یافته‌های نوین زمین‌شناسی کاربردی

یافته‌های نوین زمین‌شناسی کاربردی

معرفی پارامترهای جدید بافت سطحی سنگدانه ها برای طبقه بندی دوام وارفتگی

نویسنده
گروه زمین شناسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران
چکیده
دوام وارفتگی یکی از مهم‌ترین شاخص‌های ارزیابی رفتار سنگ‌های ضعیف، به‌ویژه سنگ‌های آرژیلیتی، در پروژه‌های مهندسی است. اگرچه شاخص دوام وارفتگی (SDI) به‌طور گسترده برای سنجش مقاومت سنگ در برابر چرخه‌های تر و خشک شدن به‌کار می‌رود، این شاخص تنها بر مبنای افت وزنی استوار بوده و تغییرات هندسی و بافت سطحی سنگدانه‌ها را منعکس نمی‌کند. هدف این پژوهش معرفی پارامترهای جدید بافت سطحی سنگدانه‌ها و بررسی قابلیت آن‌ها در توصیف فرآیند وارفتگی و بهبود طبقه‌بندی دوام سنگ‌ها است. بدین منظور، ۲۸ نمونه سنگ از واحدهای سنگی استان گلستان انتخاب و آزمون دوام وارفتگی مطابق استاندارد ASTM D4644 بر روی ۲۶۷ سنگدانه انجام شد. علاوه بر تعیین شاخص دوام وارفتگی، تغییرات ضریب شکل، حجم هندسی و کشیدگی تصویر سنگدانه‌ها پیش و پس از آزمون اندازه‌گیری و چهار شاخص جدید شامل درصد تغییر فرم (AFC)، درصد تغییر حجم (AVC)، نسبت وارفتگی سنگدانه‌ها (ASR) و درصد تغییرکشیدگی تصویر (ADC) معرفی شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که بین شاخص‌های AFC و AVC همبستگی مثبت بسیار قوی و بین AFC و شاخص دوام وارفتگی (Id₂) همبستگی منفی و معنی‌دار وجود دارد. بررسی سیستم طبقه‌بندی گمبل نیز نشان داد که بیش از 77 درصد نمونه‌ها در محدوده دوام بسیار بالا (Id₂ > 95%) قرار می‌گیرند و این موضوع قدرت تفکیک این سیستم را برای سنگ‌های نسبتاً مقاوم محدود می‌کند، در حالی‌که شاخص‌های پیشنهادی دامنه تغییرات گسترده‌تری داشته و تفاوت رفتار سنگدانه‌ها را حتی در نمونه‌هایی با مقادیر مشابه SDI آشکار می‌کنند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده هم‌زمان از شاخص‌های AFC، AVC، ADC و ASR در کنار شاخص استاندارد SDI می‌تواند دقت ارزیابی دوام و طبقه‌بندی مهندسی سنگ‌های ضعیف را افزایش داده و مبنایی برای توسعه یک سیستم طبقه‌بندی چندپارامتری مبتنی بر ویژگی‌های هندسی و بافت سطحی سنگدانه‌ها فراهم سازد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Introduction of New Surface Texture Parameters of Aggregates for Slake Durability Classification

نویسنده English

Hamed Rezaei
Geology group, Golestan University, Gorgan, IRAN
چکیده English

Slake durability is a key parameter for evaluating the engineering behavior of weak rocks, particularly argillaceous rocks. Although the Slake Durability Index (SDI) is widely used to assess resistance to repeated wetting–drying cycles, it is based solely on weight loss and does not account for changes in the geometry or surface texture of rock fragments. This study introduces new aggregate surface-texture indices to improve characterization of the slaking process and the durability classification of weak rocks. A total of 28 rock samples from different lithological units in Golestan Province, Iran, comprising 267 rock fragments, were tested in accordance with ASTM D4644. In addition to SDI, changes in particle shape, geometric volume, and image-based elongation were quantified before and after testing. Four new indices were developed: Aggregate Form Change (AFC), Aggregate Volume Change (AVC), Aggregate Slaking Ratio (ASR), and Aggregate Distortion Change (ADC). Statistical analyses showed a very strong positive correlation between AFC and AVC and a significant negative correlation between AFC and the second-cycle Slake Durability Index (Id₂). According to the Gamble classification system, over 77% of the samples were classified as having very high durability (Id₂ > 95%), highlighting the limited discriminatory power of SDI for relatively durable weak rocks. In contrast, the proposed indices exhibited a broader range of variation and effectively distinguished differences in fragment degradation, even among samples with similar SDI values. These findings demonstrate that integrating AFC, AVC, ADC, and ASR with the conventional SDI improves the accuracy of durability assessment and engineering classification of weak rocks and provides a basis for developing a multiparametric classification system incorporating the geometric and surface-texture characteristics of rock fragments.

کلیدواژه‌ها English

Slake Durability Index (SDI)
Aggregate surface texture
Aggregate Form Change (AFC)
Aggregate Volume Change (AVC)
Aggregate Slaking Ratio (ASR)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 04 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 13 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 28 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 04 مهر 1405