زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

ارائه روشی جدید برای برآورد مقاومت بلوک‌ها سنگیِ با استفاده از آزمون غیر مخرب امواج اولتراسونیک

نویسندگان
داریوش جوادیان 1
حسن مومیوند 2
رسول حمیدزاده مقدم 1
1 دانشگاه صنعتی سهند تبریز، دانشکدۀ معدن
2 دانشگاه ارومیه، دانشکدۀ فنی
10.18869/acadpub.jeg.10.1.3271
چکیده
استفاده از روش‌های غیرمخرب به ویژه سرعت امواج اولتراسونیک برای برآورد ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی سنگ‌ها به علت سادگی، اقتصادی، سرعت و غیر مخرب بودن مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. بناهای سنگی به طور وسیع از گذشته تاکنون در سطح جهان ساخته شده‌اند. تعیین مقاومت بناهای سنگی همچون آثار باستانی از طریق آزمایش‌های مرسوم مقاومت سنگ امکان پذیر نمی‌باشد. چون نمی توان برای تهیه نمونه آزمایش مقاومت فشاری آنها را تخریب نمود. ارائه روشی ارزان، ساده، غیر مخرب و در عین حال دقیق و کارآمد برای برآورد مقاومت چنین بناهایی کمک بسیار بزرگی خواهد بود. در این تحقیق آزمایش های مقاومت فشاری و اولتراسونیک روی نمونه های سنگی که تخریب آنها هیچ مسئله ای ندارد، انجام شده است، تا بتوان از نتیجه تحقیق به منظور برآورد مقاومت فشاری بناهای سنگی با استفاده از سرعت عبور استفاده نمود. بلوک‌ها و بناهای سنگی دارای شکل و اندازه‌های متفاوتی هستند، در این تحقیق بلوک‌هایی از سنگ‌های مرمریت، تراورتن، گرانیت و آهک دارای اندازه و شکل‌های متفاوت آماده سازی شده و سرعت امواج اولتراسونیک در جهات مختلف ابعاد بلوک‌ها و همچنین مقاومت فشاری یک محوری مغزه‌های حاصل از آنها نیز اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که شکل و اندازه نمونه‌ها بلوک های یک پارچه فاقد ناپیوستگی از مقیاس کوچک آزمایشگاهی تا قله های بزرگ به ابعاد حدود 2 متر در سرعت عبور موج اثر ندارد. در نهایت روابطی برای برآورد مقاومت فشاری یک محوری سنگ‌های مورد تحقیق با استفاده از سرعت امواج اولتراسونیک ارائه شده است. با استفاده از روابط ارائه شده می‌توان مقاومت بلوک‌ها و بناهای سنگی یک پارچه و فاقد ناپیوستگی از سنگ‌های مرمریت، تراورتن، گرانیت و آهک دارای هر شکل‌ و اندازه ای را توسط آزمون غیر مخرب، ساده، انعطاف پذیر و ارزان سرعت امواج اولتراسونیک برآورد نمود.
کلیدواژه‌ها
امواج اولتراسونیک
شکل و اندازه
بلوک های سنگی
مقاومت
1. Moomivand H., "Development of a new method for estimating the indirect uniaxial compressive strength of rock using schmidt hammer", Journal of BHM (Berg-und Hüttenmännische Monatshefte) Vol. 156, No. 4 (2011) 142-146.## 2. Khandelwal M., Singh, T.N., "Correlating static properties of coal measures rocks with P-wave velocity", International Journal of Coal Geology,Vol. 49 (2009) 55-60.## 3. Yasar E.Y., Erdogan Y., "Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences Vol. 41, (2004) 871-875.## 4. Gaviglio P., "Longitudinal waves propagation in a limestone: the relationship between velocity and density", Rock Mech Rock Eng., Vol. 22 (1989) 299-306.## 5. Facaoaru I., Lungnani C., "Contributions to the diagnosis of stone and concrete by structures by using non-destructive techniques, Conservation of Stone and Other Materials", Vol. II, (1993) 238-251.## 6. ستاری ق.، دهقان س.، شهریار ک.، کاربرد روش غیرمخرب سرعت موج طولی برای تخمین مقاومت تراکمی تک‌محوری، مدول الاستیسیته و تخلخل تراورتن محلات، سومین کنفرانس مهندسی معدن ایران، یزد (1388).## 7. قزوینیان ع.، فتحی ع.، رشیدی م.، کاربرد روش‌های غیرمخرب در اندازه‌گیری برخی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی مارن های زاگرس، کنفرانس مهندسی معدن ایران، تهران (1383).## 8. جوادیان د.، بررسی روشی نوین برای برآورد مقاومت بناهای سنگی با استفاده از سرعت امواج اولتراسونیک، پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی سهند (1390).## 9. ASTM, "Standard test method for laboratory determination of pulse velocities and ultrasonic constants rock, ASTM Annual Book of Standards", D 2845-08 (2008).## 10. ASTM, "Standard test method for uniaxial compressive strength of intact core specimens, ASTM Annual Book of Standards", D2938-95 (1997) 279-281.##