آزمایشگاه  زمین شناسی مهندسی در دو بخش آموزشی و پژوهشی فعال میباشد. در بخش آموزشی برای دانشجویان مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد مجهز به تجهیزات آزمایشهای معمول و متداول مکانیک خاک و سنگ میباشد. برخی آزمایشها متداول مکانیک خاک شامل آزمایشهای تعیین درصد رطوبت طبیعی، دانه بندی، هیدرومتری، حدود اتربرگ، دانسیته، تک محوری ، برش مستقیم و تحکیم است. برخی آزمایشها متداول مکانیک سنگ شامل اندازه گیری ویژگیهای فیزیکی سنگ بکر، آزمایشهای بار نقطه ای، برزیلین، مقاومت فشاری تک محوری و سه محوری و آزمایش دوام سنگ میباشد. در بخش پژوهشی دستگاهها و تجهیزات انجام برخی آزمایشهای خاص در قالب پایان نامه های دانشجویان مقاطع تحصیلات تکمیلی طراحی، ساخته و بهره برداری شده است. برخی از این تجهیزات و آزمایشها به شرح زیر میباشد:

1-    دستگاه بارگذاری بر خرده ذرات مجزا: این دستگاه برای ارزیابی مقاومت خرده های سنگی و قطعات بدست آمده از حفاری چاههای اکتشاف نفت قابل استفاده است. در این دستگاه ذرات کوچک در حد میلیمتر تحت بار محوری قرار گرفته و منحنی نیرو در مقابل تغییرشکل برای هر خرده حفاری تعیین میشود. با توسعه روابط تجربی از منحنی مذکور برای تخمین مقاومت تک محوری و مدول الاستیسیته خرده های حفاری استفاده میگردد.

شکل (1) مراحل آزمایش نفوذ. الف-تصویر شماتیک دستگاه نفوذ و سیستم ثبت تغییرات. ب- نمودار شاخص مربوط به آزمایش نفوذ که در آن نحوه تعیین پارامترهای مقاومتی IM و CTF خرده ذرات آزمایش شده نشان داده شده است . ج- نحوه قرارگیری نمونه¬ها در رزین اپوکسی د. دستگاه نفوذ و نفوذ کننده با مقطع دایره¬ای. ه- تصویر برخی از خرده¬های شیلی تثبیت شده در رزین اپوکسی بعد از شکست در آزمایش نفوذ

2-    دستگاه سایش LCPC  : این آزمایش در دهه 70 در فرانسه به منظور طبقه بندی سایندگی سنگ و خاک در سنگ شکنها ابداع گردید. بنا به استانداردAFNOR P18-579 ،  در این آزمایش با استفاده از موتوری که به تیغه ای مستطیل شکل بابعاد  5×25×50 میلیمتر متصل است و درون یک سیلندر حاوی نمونه خشک شده باندازه دانه بین  4-6/3 میلیمتر قرار گرفته بمدت  5 دقیقه با سرعت 4500 دور در دقیقه چرخش میکند. کاهش وزن پره معیاری برای اندازه گیری میزان سایندگی است . تغییر ایجاد شده در دانه بندی نمونه بعد از چرخش بعنوان معیاری برای شکنندگی خاک میباشد.

الف                                    ب                                                                    ج

شکل (2) ، الف- دستگاه آزمایش LCPC ، ب- تیغه ها و ج-  نمونه های لازم برای انجام آزمایش

3-    دستگاه سایش LCPC با قابلیت تغییر دور و زمان: دستگاه مذکور به نوعی همان دستگاه LCPC است که قابلیت تغییر تعداد دور و زمان چرخش تیغه قرار گرفته داخل خاک را دارد. در آزمایش استاندارد تعداد دور دستگاه 4500 دور در دقیقه و زمان چرخش 5 دقیقه میباشد. دستگاه مذکور قابلیت تغییر دور و همچنین زمان را داشته و به منظور بررسی تاثیر این دو متغیر بر سایش ایجاد شده در تیغه طراحی و ساخته شده است.

شکل (3) دستگاه آزمایش LCPC با قابلیت تغییر دور و زمان چرخش

4-    دستگاه سایش سرشار: در این آزمایش نوک تیز یک میله فولادی استاندارد تحت بار استاتیکی 7 کیلوگرم و در مدت زمان 10 ثانیه بر روی سطح تازه شکسته سنگ خراشی به اندازه یک سانتی متر ایجاد می کند . با اندازه گیری میزان پهن شدگی سوزن در اثر ساییده شدن روی سنگ عدد سرشار CAI تعیین میشود. بین عدد سرشار و قابلیت سایندگی سنگها ارتباط مستقیم وجود داشته و با این عدد سایندگی سنگها تخمین زده میشود.

            الف                                                      ب                                ج

شکل (4) – الف- دستگاه آزمایش سرشار، ب- نمونه سنگ و سوزنهای آزمایش، ج- مطالعه تغییر ایجادشده در نوک سوزن

5-    دستگاه جدایش پیستون و مخروط: دستگاه جدایش پیستون و مخروط با قرارگیری پیستون یا مخروطی با سطح مشخص بر روی ظرف استوانه ای شکل پر شده از خاک و رانش پیستون یا مخروط به داخل آن و سپس بیرون کشیدن پیستون یا مخروط از داخل خاک امکان تعیین تنش لازم برای جداشدن مخروط از خاک (تنش چسبناکی)، تنش لازم برای جداشدن خاک از خاک (تنش کششی) و میزان خاک چسبیده به پیستون یا مخروط (چسبناکی) را فراهم میکند. با تعیین این مقادیر امکان بررسی خطر گل گرفتگی فراهم میشود.

شکل (5) دستگاه جدایش مخروط (و پیستون) برای چسبناکی خاک به سطح فلز

6-    دستگاه تعیین مقاومت تک محوری خاک در درجه حرارتهای مختلف: به منظور بررسی تاثیر درجه حرارت بر مقاومت برشی زهکش نشده خاکهای رسی دستگاه مذکور طراحی و ساخته شده است. این دستگاه شامل یک سلول بوده که بعد از قرارگیری نمونه داخل آن امکان تغییر دمای آب احاطه کننده نمونه وجود دارد. با تغییر دمای آب اطراف نمونه و پس از گذشت زمان مشخص دمای نمونه با دمای آب یکسان شده بعد از آن با اعمال بار محوری به نمونه مقاومت محوری نمونه اندازه گیری میشود.

شکل (6) دستگاه حرارت دهی به نمونه جهت تعیین مقاومت تک محوری در دماهای مختلف

7-    دستگاه سایش غلطکی (RIAT) با قابلیت تعییر دور و نیروی قائم: در این روش به وسیله ی دیسک های غلطکی که بر روی نمونه های سنگ بکر حرکت میکنند سایش سنگ تعیین میگردد. سرعت چرخش غلطک 40 دور بر دقیقه با نیروی پیشران 1250 نیوتن تعریف شده لیکن دستگاه مذکور به گونه ای طراحی شده است که امکان تغییر در نیروی پیشران و سرعت چرخش را فراهم میکند. در این روش تلاش شده است که شبیه سازی بین عملکرد دیسکهای برش در حفاری مکانیزه با مدلهای آزمایشگاهی صورت پذیرد.

شکل (7) دستگاه سایش غلطکی (RIAT) جهت مدلسازی آزمایشگاهی سایش سنگها