فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمههدف از مدل­سازی­های فیزیکی در زمین­شناسی ساختاری بازسازی نحوه شکل­گیری، توسعه و تکامل ساختارها در مقیاس آزمایشگاهی و با موادی شبیه به سنگ­های پوسته است. خصوصیات فیزیکی - مکانیکی مواد مورد استفاده در این مدل­سازی ها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است؛ به­طوری که ویژگی­های این مواد باید مشابه ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی سنگ­های پوسته بوده و بین مدل و طبیعت از لحاظ رئولوژیکی، ویسکوز و مقاومت اصطکاکی تناسب وجود داشته ­باشد. ماسه، گل­رس، گچ و سیلیکون از جمله مواد مورد استفاده در مدل­سازی­های فیزیکی هستند. پودر گچ ساختمانی یا پلاستر یا همی­هیدرات نیز به صورت خشک و مرطوب (گچ کشته) در مدل­سازی­ها استفاده شده ­است. در این مطالعه تأثیر رطوبت بر شکل­پذیری گچ مرطوب از طریق مدل­سازی فیزیکی ساختارهای سامانه گسل­های راستالغز بررسی شده­ است. این مطالعه همچنین درک مناسبی از ویژگی­های مکانیکی و رفتار گچ مرطوب با تغییرات درصد رطوبت فراهم می­نماید. برای این منظور از گچ مرطوب به صورت کشته با رطوبت­های 320 %، 285% و 175% در این مدل­سازی ها استفاده شده ­است.مواد و روش­هادر این مطالعه ابتدا حدود آتربرگ برای سنجش میزان رطوبت گچ مرطوب (یا کشته) انجام شده. براساس این معیار سه حد برای مقدار رطوبت موجود در خاک تعریف می­شود که شامل حد انقباض، حد خمیری و حد روانی است. در این مطالعه به دلیل عدم استفاده از گچ مرطوب در محدوده رطوبت حد انقباض در مدل­سازی فیزیکی، آزمایش تعیین حد انقباض انجام نشده ­است. در آزمایش سنجش حد خمیری، حداقل رطوبت لازم برای تبدیل خاک به خمیر اندازه­گیری می­شود. در این راستا چند گلوله خمیری تهیه شده از گچ مرطوب روی شیشه­ای قرار گرفته و با چرخش دست روی گچ، میله­ای به قطر mm3 تهیه می­شود. اگر ترک­هایی بر روی خمیر ایجاد شد، رطوبت آن در حد خمیری است. برای تعیین حد روانی گچ مرطوب از دستگاه مخروط نفوذسنج استفاده شده ­است. آنگاه مدل­سازی فیزیکی گسل­خوردگی راستالغز با استفاده از گچ مرطوب با درصدهای متفاوت رطوبت صورت پذیرفته است. سه آزمایش مدل­سازی فیزیکی سامانه گسل راستالغز در پی­سنگ و بررسی اثر این حرکات بر پوشش رسوبی با استفاده از گچ کشته و با رطوبت­های متفاوت 320%، 285% و 175% انجام شده ­است.نتایج و بحثنتایج حاصل از مدل­سازی سامانه گسلش راستالغز چپ بر در پی سنگ و اثر آن بر روی پوشش رسوبی با استفاده از گچ مرطوب نشان داد که غالب ساختارهای توسعه یافته در این آزمایش بر روی محل جابجایی دو صفحه متحرک قاعده­ای (گسل پی­سنگی) می­باشند و نواحی دور از این محل متحمل دگرشکلی نشده ­است. با کاهش رطوبت از 320% به 175% فاصله شکستگی­های برشی ریدل همسو ازcm 3/0 به cm9/1 و طول آن­ها از cm 5/2 به حدود  cm5/4 افزایش یافته و همچنین شکستگی­های برشی ریدل ناهمسو (آنتی ریدل) با تأخیر و با تحمل دگرشکلی­ بیشتر تشکیل شده است. این نتایج به دست آمده از توزیع و فراوانی شکستگی­های برشی به صورت کاهش تعداد شکستگی­ها، افزایش فاصله و طول شکستگی­ها و توسعه غیریکنواخت شکستگی­ها در نتیجه کاهش رطوبت، به­طور کیفی دلالت بر کاهش حد الاستیک گچ مرطوب در نتیجه کاهش رطوبت آن دارد. با کاهش رطوبت گچ کشته، علاوه­ بر ساختارهای معمول سامانه راستالغز، ساختار چین­خوردگی و راندگی همراه نیز توسعه یافته ­­است. تغییرات ساختاری مذکور در گچ مرطوب با درصدهای متفاوت رطوبت، شواهدی از شکل­پذیر بودن این ماده را در محدوده رطوبت بین حد خمیری (96%) تا حد روانی (178%) نشان می­دهد. این آزمایش­ها همچنین نتایج مطالعات قبلی مبنی بر رفتار شکنای گچ در رطوبت­های کمتر را تأیید می­نماید. نتیجه­گیرینتایج بدست آمده از این مطالعه در بررسی شکستگی­های برشی ریدل و چین­خوردگی­های مرتبط با گسل در مدل­سازی فیزیکی سامانه گسلش راستالغز نشان داد که وجود رطوبت در گچ مرطوب به میزان حد روانی موجب بروز رفتار شکل­پذیری آن می­شود. افزایش رطوبت بیش از این مقدار به دلیل کاهش نسبی چسبندگی و ویسکوزیته و افزایش فاصله مولکول­ها با کاهش رفتار شکل­پذیری گچ مرطوب همراه بوده که این تغییرات با افزایش تعداد شکستگی­های برشی ریدل و کاهش توسعه چین­خوردگی­های مرتبط با گسلش راندگی در آزمایش­ها همراه بوده است. این نتایج همچنین نشان داد که گچ مرطوب با رطوبت­های زیر حد خمیری (کمتر از 96%) رفتاری مشابه مواد شکنای شناخته شده مانند گچ خشک و ماسه است و بنابراین به عنوان ماده شکل­پذیر برای استفاده در مدل­سازی­های فیزیکی مناسب نمی­باشد. در حالی که گچ مرطوب در رطوبت­های بین 96% تا 178% (حد خمیری تا حد روانی) رفتار شکل­پذیر داشته و می­تواند به عنوان ماده شکل­پذیر در آزمایش­های مدل­سازی فیزیکی مورد استفاده قرار گیرد.