، استفاده از آن در پیش بینی و ردیابی مسیرهاي مستعد فرار آب RQDمدل سازي مقادیر لوژن و سد خلیفان مطالعه موردي بند نمودن این مسیر ها وآب

) کرمان(حامد درزاده ،کارشناس ارشد زمین شناسی مھندسی،سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی جنوب خاوری

،کنگی،استادیار،دانشگاه آزاد اسالمی واحد شاھرودعباس

:چکیده

هوازدگی برجاي آنها پیوستگی و درصد, بازشدگی, خوردگی زاویه درزه،ها هاي سنگی به شدت تحت تاثیر خصوصیات درزه پذیري توده نفوذ

. شود توان به تراوایی اشاره کرد که با آزمایش لوژان مشخص می هاي سنگی می ازفاکتورهاي مهم در تعیین و تخمین نفوذپذیري توده. است هندسی و درجه ها به شدت وابسته به خصوصیات نتایج این پارامتر.اشاره کرد RQDتوان به فاکتور مهم دیگر در تعیین کیفیت توده سنگی می

5به این دلیل براي بررسی میزان تراوایی توده سنگی و در نتیجه طراحی پرده آب بند سد خلیفان از نتایج و داده هاي .هوازدگی مسیر آب می باشدشده پیش بینی و هاي تهیه کاربرد مدل.استفاده شده است RQDگمانه حفاري شده در محور سد براي مدل سازي منطقه بر اساس مقادیر لوژن و

هاي تهیه شده از پارامترهاي ذکر شده بیشترین مدل.در منطقه می باشد RQDمدل کردن منطقه و مراحل کار به منظور پیگیري روند مقادیر لوژن و گاه راست و چپ تکیههاي فرار آب را در در گاه و پی سد مشخص کرده است بر اساس این مدل بیشترین مسیر هاي مستعد فرار آب را از تکیه مسیر

مناسب ترین روش ترین و در عین حال درنهایت مدل تهیه شده بهترین واقتصادي.ها با افزایش عمق بهبودمی یابد شاهد هستیم اما کیفیت این پارامتر .براي آب بندي را در نقاط ضعف نشان داده است

،سد خلیفان،نفوذپذیري، مدل سازيRQD لوژن، :کلید واژه ها

Abstract:

Modeling Of Lugeon & RQD, Using Of That Parameter to Predict & Detecting Water Escape & Seal Off Ways, Case Study Khalifan Dam

Permeability of the rock mass properties strongly affected by joints , angles of joints, opening , continuity and weathering percent behind them.one of most important factors to determining and estimated permeability of rock mass permeability, can be noted that the permeability is determined by Lugeon testing. Another important factor in determining the rock mass quality can be noted RQD. The results of these parameters are highly dependent on geometric characteristics and degree of weathering water ways. For study amount of rock mass permeability and Designing cut off and modeling RQD and Lugeon we use results of 5 boreholes drilled on Khalifan dam axis. This models use for predict and modeling RQD and lugeon. This models show most important ways of water escape. According this models most of water escape ways located in left and right dam support but quality of this parameter Improves by Increase depth. Finally, the model produced show the best and most economical manner to water proofing and Weaknesses points Keywords : Lugeon ,RQD, modeling, permeability ,Khalifan dam

مقدمه

سد خلیفان از نوع . کیلومتري غرب اشنویه ، استان آذربایجان غربی در حاشیه رودخانه گدار قرار دارد 30سد خلیفان در شهرستان نقده در فاصله تکیه گاه ها و . منطقه مورد مطالعه در شرایط خاص توپوگرافی و اقلیمی واقع شده است. می باشد (Rock fill)سنگ ریزه اي با هسته رسی

توده هاي آهکی مذکور تحت تاثیر دو گسل اصلی در منطقه مورد مطالعه می باشند گسل . اقع شده است مخزن سد خلیفان در آهک هاي کرتاسه وf1 در تکیه گاه راست و گسلf2 توده هاي سنگی آهکی موجود در منطقه یکی از نقاط ضعف در جهت . در تکیه گاه چپ واقع شده اند

جریان . درزه دار انجام آزمون هاي نفوذ پذیري برجا است یب تراوایی توده هاي سنگیمناسب ترین روش براي تعیین ضر. آبگریزي سد می باشد استاندارد الف طرح استاندادرد هاي مهندسی آب 5- 3- 2بند (اب در توده هاي سنگی عمدتا به ویژگی هاي سیستم ناپیوستگی آن بستگی دارد

ترتوایی توده هاي سنگی آزمایش لوژان است که بواسطه آن سطوح ضعف مانند یکی از رایج ترین آزمایش ها براي مشخص کردن میزان ). کشورمقدار تراوایی و نفوذ پذیري توده هاي سنگی به شدت . (Foyo et al ,2004)بندي ، درزه ، ترك و غیره مشخص می شوند گسل ، الیه

Kilic,2000) & (Evert, 1997 , Karaguzel تحت تاثیر خصوصیات هندسی ، و درجه هوازدگی مسیر هاي عبور جریان آب می باشد ه شناسایی مسیرهاي مستعد فرار آب و نقاط ضعف در اجراي پروژه هاي سد سازي می تواند تاثیر مستثیم بر روي مسائل اقتصادي و تزریق صحیح ب.

.منظور آب بند نمودن سد گردد زمین شناسی محل سد

اطالعات زمین شناسی بدست امده در محل سد بیان کننده . از زون ساختمانی سنندج سیرجان است منطقه مورد مطالعه از نظر زمین شناسی بخشی سنگ آهک هاي کرتاسه موجود در تکیه گاه هاي سد با یک مرز .وجود سنگ هاي آهکی ، دولومیتی کرتاسه و فیلیت هاي سیاه رنگ می باشد

واحد هاي در برگیرنده محل سد شامل سنگ آهک هاي .شده اند قرار گرفته اندگسلی بر روي فیلیت هاي سیاه رنگ که در مخزن سد واقع :)1تصویر(کرتاسه و رسوبات عهد حاضر می باشند که عبارتند از

واحد هاي شیلی ، ماسه سنگ هاي خاکستري رنگ اسلیتی که در بیشتر جاها با فرسایش مدادي همراه با میان الیه هایی از سنگ آهک هاي ضخیم ازك الیه است که زیر مخزن سد را تشکیل می دهند واحد هاي دولومیتی و آهکی که تکیه گاه هاي سد مذکور را تشکیل می دهندو ن

نهشته . زون کارستی ، این زون به صورت وسیع و نواري شکل درون واحد هاي دولومیتی و آهکی تکیه گاه راست و چپ داراي گسترش است راسی ، مواد واریزه اي و آبشست دامنه ها و رسوبات آبرفتی رودخانه اي است که برروي واحد هاي شیلی و ماسه هاي کواترنر شامل رسوبات ت

.سنگی قرار گرفته اند و رسوبات آبرفتی و رودخانه اي در قسمت میانی و بستر رودخانه مشاهده می شود

هاي فصل مشترك شکستگی

ها در شرایطی تشکیل این شکستگی. شوند هاي فصل مشترك نامیده می گردند، شکستگی محدود می بندي ها که به سطوح الیه گروهی از شکستگیبنابراین فصل مشترك دو الیه در برابر برش و بازشدگی بسیار سست و کم مقاومت . بندي بسیار کم باشد شوند که چسبندگی در سطح الیه می

یشگاهیآزما يها يمدل ساز جینتا. ردیگ یشکل م يا نهیچ يها هیرك در مرز الفصل مشت یسه نوع شکستگ یبطور کل). 4 شکل(خواهد بود ایشده و یمانیجوش خورده، خوب س دایآنها شد) مرز(که کنتاکت ییها هیغالبا در ال. دهد یمختلف را نشان م پیسه ت نیبا ا يبند هیارتباط السطوح ط،یشرا یدر بعض. )2تصویر() Cooke and Underwood 2001(کند یم دایتکامل پ یشکستگ ستمیس نیا د،دارن یجیمرز تدر

در برابر برش و هیفصل مشترك دو ال نیبنابرا. قرار گرفته اند گریکدیکم در مجاور اریبس یوجود دارد، که با چسبندگ يجدا شونده ا يبند هیال يریو شکل گ نیریز يها هیشدن ال دهیت باال سبب کشحاصل از وزن طبقا يروین یطیشرا نیندر چ. سست و کم مقاومت است اریبس یبازشدگ

رشد یسنگ ياز واحدها یمتقاطع، در برخ يها بصورت شبکه ا ینوع شکستگ نیا. گردد یمی فصل مشترك از نوع پلکان يها یشکستگ ستمیس ن،یها، عبارت از عمق تدف هیفصل مشترك ال يها یعوامل کنترل کننده شکستگ نیمهمتر). Helgeson and Aydin 1991(کند یم

را يانتشار يها یشکستگ يریگ شکل ه،ینرمال در سطح مشترك ال يفشارها شیبعالوه افزا. باشد یم یو طول شکستگ ،يفشار يها استرس .کند یم تیتقو

را ) termination( ییانتهـا يهـا یشکسـتگ يریـ شـکل گ هیـ لغزش در سـطح ال شیافزا لیبه دل ،يبند هینرمال در سطح ال يکاهش فشارها نـه یها با سـطح چ هیبه ال هیشب يممکن است رفتار) هیفشار در سطح ال شیافزا(قرار گرفته اند ادیکه در اعماق ز ییها هیال نیبنابرا. دهد یم شیافزا

.ندجوش خورده از خود نشان ده يا

موقعیت زمین شناسی و گسل ھای منطقه -١تصویر

يا نهیچ يدر مرزها یرا حت یپلکان يها یرا متوقف نموده و تکامل شکستگ ییانتها يها یشکستگ يریشکل گ اد،یز نیعمق تدف بیترت نیبد يها تمرکز استرس میضخ يها هیدر ال لیطو يها یشکستگ) . Narr and Suppe 1991(سست با مقاومت متوسط به همراه خواهد داشت

هیضخامت ال نیبنابرا. را سبب شود دیجد یپلکان يها یو باز شده، ممکن است شکستگ یدر طول قطعات لغزش شیافزا. شوند یبزرگ را سبب مدر شرایطی که رشد شکستگی با فشارهاي ). Ji and Saruwatari 1998(در ارتباط باشد یپلکان يها یشکستگ زانیاست با م نممک

کنند، بعضی از ها خیلی سریع توسعه پیدا می در مواردي که شکستگی. میبندي باش توان شاهد تزریق سیاالت در سطح الیه سیاالت همراهی شود، میبندي ها در سطح الیه از طریق این شکستگیسپس سیاالت تحت فشار . گیرند اند، در مرحله اولیه شکل می الیه را قطع کرده حها که سط شکستگی

هاي پلکانی هاي اولیه متوقف و شکستگی تواند سبب شود شکستگی بنابراین فشار سیاالت می. گردد پخش شده و باعث بازشدگی سطح الیه می ).Becker and Gross 1996(تشکیل گردد

.(Cooke and Underwood 2001)فصل مشترک ھاي شکستگيمراحل تکامل -٢تصویر

درزه ستمیس نیفصل مشترك مهمتر يها یاز آن دارد که شکستگ تیحکا فان،یسد خل يها گاه هیو تک یپ يبر رو يحاصل از درزه نگار جینتا يامتقاطع، در سنگ آهک ه يبصورت شبکه ا یها از نوع پلکان یشکستگ ستمیس نیا. باشد یموجود در منطقه مورد مطالعه م یکشش يها

و Dr.160/60فصل مشترك منتخب با مختصات یدو دسته شکستگ فان،یسد خل يشنهادیدر محل ساختگاه پ. اند افتهیکرتاسه تکامل Dr.330/60 داده شده است شینما 3 تصویردر يبند هیآنها نسبت به سطوح ال یهندس تیشده که موقع ییشناسا.

ک نسبت به الیه بندی بر روی شبکه استریونت موقعیت شکستگی ھای فصل مشتر -٣تصویر

و ارزیابی نفوذپذیري RQDبررسی تغییرات گمانه با هدف شناسایی توده سنگ پی در محدوده پالن سد و سرریز جانبی انجام شده است به 5خصوصیات ژئوتکنیکی سد خلیفان در قالب

العات بدست امده از گمانه هاي حفاري شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند و منظور بررسی و ارزیابی پارامترهاي ژئوتکنیکی محل سد ، اطو میزان نفوذپذیري در طول گمانه هاي حفاري RQDداده هاي بدست آمده و مدل شده از گمانه هاي حفاري شده شامل مقادیر . مدل شده اند برداشت شده در کل منطقه به منظور توصیف بهتر و مشاهده روند تغییرات RQD واحد لوژن و مقادیر اساسمقادیر نفوذپذیري بر . شده می باشد

در تکیه DH4در بستر رودخانه ، گمانه DH3 و DH2گمانه در تکیه گاه راست DH1به گونه اي بهتر مدل شده اند در این مدل ها گمانه بیشترین مقادیر لوژن را در محدوده هاي ) 4تصویر(یه شده از مقادیر لوژن در مدل ته .درقسمت شمالی سرریز واقع شده اند DH5گاه چپ وگمانه

در تکیه گاه چپ از مقادیر DH4در تکیه گاه راست شاهد هستیم و با فاصله گرفتن از این گمانه و حرکت به سمت گمانه DH1اطراف گمانه واحد رسیده است 56می باشد مقادیر لوژن به حدود DH3و DH2مانه لوژن کاسته شده است اما حد فاصل بین این دو گمانه که مشتمل بر دو گ

.

٤DHو ١DHمقادير و نحوه گسترش مقادير لوژن بین گمانه ھاي -٤تصویر

یر قرار دهند بهنفوذپذیري را تحت تاثهرکدام از گمانه ها بر اساس مقادیرلوژن داراي یک شعاع تاثیر می باشند که می توانند در این محدوده

تا محدوده اي از شعاع تاثیر DH2 و DH1در سمت جنوب بلوك بین گمانهه می شود روند گسترش مقادیر لوژن مشاهد 5ترتیبی که در تصویر .رسدواحد می 56از در محدوده رنگ آبی وافع می شود اما در محدوده هاي خارج از شعاع تاثیر مقادیر لوژن به بیش گمانه روند نسبتا کندي دارد و

DH2 و DH1شعاع تاثیر مقادیر لوژن اطراف گمانه ھای -٥تصویر

.در حال تغییر است 91تا 21به صورت میانگین از مقدار (RQD)میزان شاخص کیفیت توده سنگ

ا افزایش عمق نیز به این میزان افزوده یم و بتشاهد هس DH1را در اطراف گمانه RQDبیشترین مقادیر RQDه شده از مقادیر هیبا توجه به مدل تاما این حالت به گونه اي عکس در گمانه ي ) 1383غفوري و همکاران ،(شده است که علت آن کاهش اثر هوازدگی با افزایش عمق می باشد

DH4 در گمانه . رخ داده است و با افزایش عمق از شدت این پارامتر کاسته شده استDH5 ري شده است تجمع مقادیر که در شمال سرریز حفا ).7و6تصویر(را در عمق و در یک خوشه به خوبی نشان می دهد RQDباالي

٧تصویر

بین گمانه ھا RQDمقادير و نحوه گسترش مقادير -٦تصویر

قابل مشاھده است DH1و در عمق ھای اولیه DH5طراف گمانه در ا RQDتجمع مقدار باالی -٧تصویر

نتیجه گیري فصل مشترك و دو دسته درزه ی، دو دسته شکستگيبند هیدسته ال کی فانیسد خل يها گاه هیو تک یدرزه ها در پ يحاصل از نقشه بردار جینتا

یکشش يدرزه ها نیبه عنوان مهمتر Dr.330/60و Dr.160/60فصل مشترك با مختصات يها یشکستگ. شده است ییمنتخب شناسا یبرشفصل يها یبه موازات سطوح شکستگ یدر اغلب موارد حفرات کارست. اند افتهیکرتاسه تکامل يدر سنگ آهک ها یپلکان حموجود، با طر

.است افتهیتوسعه يبند هیمشترك و سطح ال

کرتاسه با عدد لوژن يآن است که سنگ آهک ها انگریب فان،یسد خل يگاهها هیتک و یپ يبر رو يسه بعد يلوژن و مدل ساز يشهایآزما جینتاوجود نیهمچن. باشند یآب بند م ریتراوا و غ یواحد سنگ کی افته،یتوسعه یفراوان و حفرات کارست يها یدرز و شکستگ لیبه دل 50از شیب

يمجراها يبند هیها با سطوح ال یشکستگ نیاز آن دارد که اتصال ا تیها فصل مشترك حکا یو مواد پرکننده در سطح شکستگ یاثرات هوازدگ قینفوذ کرده و از طر یغرب یشرق يبا راستا يبند هیآب داخل مخزن سد به سطوح ال بیترت نیبد. نموده است جادیآب ا انیجر يبرا یمناسب

پرده ياجرا نیبنابرا. گردد یو بستر رودخانه خارج م هیشده و بصورت چشمه از حاش تیدست هدا نییبه سمت پا شترك،فصل م يها یشکستگ .است يفصل مشترك داشته باشد ضرور يها یتماس را با شکستگ نیشتریکه ب يبه گونه ا قیتزر

منابعبررسی نفوذ پذیری و راھکار ھای آب بندی سد " ،١٣٨٣، .،ع.، حسینی، س.، لشکری پور، غ.غفوری، م

ھای زمین شناسی مھندسی و محیط زیست ایران، دانشگاه تربیت ،مجموعه کنفرانس "درونگر درگز .٥٦٥-٥٥٧مدرس، صفحات

Becker, A., & Gross, M., 1996. “Mechanism for joint saturation in mechanically layered rocks: an example from southern Israel”, Tectonophysics, 257,p. 223-237 Cooke, M.L. & Underwood, C.A., 2001. "Fracture termination and step-over at

bedding interfaces due to frictional slip and interface opening", Journal of Structural Geology, 2,p. 223-238 Evert, F. K., 1997. ˝permeability ,groutability & grouting of rocks related to dam sites˝, part 2. Dam Engineering 8 (2),p. 123-176 Foyo, A., Sanchez, A.M.,Tomillo, C., 2004., ˝A poroposal for a Secondry permeability Index obtained from Water pressure test in dam foundation ,̋ engineering geology , Santander,p.69-82 Helgeson, D.E., & Aydin, A.,1991. “Characteristics of joint propagation across layer interfaces in sedimentary rocks”. Journal of Structural Geology,13,p. 897-991. Ji, S., & Saruwatari, K., 1998. “A revised model for the relationship between joint spacing and layer thickness”, Journal of Structural Geology, 20,p. 1495-1508. Karaguzel, R., Kilic, R.,2000, ̋The effect of the alteration degree of ophiolitic mélange on permeability and grouting˝ , engineering geology,p.57,1-13. Narr, W., & Suppe, J., 1991.“Joint spacing in sedimentary rocks”, Journal of Structural Geology, Vol.13:1037-1048.