آزمایش لوژان --------------------------------------------------------------
مراحل تعيين آزمایش نفوذپذیری سنگ با آزمايش لوژان
آزمایش نفوذپذیری سنگ (لوژان ) جهت تعیین میزان تراوایی انواع توده سنگ در پروژه یکی از آزمایشات صحرایی ژئوتکنیک می باشد. آزمایش لوژان که در سال 1933 توسط شخصی به نام لوژان کشف شد برای سنگ های درزه دار در پروژه های مختلف ژئوتکنیکی است. این آزمایش توسط شرکت کاوش ترا ز نیرو بر اساس استاندارد ASTM D4630-19 به منظور تعیین تراوایی سنگ ها در پروژه انجام می شود.
آزمایش تراوایی سنگ در صحرا معمولا در فواصل 5 متری انجام میشود که در مواردی و بسته به شرایط پروژه ممکن است در فواصل کمتری مانند 3 یا 4 متر انجام شود. در واقع عدد لوژان به صورت غیرمستقیم نمادی از تراوایی سنگ ها در صحرا می باشد. بر اساس تعریف منابع علمی یک واحد لوژان برابر با یک متر طول از گمانه حفاری شده است که با فشار 10 بار، یک لیتر بر دقیقه آب از آن عبور نماید.
تجهیزات تست نفوذپذیری سنگ شامل ابزارهای زیر است.
- پمپ آب جهت تامین فشار آب
- پکر یا آب بند برای مسدود کردن دو سر گمانه
- کنتور آب جهت تعیین دبی آب در آزمایش لوژان
- فشار سنج برای تعیین میزان فشار
- سیستم انتقال و تولید آب با توجه به نیاز پروژه
- منبع آب برای تامین آب مورد نیاز
روش انجام آزمایش لوژان
آزمایش لوژان در اهواز در پروژه های مختلف به صورت زیر انجام می گیرد.
مرحله اول: حفر گمانه و آماده کردن تجهیزات
آزمایش تراوایی سنگ از آزمایشات درون چاهی و اکتشافی می باشد بنابراین لازم است در طی جریان حفاری انجام می گیرد. بدین منظور ابتدا گمانه ای حفر شده و سپس ادوات
و ابزار حفاری از داخل آن بیرون کشیده می شود. در مرحله بعدی داخل گمانه را به خوبی شست و شو می دهیم تا جایی که آب کاملا زلال از گمانه خارج گردد و تمام گل و لای موجود
در درزه ها پاک شود. بعد از شست و شوی کامل گمانه مسدود کننده هایی که پکر نامیده می شود در گمانه قرار می گیرد. لازم است در این مرحله اطمینان حاصل نمود که پکرراه
خروج آب از بالا و پایین را به طور کامل مسدود کرده اند.پکرها انواع مختلفی دارند: نوع ۱. پکرهای مکانیکی (Mechanical Packers) و ۲. پکرهای پنوماتیکی(Hydraulic Packers)
در آزمایش لوژان کاربرد دارند. پکر مکانیکی که با دست پک می شود معمولاً برای جدا کردن بخشهای مشخص درون چاه و جلوگیری از نشت سیال به بخش های دیگر چاه به مورد
استفاه قرار می گیرند. به طور تجربی از پکر مکانیکی برای ابتدای گمانه در اعماق0تا5 متر استفاده می شود.پکر پنوماتیکی که معمولا با آب یا هوا کار می کند برای جداسازی دقیقتر
و آزمایش در فشارهای بالا برای مثال در شرایطی که فشارهای چاه بالا است و نیاز به کنترل بهتر است کاربرد دارد و معمولا برای عمق های پایین تر قابل کاربرد است.
پس از طی مراحل اولیه شامل حفر گمانه و آماده سازی آن انجام آزمایش را شروع می کنیم. برای آزمایش نفوذپذیری سنگ آب با فشار وارد گمانه می گردد. با توجه به شرایط پروژه 5 یا 7 پله ای انجام می شود. برای مثال در آزمون 7 پله ای لوژان حداکثر فشاری که در آزمایش انجام می گیرد راP گرفته و پله های فشار به ترتیب0.25p، 0.5p،0.75p ، p ، 0.25p، 0. 5p، 0.75p اعمال می شوند. در شکل زیر گراف اعمال بار در آزمایش لوژان 7 پله ای قابل مشاهده می باشد.
برای ثبت نتایج آزمون در هر مرحله (هر اعمال فشار) حجم آب نفوذ یافته به زمین در فواصل زمانی 5 دقیقه توسط کارشناس قرائت و ثبت می شود.آزمایش لوژان زمانی پایان
می یابد که اختلاف بین دو قرائت در یک پله فشار کمتر از 10% باشد.
در محاسبات تست لوژان عدد لوژان از رابطه زیر به دست می آید.
Q: معادل حجم آب جذب شده در دقیقه برای هر پله فشار (L/min)
Pe : فشار موثر آب در وسط قطعه با واحد اتمسفر
L: طول قطعه مورد آزمایش (m)
مزایا و معایب آزمایش نفوذپذیری سنگ لوژان به صورت شماتیک در زیر ارائه شده است.
نتیجه گیری --------------------------------------------------------------
آزمایش لوفران و لوژان و تعیین نفوذپذیری صحرایی با آزمایش پمپاژ برای تعیین نفوذپذیری خاک و سنگ در پروژه بسیار حائز اهمیت و پرکاربرد می باشند. آزمایش لوژان به دلیل وجود تجهیزات در دسترس ، دقت بالا تر نسبت به آزمایش نفوذ پذیری در آزمایشگاه و عدم دست خوردگی نمونه ها از آزمایشات محبوب و قابل قبول می باشد. این آزمایش در دسته آزمایشات صحرایی قرار گرفته و در محل پروژه انجام می گیرد.
