گل‌سنگ‌های سازند بختیاری به دلیل حضور کانی‌های رسی متورم شونده، از واحدهای مسئله ساز در پروژه‌های زیرزمینی جنوب غرب ایران به شمار می‌روند. در این پژوهش، رفتار تورمی گل‌سنگ‌های برداشت شده از مغار نیروگاه مسجدسلیمان با انجام آزمایش‌های تورم آزاد، فشار تورمی در شرایط کرنش صفر و چرخه‌های تر - خشک بر روی نمونه‌های بکر و بازسازی‌شده بررسی شده است. همچنین، ترکیب کانی‌شناسی و ریزساختار نمونه‌ها با استفاده از XRD و SEM مورد بررسی قرار گرفته شده است. نمونه‌های بکر با رطوبت طبیعی ۵ تا ۷ درصد، کرنش تورمی آزاد ۱۲ تا ۱۹ درصد و فشار تورمی 0/1 تا 0/19 مگاپاسکال را نشان دادند، در حالی‌که این مقادیر در نمونه‌های بازسازی‌شده به ترتیب به 26/6 درصد و حدود 0/32 تا 0/33 مگاپاسکال رسیده است. بیش از ۷۰ درصد تورم نمونه‌های بکر در ۶ ساعت نخست رخ داده است. در چرخه‌های تر - خشک، فشار تورمی نمونه‌های بکر پس از دو چرخه حدود ۱۰ درصد کاهش یافته و سپس پایدار شده است، در حالی‌که در نمونه‌های بازسازی‌شده کاهش حدود 50 درصدی تا چرخه یازدهم مشاهده شده است. نتایج نشان می‌دهد، بین تورم آزاد و فشار تورمی رابطه مستقیمی وجود ندارد و تورم آزاد به تنهایی معیار کافی برای برآورد فشار تورمی نیست. همچنین، روند تغییرات فشار تورمی در چرخه‌های تر - خشک به شرایط اولیه و وضعیت ساختاری نمونه وابسته بوده است. در مجموع، ارزیابی رفتار تورمی گل‌سنگ سازند بختیاری نیازمند توجه همزمان به وضعیت ساختاری و شرایط اولیه نمونه است.
Doostmohammadi, R., Moosavi, M., Mutschler, T., & Osan, C. (2009). Influence of cyclic wetting and drying on swelling behavior of mudstone in south west of Iran. Environmental Geology, 58(5), 999-1009. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1579-3
Dif, A. E., & Bluemel, W. F. (1991). Expansive soils under cyclic drying and wetting. Geotechnical Testing Journal, 14(1), 96-102. https://doi.org/10.1520/GTJ10196J
Erguler, Z. A., & Ulusay, R. (2003). A simple test and predictive models for assessing swell potential of Ankara (Turkey) Clay. Engineering Geology, 67(3-4), 331-352. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(02)00205-3
Gens, A., & Alonso, E. E. (1992). A framework for the behaviour of unsaturated expansive clays. Canadian Geotechnical Journal, 29(6), 1013-1032. https://doi.org/10.1139/t92-120
Huang, S. L., Aughenbaugh, N. B., & Rockaway, J. D. (1986). Swelling pressure studies of shales. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 23(5), 371-377. https://doi.org/10.1016/0148-9062(86)90005-7
ISRM. (1979). Suggested methods for determining water content, porosity, density, absorption and related properties and swelling and slake-durability index properties. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 16(2), 141-156. https://w.isrm.net/page/show/1305
Jeremias, F. T., & Cripps, J. (2023). Laboratory testing and classification of mudrocks: a review. Geotechnics, 3(3), 781-807. https://doi.org/10.3390/geotechnics3030043
Mesri, G., Pakbaz, M. C., & Cepeda-Diaz, A. F. (1994). Meaning, measurement and field application of swelling pressure of clay shales. Géotechnique, 44(1), 129-145. https://doi.org/10.1680/geot.1994.44.1.129
Rao, B. H., Reddy, P. S., Mohanty, B., & Reddy, K. R. (2021). Combined effect of mineralogical and chemical parameters on swelling behaviour of expansive soils. Scientific Reports, 11(1), 16562. https://doi.org/10.1038/s41598-021-95746-5
Subba Rao, K. S., & Satyadas, G. C. (1987). Swelling potential with cycles of swelling and partial shrinkage. Proceedings of the 6th International Conference on Expansive Soils, Vol. 1, New Delhi, India, 137-142. https://www.cabidigitallibrary.org/doi/full/10.5555/19901940639
Shahsavani, S., Vakili, A. H., & Mokhberi, M. (2020). The effect of wetting and drying cycles on the swelling-shrinkage behavior of the expansive soils improved by nanosilica and industrial waste. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 79(9), 4765-4781. https://doi.org/10.1007/s10064-020-01851-6
Teich-McGoldrick, S. L., Greathouse, J. A., Jove-Colon, C. F., & Cygan, R. T. (2015). Swelling properties of montmorillonite and beidellite clay minerals from molecular simulation: comparison of temperature, interlayer cation, and charge location effects. The Journal of Physical Chemistry C, 119(36), 20880-20891. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b03253
Wang, Z., Song, J., Qiu, E., Peng, Z., Qu, M., Li, Y., Wan, X., Yan, Z., & Lu, J. (2024). Experimental study on anisotropic deformation behavior and microstructure evolution of red-bed mudstone. KSCE Journal of Civil Engineering, 28(12), 5480-5499. https://doi.org/10.1007/s12205-024-0686-3
Yazdandoust, F., & Yasrobi, S. S. (2010). Effect of cyclic wetting and drying on swelling behavior of polymer-stabilized expansive clays. Applied Clay Science, 50(4), 461-468. https://doi.org/10.1016/j.clay.2010.09.006
Zuo, Q., Zhou, X., Chen, Z., Li, Z., Li, P., Deng, M., & Wang, B. (2025). Macro-micro mechanisms and damage modeling of mudstone swelling under water-rock interaction. Geotechnical and Geological Engineering, 43(8), 447. https://doi.org/10.1007/s10706-025-03433-3
