بخشی از مقاله
چکیده
شاخص شکنندگی سنگ به عنوان یک شاخص صنعتی، نقش مهمی در طراحی و تحلیل پایداري پروژه هاي مهندسی معدن و عمران دارد. تعیین این خصوصیت سنگ نیاز به صرف زمان و هزینه و تجهیزات آزمایشگاهی دارد. در حالیکه تعیین سرعت صوت در شرایط آزمایشگاهی و صحرایی، ساده و قابل اطمینان می باشد. بنابراین در این مقاله سعی شده است که ارتباط بین این شاخص و سرعت موج P بررسی شود. نمونه هایی از سنگ گرانیت الوند بر اساس فابریک دانه هاي سنگ تهیه شد و خصوصیات مکانیکی و فیزیکی آن بدست آمد.
روش هاي غیر مستقیم براي بدست آوردن شکنندگی ، تابعی از مقاومت سنگ و خصوصیات فیزیکی آن در این پژوهش، از است. در این پژوهش ارتباط بین سرعت موج و مفاهیم شکنندگی براي این نوع از سنگ بررسی شده است.
سه مفهوم براي شکنندگی استفاده شده است که شامل نسبت مقاومت تراکم تک محوري به مقاومت کششی - ، B2 - نسبت تفاضل مقاومت تراکمی تک محوري و مقاومت کششی به جمع مقاومت تراکمی تک محوري و مقاومت کششی - و نسبت حاصل ضرب مقاومت تراکمی تک محوري و مقاومت کششی تقسیم بر دو - . ارتباط این سه مفهوم از شکنندگی توسط آزمایش سرعت صوت با استفاده از تحلیل ضریب همبستگی مورد بررسی قرار گرفته اند. به طور کلی و بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، بین سرعت موج P و B3 یک ارتباط نزدیک و قابل کنترل وجود دارد.
کلمات کلیدي: شاخص شکنندگی، مقاومت تراکمی تک محوري، مقاومت کششی، آزمایش سرعت صوت، گرانیت
مقدمه
از دهه 1970 تاکنون مفهوم شکنندگی سنگ توسط بسیاري از محققین مطالعه شده است. هوك و داس - معتقدند که هنوز مفهوم شکنندگی جامع نیست. یک قانون کلی در مورد شکنندگی این است که، خرد شدن سنگ با شکنندگی بالا همراه با تغییر شکل خیلی کم می باشد در سال 1991 اظهار داشت که سنگ شکننده باید انرژي ویژه کمتري ازسنگی که شکنندگی پایینتري دارد، داشته باشد.روش مبتنی بر مقاومت تراکمی و کششی سنگ که در مقالههاي زیادي براي تعیین مقدار شکنندگی از این سه روش استفاده گردیده است. تعیین شکنندگی با استفاده از نسبت مقاومت تراکم تک محوري به مقاومت کششی سنگ است.
جایی که B1،B2و B3 شکنندگی هستند. σc مقاومت تراکمی تک محوري سنگ بر حسب σtمقاومت کششی سنگ - به دست آمده توسط آزمایش کشش برزیلی - بر حسب است. مقاومت تراکمی تک محوري و مقاومت کششی به عنوان ویژگیهاي کلیدي در خصوصیات توده سنگ در کارهاي مهندسی مورد توجه قرار میگیرند. این دو آزمایش به صورت مستقیم و غیر مستقیم بر اساس استانداردها تعیین میشوند. در حالی که آزمایش تراکمی تک محوري نسبتا ساده است اما به علت صرف زمان و هزینه زیاد و همچنین آماده کردن مغزه هاي سالم امروزه آزمایشهاي غیر مستقیم از قبیل سرعت صوت، آزمایش بار نقطهاي، عدد واجهشی اشمیت، براي پیشبینی UCS مورد استفاده قرار میگیرند .
مقاومت کششی ممکن است مستقیما اندازهگیري شود، اما در عمل انجام این آزمایش بسیار مشکل است. از میان روشهاي غیر مستقیم براي تعیین مقاومت کششی، آزمایش برزیل مطمئنترین و نزدیکترین عدد را با مقاومت کششی مستقیم دارد. شیوه آزمایش برزیلی در سال 1978 توسط ISRM استاندارد شده است. آزمایش سرعت موج p توسط ISRM در سال 1978 استاندارد شده است. در این مقاله تلاش شده است تا به منظور بدست آوردن یک روش سریع و ساده براي تخمین شکنندگی سنگ، ارتباط بین مقادیر سرعت موج P با شاخص شکنندگی گرانیت بررسی شود.
نمونهبرداري
براي انجام این مطالعه از گرانیت الوند با سه نوع فابریک ریز دانه براي بررسی ارتباط خصوصیات شکنندگی آنها باسرعت موج p استفاده شده است. مغزههاي گرفته شده از بلوكهاي با قطر 54 میلیمتر - NX - تهیه شده اند. در آخر نمونهها برش داده شده و براي انجام آزمایشات تک محوري، کشش برزیلی و التراسونیک آماده شده اند.
