تعیین‌ شکنند‌‌گی پریدوتیت‌ها با ‌استفاده از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی (مطالعه موردی: هرسین، استان کرمانشاه)

نویسندگان

گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان

چکیده

پارامترهای مقاومتی سنگ علی‌الخصوص شکنندگی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های کنترل کننده رفتار ماده سنگ است. شکنندگی تابعی از مقاومت است که نشان‌دهنده استحکام سنگ در مقابل تغییر شکل در محدوده الاستیک می­باشد. آسیب سنگ تا حد زیادی تابع خواص سنگ می‌باشد. با توجه‌ به این که شکنندگی در پروژه‌های مهندسی سنگ اهمیت به سزایی دارد و روش‌های مستقیم برای اندازه‌گیری شکنندگی استاندارد نشده‌اند. در این پژوهش با استفاده از آزمون سرعت موج p، دانسیته خشک، جذب آب، آزمون چکش‌اشمیت، بار نقطه‌ای و همین‌طور مقاومت فشاری تک‌محوری و کشش برزیلی بر روی ۱۰ بلوک از پریدوتیت‌های واقع در هرسین، استان کرمانشاه، ضمن تعیین مفاهیم شکنندگی ارتباط پارامترهای شکنندگی با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تعیین گردیده است. براساس نتایج بدست آمده، رابطه منطقی و قابل قبولی بین دانسیته خشک و آزمایش سرعت صوت با شکنندگی سنگ وجود ندارد. بیش­ترین انطباق بین آزمایش درصد جذب آب، آزمایش چکش‌اشمیت و آزمایش بار نقطه‌ای به ترتیب با مقادیر شاخص شکنندگی BI، BI و B3 می­باشد. که میزان همبستگی این شاخص­ها به ترتیب ۰/۷۶(r) ، (r) ۰/۷۹و (r)۰/۹۸ می­باشد. در واقع خصوصیات مکانیکی این سنگ­ها نسبت به خصوصیات فیزیکی انطباق بیش­تری را با شاخص شکنندگی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination the Brittleness of peridotites Harsin, Kermanshah Province, (case study) using physical and mechanical properties

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Ghobadi
  • Mehrdad Amiri
  • Farhad Aliani
چکیده [English]

Rock strength parameters, especially the Brittleness is one of the most important features controlling the behavior of the rock material.Brittleness is a function of strength, which indicates the rock strength against deformation in the elastic range. rock damage is largely the function of rock properties.
Given the Brittleness of engineering projects stones are crucial and direct methods for measuring the Brittleness not standardized, in this study using p-wave speed test, dry density, water absorption percent, Schmidt hammer test, Point Load Test and also Single Axial Compressive Strength Brazilian elasticity on 10 samples of peridotites located in Harsin, Kermanshah Province to determine the implications of Brittleness fracture parameters determined by physical and mechanical characteristics.
According to the results, there is no reasonable and acceptable relationship between dry density and sound speed tests with the brittle rock.The highest adaptation between water absorption test, Schmitt hammer test and point load testwith brittleness indexes is BI, BI  B3. That The correlation coefficient of these indices is 0.76(r), 0.79(r) and 0.98(r) Respectively.
In fact, the mechanical properties of these rocks toward the physical properties are more consistentwith Brittleness index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Peridotite
  • Harsin
  • Brittleness
  • physical properties
  • mechanical properties

آقانباتی، ع (1383) زمین­شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 587 ص.

فهیمی‏فر ا.، و سروش، ح (1380) آزمایش‏های مکانیک سنگ، مبانی نظری و استانداردها، انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر، چاپ اول.

کتابی، ل (1391) تخمین شکنندگی میگماتیت­ها با استفاده از شاخص بار نقطه­ای، دومین همایش ملی زمین­شناسی دانشگاه شهید بهشتی.

نـقشه 1:100000 هـرسین، استان کـرمـانشاه، سـازمان زمین­شناسی و اکتشاف معدنی.

Altindag, R (2002) Assessment of some brittleness indexes in rock drilling efficiency, Rock Mech. Rock Eng, 43: 361-370.

Altindag Rasit (2010) Assessment of some brittleness indexes in rock-drilling efficiency. Rock Mech Rock Eng. 43: 361– 370.

ASTM (2001) Standard method for determination of the point load strength index of rock, ASTM Standards on Disc 04.08.; Designation D5731.

ASTM (2001) Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Intact Rock Core Specimens. D3967.

Dearman, W. R (1995) Description and classification of weathered rocks for engineering purposes: the background to the BS5930:1981 proposals”, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 28: 267-276.

Dahl, F (2003) DRI, BWI, CLI Standards, NTNU, Angleggsdrift, Trondheim, Norway.

Goktan, R.M. and Yilmaz Gunes N (2005) A new methodology for the analysis of the relationship between rock brittleness index and drag pick cutting efficiency. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 105 (10): 727–734.

Ghobadi MH, Naseri F (2016) Rock Brittleness Prediction Using Geomechanical Properties of Hamekasi Limestone: Regression and Artificial Neural  Networks Analysis, JGeope, 6 (1): 19-33.

Hunka, V. & Das. B (1974) Brittleness determination of rocks by different methods, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abst, 11: 389-392.

Hoek, E (1983) Strength of jointed rock masses. Geotechnique, 33: 187–223.

ISRM (1981) Basic geotechnical description of rock masses, International Society of rock mechanics Commision on the classification of rock and masses. Int Rock Mech Min Sci Geomech, 18: 85-110.

ISRM (1981(b)) Suggested Methods. Rock characterization testing and monitoring, In: Brown ET, (Eds.) Oxford: Pergamon Press.

Kahraman S. and Altindag R (2004) A brittleness index to estimate fracture toughness. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 41: 343–348.

Yarali, O. & Soyer, E (2011) The effect of mechanical rock properties and brittleness on drillability, Scientific Research and Essays, 6(5): 1077-1088.

Yarali Olgay and Soyer Eren (2013) Assessment of relationship between drilling rate index and mechanical properties of rocks. In: Tunnelling and Underground Space Technology, 33: 46-53.

Yang Mou, Yingfeng-Meng, Gao Li, Lin Han & Yufei-Li )2014) Effect of Grain Size and Grain Content on the Hardness and Drillability of Rocks. Sains Malaysiana, 43 (1): 81-87.