بخشی از مقاله
برآورد مقاومت فشاري تک محوري گرانيت ها با آزمايش هاي غيرمخرب
چکيده
در مهندســي ارزش ، تعيــين مقاومــت تراکمــي تــک محــوري(UCS)، بــدون حفــاري زيرسطحي بـه وسـيله آزمايشـهاي غيرمخـرب ماننـد سـرعت مـوج (VP)و سـختي چکـش اشــميت (SHV)از مهمتــرين راهکارهــا بــراي کــاهش صــرف وقــت و هزينــه در اجــراي پروژه هاي عمراني کوچک مـي باشـد.در ايـن تحقيـق سـعي شـده اسـت بـا اسـتفاده ز ٧ نمونه بلوکهاي سـنگ گرانيـت منطقـه شـمال خـاوري بروجـرد مقـادير UCS بـا اسـتفاده از سختي چکش اشـميت نـوع N و سـرعت صـوت بـراي ٨٤ نمونـه از مغـزه هـاي تهيـه شده با قطـر NX در حالـت رطوبـت طبيعـي تعيـين گردد.تحليـل نتـايج آزمـون هـا نش ميدهــد،در گرانيـت هـاي بروجــرد يـک رابطـه خطـي بــين VP بــا UCS و يـک رابطــه نمـايي بـين SHV و UCS برقراراسـت .همچنين بررسـيهـا، روشـن مـي کنـ کـه رابطـه بـين VP و UCS بـا مقـدار ٠٧٥=R٢ از همپوشـاني بهتـري نسـبت بـه رابطـه بـين
SHV وUCS بـا مقـدار ٠٧٤=R٢ برخـوردار اسـت . از ايـن رو مـيتـوان بـا اطمينـان نســبتا بــالايي از آزمايشــهاي غيــر مخــرب بــراي بــرآورد مقاومــت ســنگهاي گرانيتــي استفاده نمود.
واژگان کليدي: گرانيت ،مقاومت فشاري تک محوري،آزمايش هاي غيرمخرب
مقدمه
سنگهاي گرانيتي با گسترش و تنوع زياد بعنـوان منـابع قرضـه مـورد اسـتفاده هسـتند. ـذا شناخت سريع و کم هزينه ويژگيهاي ژئوتکنيکي آنها در اقتصاد مهندسي هر پروژه مـد نظـر قراردارد. استفاده از آزمونهاي غيرمخرب مانند سـرعت مـوج طـولي ١(Vp)و سـختي چکـش اشميت ٢(SHV)از مهمترين راهکارها براي کاهش وقت و هزينه در اجراي پروژه هاي عمراني محسوب ميگردد چرا که انجام اين آزمونها بـا کمتـرين هزينـه بـه دو صـورت صـحرايي و آزمايشگاهي امکان پذيراست . هرچند آقايان کوبانگول و سرليک [٥] بهترين قطر مغزه ها بـراي آزمون سرعت موج را ٤٨ميليمتر معرفي کرده اند ولي محدوديتي از نظر ابعاد و اندازه بلوکها و نيز قطر مغزه ها براي انجام اين آزمون ها وجود ندارد. سختي و سرعت موج طـولي تـابعي از عوامـل ذاتـي سـنگ ماننـد نـوع کـانيهــا و ابعـاد کـانيها،چسـبندگي مـرزي دانـه هــا،نوع تبلور،دانسيته ،تخلخل ،مقاومت ،رفتار الاستيک -پلاستيک و نهايتا ميزان هوازدگي سـنگ اسـت .
برخي از محققين از اين آزمايش ها براي تعيين مقادير مقاومت فشاري تک محـوري٣ (UCS) و ساير پارامترهاي زمين شناسي مهندسي [٤]، [٨]، [٦] و [٥] استفاده کرده اند. با ايـن وجـود موضوع ارتباط آزمونهاي Vp و SHV با مقاومت گرانيت ها بطور مستقل کمتـر مـورد توجـه بوده ، لذا اين پژوهش انجام شد و با استفاده از سختي چکش اشميت نوع N و دستگاه تعيين سرعت صوت مدل PUNDIT، بين اين پارامترها و UCS سنگهاي گرانيتي خـاور و شـمال خاوري بروجرد ارتباط برقرارگرديد.
روش تحقيق
در اين تحقيق ، سختي سنگهاي گرانيتي در محل با چکش اشميت نوع N تعيين گرديد[١].
سپس نمونه هاي بلوکي مناسب به آزمايشگاه منتقل شده و از آنها مغزه هاي استاندارد با نسبت L/D ٢/٥ به ١ تهيه شد[٤]. براي انجام آزمون سرعت موج تعداد٢١ نمونه و براي انجام آزمون مقاومت فشاري تک محوري ٦٣ نمونه مغزه طبق استانداردISRM(١٩٨١)،مورد آزمايش قرارگرفته اند.
در مورد چگونگي انجام آزمايش و گزينش عدد بهينه سختي چکش اشميت بطوريکه نمايانگر خصوصيات واقعي توده سنگ باشد،محققان نظرات متفاوتي دارند. انجمن بين المللي مکانيک سنگ (ISRM) انجام ٣٠ آزمون را پيشنهاد مي نمايد که متوسط ٢٠ قرائت بالا بعنوان عدد سختي چکش اشميت (SHV) در نظر گرفته ميشود.همچنين طبق پيشنهاد ISRM بهتر است که چکش در يکي از سه وضعيت افقي، قائم به سمت بالا و يا قائم به سمت پايين قرار بگيرد.در اين تحقيق از وضعيت قائم به سمت پايين استفاده گرديده است [١].
سرعت انتشار موج p نيز در نمونه هاي استوانه اي با ثبت زمان رسيدن امواج تراکمي ساطع شده از مولد تا گيرنده در انتهاي(قطب ) ديگر دستگاه محاسبه شدند(شکل ١).
مقاومت فشاري تک محوري مغزه هاي سنگي و مقادير حاصل از آزمون هاي غيرمخـرب در جدول ١ ارائه شده است .
بحث
براساس جدول ١ بالاترين عدد سختي اشميت با مقدار ٦٩/٢٥ مربوط به گرانيت اسفن دار دهگاه و کمترين عدد آن مربوط به توناليت هيراب با مقدار ٤٦/٠٩ مي باشد.
گرانيت اسفن دار دهگاه همچنان بالاترين سرعت موج طولي را نيز با مقدار ٥/٢٩ کيلومتر در ثانيه به خود اختصاص داده است و مونزوگرانيت آق بلاغ ٢ با سرعت موج طولي ٢/٧٣ کيلومتر در ثانيه در پائين ترين حد قرار دارد.
