد، از اهمیت زیادی برخوردار است چرا که از انتقال آلودگی به آب‌های زیرزمینی جلوگیری می‌کند. پوشش کف می‌تواند مخلوطی از خاک محل و بنتونیت باشد. در این پژوهش به بررسی اثر دو نمک NaCl و MgCl2 در چندین غلظت بر روی مشخصات مخلوط خاک محل- بنتونیت در دو نسبت 100:10 و 100:20 (10 و 20 درصد وزنی بنتونیت و 100 درصد وزنی کل مخلوط خاک) پرداخته شده است. آزمایش‌های انجام گرفته شامل آزمایش تحکیم یک بعدی به منظور تعیین نفوذپذیری و فشردگی مخلوط‌های خاک، آزمایش تعیین حدود آتربرگ و آزمایش تورم آزاد است. نتایج نشان می‌دهد که نوع نمک و غلظت آن بر مشخصات مخلوط خاک مؤثر است. مقایسه محلول‌های نمک نشان می‌دهد که کاتیون‌های دوظرفیتی نسبت به کاتیون‌های تک ظرفیتی بر روی هدایت هیدرولیکی مخلوط اثر بیش‌تری دارند. مقایسه اثر غلظت‌های مختلف نمک در یک نوع نمک بر روی مخلوط خاک مشخص، بیان‌گر این است که با کاهش غلظت نمک، هدایت هیدرولیکی کاهش می‌یابد. این پدیده بر اساس تئوری لایه دوگانه پخشیده قابل توجیه است.

---

نمک موجود در ĩب دریا، گنبد‌های نمکی یا شیرابه‌ی پسماند‌های شهری می‌تواند بر پارامتر‌های هیدرو– مکانیکی بنتونیت به عنوان مصالح ĩب بند در مراکز دفن پسماند‌های هسته‌ای و روکش لندفیل‌ها تاثیر بگذارد. این گزارش به بررسی تاثیر نمک سدیم کلرید روی حدود اتربرگ، تورم، تحکیم و نفوذپذیری بنتونیت می‌پردازد. ĩزمایش تورم و تحکیم روی نمونه‌ها، توسط دستگاه ادئومتر موجود در دانشگاه علم و صنعت ایران برای محلول سدیم کلرید با غلظت‌های صفر، 05/0، 1/0، 5/0 و 2 مولار صورت گرفته است. با توجه به نتایج به دست ĩمده، افزایش اندک غلظت نمک محلول نیز موجب کاهش پتانسیل تورم بنتونیت به میزان قابل توجهی خواهد شد، به طوری که تورم بنتونیت با افزایش غلظت از ĩب خالص تا محلول سدیم کلرید با غلظت 2 مولار از حدود 82 درصد به حدود 5/1 درصد کاهش می‌یابد. حد روانی و پتانسیل خمیری بنتونیت نیز با افزایش غلظت محلول کاهش می‌یابد اما حد خمیری بنتونیت تغییر قابل توجهی نمی‌کند. زمان به تعادل رسیدن تورم و تحکیم نمونه‌ها با توجه به افزایش نفوذپذیری با افزایش غلظت محلول کاهش می‌یابد. نفوذپذیری بنتونیت در مرحله‌ی تورم با افزایش غلظت محلول از ĩب خالص تا محلول 2 مولار حدوداً 7 برابر افزایش می‌یابد. تراکم پذیری نمونه‌ها نیز با افزایش غلظت نمک محلول کاهش می‌یابد.

---

مقاومت و دوام‌پذیری ماسه‌سنگ‌ها و میزان تأثیرپذیری آن‌ها از شرایط طبیعی مهم‌ترین عواملی هستند که هنگام استفاده به‌عنوان سنگ‌های ساختمانی باید به‌ آن توجه شود. در این پژوهش، اثر پدیدۀ ذوب-انجماد و فرایند تبلور نمک بر مقاومت و دوام‌پذیری ماسه سنگ‌های سازند قرمز بالایی در جنوب استان قزوین (محدودۀ آوج-آبگرم) بررسی شد. تعداد 9 نمونه ماسه‌ سنگ (مشخص شده با حروف A، B، C، CG، S، S1، Tr، Min و Sh) از بخش‌های مختلف منطقۀ مذکور جمع‌آوری شده و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن‌ها بررسی شد. به‌منظور ارزیابی اثر پدیدۀ ذوب- انجماد بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های سنگی، آزمایش ذوب- انجماد طی 60 دور انجام شده است. هم‌چنین برای بررسی اثر پدیدۀ تبلور نمک بر مقاومت ماسه سنگ‌ها، آزمایش تبلور سولفات سدیم (محلول اشباع 100% وزنی Na₂SO₄) نیز طی 20 دور انجام گرفته است. خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ماسه سنگ‌های بررسی شده از قبیل افت وزنی، شاخص بار نقطه‌ای، مقاومت کششی برزیلی و سرعت عبور موج (V_p) در دور‌های مختلف تعیین شد. به‌منظور ارزیابی اثر فرایندهای ذوب- انجماد و تبلور سولفات‌سدیم بر دوام‌پذیری، آزمایش دوام‌پذیری بعد از فرایندهای مذکور روی نمونه‌های ماسه سنگی انجام شده و تغییرات شاخص دوام شکفتگی در 15 دور بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از این بررسی‌ها مشخص شد که تبلور نمک در مقایسه با ذوب- انجماد، به‌طور چشم‌گیری می‌تواند میزان مقاومت و دوام‌پذیری ماسه سنگ‌ها را کاهش داده و آن‌ها را تخریب کند. هم‌چنین مشخص شد که می­توان رفتار ماسه سنگ‌ها را طی چرخه‌های ذوب- انجماد و تبلور نمک براساس نتایج حاصل از آزمایش‌های شاخص بار نقطه‌ای، مقاومت کششی برزیلی، تعیین سرعت عبور موج و افت وزنی پیش‌بینی کرد.

---

منطقه روستایی رباط در شمال شهر خرم آباد (غرب ایران) واقع شده است­. منابع آب زیرزمینی موجود در منطقه برای مصارف شرب و کشاورزی استفاده قرار می­شود. واحدهای لیتولوژی اصلی منطقه عمدتاً شامل آهک، شیل، ماسه سنگ، کنگلومرا و مارن همراه با گچ و نمک است. به‌‌منظور ارزیابی کیفیت آب­های زیرزمینی منطقه تعداد 15 نمونه از چشمه­ها و چاه­های منطقه برداشت شد و برای شاخص­های شیمیایی­، کاتیون­ها­، آنیون­ها و عناصر فرعی تجزیه شد. براساس نتایج تجزیه­ای آب­های منطقه در گروه آب­های سخت تا خیلی سخت، بی مزه، لب شور تا خیلی شور قرار می­گیرند و دارای ماهیت قلیایی هستند. فراوانی یون­های اصلی بدین صورت است Ca>Na>Mg>K و F<NO³<SO⁴ Cl> <HCO³. زیاد بودن مقدار Na، Cl و EC در برخی از نمونه­ها در ارتباط با سازندهای گچی و نمکی و زیاد بودن مقدار نیترات در ارتباط با کودهای کشاورزی استفاده شده کشاورزان است، تعدادی از نمونه­ها غلضت HCO³، Ca و Mg بالاتر از حد مجاز را نشان می­دهند، که می­تواند در ارتباط با سازندهای کربناته منطقه باشد. غالب‌ترین رخساره هیدروشیمیایی آب­های زیرزمینی منطقه Ca- HCO³ و در مرتبۀ بعدی  Na+ K- HCO³است. کیفیت شیمیایی آب­های زیرزمینی مرتبط است با انحلال کانی­ها، تبادل یونی وزمان ماندگاری آب­های زیرزمین در تماس با مواد سنگی است. 85 درصد منابع آبی بررسی شده برای آشامیدن و 73 درصد برای کشاورزی کیفیت خوب تا قابل قبول دارند این دسته از آب­ها از سفره­های آهکی برداشت شده که دارای پوشش مارنی و ماسه سنگی هستند. به‌منظور بررسی زیست محیطی و تأثیر آب­های زیرزمینی بر سلامت انسان، نمونه­ها برای عناصر فرعی (Fe-Cu- Mn-Zn- Pb- Mo-As-Hg-Sn-Ni-Cr ) مورد آنالیز قرار گرفتند، نتایج نشان داد که غلضت همه عناصر فرعی تجزیه شده کم‌تر از حد مجاز است و بدین‌ترتیب منجر به آثار سوء بر محیط زیست و سلامت انسان نمی­شوند.

---

سازند گچساران با سن میوسن، رخنمون وسیعی در برخی نواحی خرم آباد دارد. وجود سنگ ژیپس در این سازند، باعث ایجاد روان آب­های شور در منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد شده است. روان آب­ها باعث هوازدگی نمک در رخنمون­های سنگی منطقه شامل ژیپس، کنگلومرا، ماسه سنگ، سنگ آهک، دولومیت، شیل دولومیتی و مارن مربوط به سازند­های گچساران، آسماری، شهبازان، کشکان، تاربور و امیران گردیده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی و برآورد دوام سنگ­های منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد در مقابل هوازدگی نمک ناشی از روان­ آب­های شور است. برای رسیدن به اهداف پژوهش، 8 نمونه سنگ مختلف از رخنمون­های سنگی منطقه برداشت شد و آزمون­ دوام وارفتگی در محلول اشباع از نمک تا 15 چرخه انجام شد. علاوه بر این ترکیب کانی­شناسی، خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه­ها شامل تخلخل و شاخص بار نقطه­ای تعیین شدند. بر اساس ارزیابی دوام نمونه­ها، ترکیب کانی­شناسی، تخلخل و مقاومت نقش مهمی در دوام نمونه­ها در برابر هوازدگی نمک دارند. مدل آماری حاصل از آنالیز­ رگرسیون چند متغیره نشان می­دهد دوام سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک می­تواند با دقت مناسبی (R²=0.95) با استفاده از تخلخل و شاخص بار نقطه­ای برآورد شود. این مدل به دلیل استفاده از پارامترهای ساده تخلخل و شاخص بار نقطه­ای، می­تواند یک ارزیابی سریع و ارزان از دوام طولانی مدت سنگ­ها در مقابل هوازدگی نمک داشته باشد.
 

---

آب­های جاری شور ناشی از سنگ گچ سازند گچساران در منطقه رباط نمکی، شمال شهرستان خرم آباد، باعث هوازدگی نمک در برخی از سنگ­های منطقه شده است. هوازدگی نمک به دلیل آب­های جاری شور منطقه، یکی از دلایل تغییر خصوصیات ژئومکانیکی سنگ­ها و در نتیجه کاهش دوام آنها است. در این تحقیق به تأثیر آب­های جاری شور بر خصوصیات ژئومکانیکی برخی از سنگ­های رخنمون یافته منطقه رباط نمکی، با انجام آزمایش هوازدگی نمک پرداخته شده است. برای این منظور، دو نمونه سنگ آهک و ماسه سنگ تهیه و آزمایش هوازدگی نمک در آب جاری شور، آب چشمه و محلول اشباع نمک تا 30 چرخه روی آن­ها انجام شد. بعد از هر 5 چرخه، شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها به عنوان آزمایش­های سریع و کم هزینه تعیین شدند. منحنی­های برازش بین چرخه­های آزمایش هوازدگی نمک با شاخص بار نقطه­ای و تخلخل برای هر سه محلول آزمایش تعیین و از آنها دو پارامتر ثابت زوال پذیری و نیمه عمر استخراج شد. تأثیر سه محلول آزمایش روی نمونه­ها با استفاده از این دو پارامتر و همچنین درصد تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل، ارزیابی شد. نتایج نشان داد محلول اشباع نمک، آب چشمه و آب جاری شور به ترتیب بیشترین تا کمترین تأثیر را در تغییرات شاخص بار نقطه­ای و تخلخل نمونه­ها داشته­اند. همچنین تجزیه و تحلیل داده­ها نشان می­دهد که ماسه سنگ به دلیل تخلخل بیشتر و لایه­ای بودن نسبت به سنگ آهک، از هوازدگی نمک بیشتر متأثر شده است.
 

---