بخشی از مقاله
چکیده:
آزمایشهاي تعیین تخلخل، دانسیته، نسبت تخلخل و جذب آب و سرعت عبور موج P روي دو تیپ مختلف مرمر انجام شد. بین سرعت عبور موج P و تمامی ویژگی هاي فیزیکی سنگ ارتباط قوي به دست آمد. بیشترین ضریب همبستگی به دست آمده با تابع درجه دوم مطابقت میکند. در انتها معلوم شد که ویژگیهاي فیزیکی به دست آمده از روي مرمرها آزمایش شده را میتوان از روي سرعت عبور موج P تخمین زد. اعتبار معادلات نتیجه شده را باید براي سایر مرمرها نیز کنترل کرد. بنابراین معادلات داده شده احتمالا مخصوص شیوه آزمایش ونوع سنگ ها، درجه اشباع و حضور صفحات لایه بندي است.
کلمات کلیدي: سرعت عبور موج P، مرمر، ویژگی هاي فیزیکی
-1 مقدمه:
استفاده از تکنیکهاي لرزهاي در زمینههاي مختلفی از قبیل معدن، ژئوتکنیک، عمران و حفاري زیرزمینی به سرعت در حال افزایش است. علت این امر غیر مخرب بودن و ساده بودن انجام آزمایش است. این آزمایش هم در محل و هم در آزمایشگاه براي تشخیص خواص دینامیکی سنگ قابل انجام است. فاکتورهاي زیادي بویژه نوع سنگ، دانسیته، تخلخل، اندازه و شکل دانه، آنیزوتروپی، آب حفره اي، رس محتوي، فشار محصور کننده و دما بر روي خصوصیات لرزهاي تاثیر میگذارند. بعلاوه زونهاي هوازدگی/دگرسانی، صفحات لایهبندي، خصوصیات درزهها - زبري، پرشدگی توسط آب، مواد پرکننده، شیب، استرایک و... - تاثیر مهمی بر روي سرعت لرزه دارد.
محققین زیادي ارتباط بین امواج التراسونیک و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بررسی کردهاند. - - 1978 Hamilton ارتباط بین سرعت التراسونیک و دانسیته رسوبات ته دریا را بررسی کرد، همچنین & et. al. - 1982 - Hamilton ارتباط بین امواج التراسونیک و خصوصیات آهکهاي کف دریا را بررسی کردند. - Han& et. al - 1986 تاثیر تخلخل و رس موجود در ماسه سنگها را با امواج التراسونیک بررسی کردند. Gaviglio - 1989 - ارتباط بین سرعت و دانسیته را مطالعه کرد. Yasar and Erdogan - 2004 - ارتباط سرعت صوت با دانسیته، مقاومت تراکمی و مدول یانگ سنگهاي کربناته را بررسی کرد.ویژگیهاي فیزیکی از قیبل تخلخل، جذب آب پارامترهاي مهمی براي کیفیت سنگ ساختمانی هستند از این رو اگر همبستگیهاي خوبی بین سرعت عبور موج P و خصوصیات فیزیکی مرمرها برقرار شود میتوانند در زمینه استخراج این سنگ مفید باشد. در این مطالعه، امکان تخمین ویژگیهاي فیزیکی مرمرها به وسیله سرعت عبور موجP از طریق اندازهگیري آزمایشگاهی بررسی شده است.
-2 نمونه برداري:
مرمرها از دو معدن واقع در روستاي روستاي قصلان در 7 کیلومتري شمال شهر قروه قرار دارد. منطقه مورد مطالعه در محدوده طول جغرافیایی 35º 14´ 16" و عرض جغرافیایی 47º 49´ 14" و در ارتفاع 1822 متر از سطح دریا قرار دارد - شکل . - 1 هر نمونه بلوك با ابعاد متوسط 30×25×25 انتخاب شد، سپس براي کنترل نقصهایی از قبل شکستگی، زونهاي آلتره در مقیاس ماکروسکوپی بررسی و به آزمایشگاه منتقل شد.
-3 مطالعات آزمایشگاهی:
بطور کلی صفحات ضعف موجود در سنگ سرعت را کاهش میدهد، از نمونهها بصورت عمودي مغزهگیري شد و هیچ صفحه لایهبندي در آن دیده نشد. مطابق استاندارد ISRM - 1981 - حداقل بعد جانبی نباید کمتر از یک دهم طول موج باشد، همچنین طبق استاندارد ASTM - 1978 - حداقل بعد جانبی نباید کمتر از پنج برابر طول موج باشد.در این پژوهش از ترانسدوکتور - ناقل نیروي القائی - با یک فرکانس 54 Khz استفاده شده است. فرکانس 54kHz برابر طول موج 6.4mm است. بنابراین حداقل بعد جانبی نمونهها باید 32mm براي ASTM و 46mm براي ISRM باشد. سرعت عبور موج P براي نمونههایی با قطر 54mm و طول 110mm اندازهگیري شد که براي هر دو استاندار قابل قبول است.فاکتور مهم دیگري که بر روي سرعت التراسونیک اثر میگذارد اندازه دانههاي سنگ آزمایش شده است.
طبق استاندارد ISRM - 1981 - مسافت طی شده پالس از میان سنگ باید حداقل ده برابر میانگین دانهها باشد. همانطور که در جدول 1 دیده میشود اکثر سنگهاي آزمایش شده داراي دانههاي کوچک و فاصله پالس-هاي طی شده 110mmاست که مطابق استاندارد میباشد.براي حداکثر دقت در اندازه گیري زمان باید ترانسدوکتور و سطح نمونه کاملا جفت شود به همین منظور انتهاي سطوح نمونه مغزهها ساب خوردهاند. ترانسدوکتورها در دو سر نمونه چسبیده شده و در زمان عبور پالسها ثبت میشود. مقدار سرعت عبور موج P از تقسیم طول مغزه و زمان عبور پالس به دست میآید.از مغزههاي گرفته شده براي تعیین دانسته، تخلخل و جذب آب استفاده شد. حجم نمونهها از میانگین حداقل دو قرائت کولیس محاسبه شده است. دانسیته نمونهها از تقسیم وزن نمونه به حجم نمونه به دست آمده است.
