بررسی مقاومت فشاری تک محوری و خصوصیات فیزیکی سنگ‌های ساختمانی تراورتن‌ و توسعه روابط همبستگی بین آنها

نویسندگان

1 دانشیار زمین شناسی مهندسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 گروه زمین شناسی،دانشکده علوم،دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 گروه زمین شناسی مهندسی، مؤسسه فناوری، علم و پایایی ، دانشگاه فدراسیون، بالارات 3350، وی آی سی، استرالیا

10.22084/nfag.2025.30606.1660

چکیده

سنگ‌های ساختمانی کاربرد گسترده­ای در بخش‌های مختلف ساختمان مانند سنگ پوشش دیوار، سنگ پله، سنگ فرش، کف پوش و غیره دارند. مقاومت فشاری تک‌محوری و خصوصیات فیزیکی (چگالی، تخلخل و سرعت موج التراسونیک) از خصوصیات فنی متداول در ارزیابی کیفیت سنگ‌ ساختمانی هستند که قبل از انتخاب آن باید مورد توجه قرار گیرند. مقاومت فشاری تک‌محوری را می‌توان به‌صورت مستقیم در آزمایشگاه و یا به‌صورت غیرمستقیم از طریق برخی خصوصیات فیزیکی ارزیابی کرد. در پژوهش حاضر یک بانک اطلاعاتی با جمع­آوری داده­های مقاومت فشاری تک‌محوری و خصوصیات فیزیکی مربوط به 150 نمونه تراورتن ایجاد شد. بر اساس مقادیر مقاومت فشاری تک‌محوری و خصوصیات فیزیکی، کیفیت تراورتن­ها مورد ارزیابی قرار گرفت. از سوی دیگر، روابط همبستگی بین مقاومت فشاری تک‌محوری با چگالی، تخلخل و سرعت موج التراسونیک از طریق آنالیزهای رگرسیون یک و چند متغیره توسعه داده شدند. ارزیابی­ها نشان داد که بر خلاف برخی سنگ­های ساختمانی متراکم دیگر مانند سنگ آهک، مرمر وگرانیت مقادیر مقاومت فشاری تک­محوری و خصوصیات فیزیکی تراورتن­ها در دامنه وسیعی متغیر است که این به ماهیت متخلخل (حاوی منافذ ریز تا درشت) آن­ها در ارتباط است. بر اساس نتایج آنالیزهای رگرسیون یک متغیره، مقاومت فشاری تک­محوری با چگالی، تخلخل و سرعت موج التراسونیک روابط همبستگی ضعیفی به ترتیب با ضرایب تعیین 433/0، 230/0 و 353/0 دارد. از سوی دیگر، یافته­های آنالیز  رگرسیون چند متغیره نشان داد وقتی از تخلخل و سرعت موج التراسونیک به عنوان پارامتر ورودی برای برآورد مقاومت فشاری تک­محوری استفاده می‌شود، مقدار ضریب تعیین به 535/0 افزایش می­یابد. بر اساس مقادیر ضریب تعیین، روابط تجربی بدست آمده از آنالیز رگرسیون چند متغیره در مقایسه با رگرسیون یک متغیره تا حدودی دقت بالاتری در برآورد مقاومت فشاری تک­محوری دارند. به هر حال نتایج حکایت از دقت متوسط روابط تجربی برای برآورد مقاومت فشاری  تک‌محوری از خصوصیات فیزیکی دارد. این موضوع به ماهیت به شدت ناهمگن تراورتن به دلیل وجود فضای منافذ در آن است که منجر به پراکندگی داده­های مقاومت فشاری تک­محوری و خصوصیات فیزیکی و در نتیجه کاهش دقت روابط تجربی برآورد کننده می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of uniaxial compressive strength and physical properties of travertine building stones and development of correlation between them

نویسندگان [English]

  • Amin Jamshidi 1
  • Mehrdad Amiri 2
  • Saeed Aligholi 3
1 Associate Professor of Engineering Geology, Faculty of Basic Sciences, Lorestan University, Khorramabad, Iran
2 Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University Of Mashhad (FUM).Mashhad- Iran
3 Assistant Professor of Engineering Geology, Institute of Innovation, Science and Sustainability, Federation University, Ballarat 3350, VIC, Australia
چکیده [English]

Stones are among the most widely used construction materials in various parts of a building, including wall cladding, stair, paving, and flooring. Uniaxial compressive strength and physical properties (density, porosity, and ultrasonic wave velocity) are common technical properties used to evaluate the quality of building stones and need to be considered before their selection. Uniaxial compressive strength can be determined directly in the laboratory or indirectly through physical properties. In this study, a database was created by collecting data on the uniaxial compressive strength and physical properties of 150 travertine samples. The quality of the travertines was assessed on the basis of the values of uniaxial compressive strength and physical properties. Further correlation relationships between uniaxial compressive strength and density, porosity, and ultrasonic wave velocity were developed through univariate and multivariate regression analyses. The evaluations revealed that, unlike some other dense building stones, such as limestone, marble, and granite, the values of uniaxial compressive strength and physical properties of travertines vary over a wide range, which is related to their porous nature (containing fine to coarse pores). According to the results of the univariate regression analyses, the uniaxial compressive strength is weakly correlated with the density, porosity, and ultrasonic wave velocity, with coefficients of determination of 0.433, 0.230, and 0.353, respectively. Furthermore, multivariate regression analysis revealed that when the porosity and ultrasonic wave velocity are used as input parameters to estimate the uniaxial compressive strength, the coefficient of determination increases to 0.535. On the basis of the values of the coefficients of determination, the empirical relationships obtained from multivariate regression analysis have somewhat greater accuracy in estimating uniaxial compressive strength than those obtained from univariate regression. However the results indicate moderate accuracy of the empirical relationships for estimating uniaxial compressive strength from physical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Empirical relationships
  • Travertine
  • Uniaxial compressive strength
  • Physical properties

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 خرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 06 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری: 26 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 27 خرداد 1404