بخشی از مقاله
خلاصه
تأثیر مقدار آب موجود در مصالح زمین بر میزان سایش اتفاق افتاده بر ابزار برش در حفاري مکانیزه امري مهم و قابل بررسی است. در این مقاله بمنظور بررسی تأثیرات رطوبت بر روي میزان سایش دانههاي خاك 23 نمونه از رسوبات آبرفتی جنوب غربی شهر قم تهیه شده است. برروي نمونههاي مربوطه در حالت خشک و مرطوب - با رطوبتهاي ℅5، ℅10، ℅15، ℅20و - ℅25 آزمایش سایش LCPC انجام شده است. با استفاده از این آزمایش ضریب سایندگی و شکنندگی تعیین گردیده که بر این اساس مشخص میشود با افزایش رطوبت ضریب سایندگی و شکنندگی کاهش مییابد.
کلمات کلیدي: آزمایش LCPC، سایندگی، رطوبت، رسوبات جنوب غربی قم
1. مقدمه
یکی از هزینههاي عمدهي احداث تونل با ماشین حفار تونل در سنگهاي سخت و زمینهاي نرم، ساییدگی ابزارهاي حفاري و سایر قسمتهاي ماشین حفار است. علاوه بر هزینه خود ابزارها، زمان لازم براي تعویض ابزار و تعمیر سایر قسمتها آسیب دیدهي ماشین حفاري نیز مسئله ساز است. با این وجود دانش محدودي درباره نحوه تأثیرجنس و ترکیب خاك و شرایط زمین - مانند فشار، درصد رطوبت وغیره - بر اندرکنش بین خاك و ابزار برشی موجود است .[1] مسئله سایندگی خاك در حفاري مکانیزه تونل، به منظور ارائه روشی براي پیشبینی میزان سایندگی ابزارهاي حفاري و برآورد هزینه و زمان مورد نیاز، توسط محققان مختلفی بررسی شده یا در حال بررسی میباشد ]٨ ,٧ ,٦ ,٥ ,٤ ,٣ ,٢.[ یکی از روشها براي ارزیابی سایندگی استفاده از آزمایشهاي آزمایشگاهی است. آزمایش LCPC که در دهه 70 در فرانسه و بر اساس استاندارد ] AFNOR P18 -579٩[ به منظور طبقهبندي سایندگی سنگ و خاك در سنگ شکنها ابداع گردید، یکی از آزمایشهاي آزمایشگاهی جهت تعیین ویژگیهاي سایشی و شکنندگی مصالح می-باشد. در این آزمایش نمونه با دانهبندي بین 4 تا 6/3 میلیمتر درون محفظه سیلندري ریخته میشود، تیغهاي چهارگوش به مدت 5 دقیقه با سرعت 4500 دور دقیقه حاوي نمونه شروع به چرخش میکند. براي تعیین سایندگی وزن تیغه قبل و بعد از آزمون سنجیده میشود. کاهش وزن تیغه معیاري جهت سایندگی نمونه میباشد. به همراه کاهش وزن تیغه، تیغه فلزي به واسطه برخورد با ذرات به سبب چرخش در محفظه تغییر شکل میدهد، هرچه نمونه سایندهتر باشد، تغییر شکل وکاهش وزن بیشتر است. ضریب سایندگی که میزان کاهش وزن تیغه قبل و بعد از آزمون میباشد با استفاده از - رابطه - 1 و
ضریب قابلیت شکنندگی که درصد مواد عبوري از الک 1/6 میلیمتر میباشد با استفاده از - رابطه - 2 محاسبه میگردد ]١٠.[
m0 و m وزن تیغه فولادي قبل و پس از آزمایش برحسب گرم M وزن نمونه آزمایش شده بر حسب تن است. M1.6 جرم ذرات کمتر از 1/6 mm بعد از آزمایش LCPC و M جرم نمونه - 0.0005 t - میباشد. محدوده تغییرات LAC بین 0 تا 200 گرم برتن براي سنگهاي طبیعی و نمونههاي خاك است
]١٠.[ طبقهبندي پارامتر LAC در جدول 1 ارائه شده است. محدوده تغییرات LBC بین 0 تا 100 براي نمونههاي طبیعی خاك و سنگ است ]١٠.[ طبقه-بندي پارامتر LBC در جدول 2 ارائه شده است.
جدول–1 طبقهبندي پارامتر ] LAC١١[
2. تعیین ویژگیهاي سایشی مصالح
نمونهبرداري
به منظور بررسی تأثیر درصد رطوبت در مقدار ضریب سایندگی، 23 نمونه از رسوبات جنوب غربی قم جمع آوري شده است. محلهاي نمونهبرداري در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل-1 نقاط نمونهبرداري رسوبات جنوب غربی قم
محتواي سنگ شناسی
محتواي سنگشناسی نمونههاي آزمایش شده شامل چهار ترکیب اصلی توف، آندزیت، کوارتز و آهک میباشد. فراوانی هر کدام از اینها در نمونه-هاي مطالعه شده در جدول 3 و کمترین، میانگین و بیشترین مقادیر سنگشناسی در منطقه مورد مطالعه در شکل2 نشان داده شده است.
جدول-3 محتواي سنگشناسی رسوبات جنوب غربی قم
