زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی اثر رطوبت، دما و فشار تک محوری بر مقدار سختی چکش اشمیت در سنگ‌های مختلف

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران، واحد اراک،
2 دانشگاه صنعتی اصفهان
3 دانشگاه تهران
چکیده
چکش اشمیت امکان اندازه‌گیری سریع و ارزان سختی سطح سنگ را بصورت برجا و آزمایشگاهی فراهم می‌آورد. این پارامتر بطور گسترده در تخمین خواص مکانیکی سنگ‌ها از جمله مقاومت فشاری تک محوره و ضریب یانگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. سختی چکش اشمیت همچنین می‌تواند در ارزیابی کیفیت ساختاری سنگ، پیش‌بینی پارامترهای حفرپذیری و برش‌پذیری و میزان سایندگی سنگ، هوازدگی آن و تعیین مقاومت دیواره‌ی درزه مورد استفاده قرار گیرد. عوامل مختلفی مانند ابعاد نمونه‌ی مورد آزمایش، زبری سطح، هوازدگی، محتوای رطوبت، نوع چکش اشمیت و روش اندازه‌گیری و غیره بر روی نتایج سختی اشمیت اثر می‌گذارند. در مقاله‌ی حاضر بعد از مرور نتایج تحقیق‌های اخیر انجام گرفته در زمینه‌ی تاثیرات این عوامل، به بررسی آزمایشگاهی اثر عوامل رطوبت، درجه‌ی حرارت و بارگذاری تک محوری بر روی سختی اشمیت چندین نوع سنگ سالم و نیز نمونه‌ی بتن پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان داد که رطوبت عموما سبب کاهش مقدار سختی اشمیت سنگ می‌گردد. میزان این کاهش وابسته به نوع سنگ می‌باشد. همچنین دما تاثیر زیادی بر روی مقدار سختی اشمیت دارد. رابطه‌ی بین کاهش سختی با افزایش حرارت برای سنگ‌های مورد آزمایش، به شکل خطی بوده است. از طرفی اندازه‌گیری سختی نمونه‌ی تحت بارگذاری تک محوره نشان داد که اعمال بار بر روی سنگ، سبب افزایش سختی اشمیت نمونه می‌شود. این امر باید در اندازه‌گیری برجای سختی در دیواره‌ی فضاهای زیرزمینی که سنگ‌ها تحت بارگذاری قرار دارند، مورد توجه قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

1. ترابی ر.، جوانشیر م.، اعتبار استفاده از چکش اشمیت در آزمایش‌های برجا و آزمایشگاهی برای تعیین مقاومت سنگ و ارزیابی پایداری سقف در کارگاه های استخراج زغالسنگ، دومین همایش معدن و علوم وابسته (1385).## 2. ASTM, "Standard test method for determination of rock hardness by rebound hammer method", ASTM Standard, 04.09 (D 5873-00) (2001). ## 3. ASTM, "Standard test method for determination of rock hardness by Rebound Hammer Method", D5805–73 (2005). ## 4. Aydin A., Basu A., "The Schmidt hammer in rock material characterization", Engineering Geology, 81 (2005) 1-14. ## 5. Bilgin N., Seyrek T., Shahriar K., "Roadheaders glean valuable tips for Istanbul metro", Tunnels and Tunnelling (1990) 29-32. ## 6. Colback P.S.B., Wiid B.L., "The influence of moisture content on the compressive strength of rocks. Proc. Can. Symp. Rock Mech", (Toronto), 3rd (1965) 65-83. ## 7. Day M.J., Goudie A.S., "Field assessment of rock hardness using the Schmidt test hammer", British Geomorphology Research Group Technical Bulletin, 18 (1977) 19-29. ## 8. Demirdag S., Yavuz H., Altindag R., "The effect of sample size on Schmidt rebound hardness value of rocks", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 46 (2009) 725-730. ## 9. Dincer T., "The effect of some rock properties on the performance of roadheaders and impact hammers", PhD thesis, Istanbul Technical University (1990) 108. ## 10. ISRM, "Suggested methods for determining hardness and abrasiveness of rocks", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 15 (1978) 89-97. ## 11. Jumikins A.R., "Some engineering aspects of Brunswick Shale", Proc. Int. Congr. Rock Mech. (Lisbon) (1966) 99-102. ## 12. Kahraman S., "Rotary and percussive drilling prediction using regression analysis", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 36 (1999) 981-9. ## 13. Kahraman S., Balci C., Yaici S., Bilgin N., "Prediction of the penetration rate of rotary blasthole drills using a new drillability index", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 37 (2000) 729-43. ## 14. Kahraman S., Bilgin N., Feridunoglu C., "Dominant rock properties affecting the penetration rate of percussive drills", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 40 (2003) 711-23. ## 15. Katz O., Reches Z., Roegiers J.C., "Evaluation of mechanical, rock properties using a Schmidt Hammer", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 37 (2000) 723-728. ## 16. Kindybinski A., "Bursting liability indices of coal", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 17 (1980) 167-161. ## 17. Matthews J.A., Shakesby R.A., "The status of the 'Little Ice Age' in southern Norway: relative-age dating of Neoglacial moraines with Schmidt hammer and lichenometry", 13(3) (1984) 333-46. ## 18. OJO O., BROOK N., "The effect of moisture on some mechanical properties of rock", Mining Science and Technology, 10 (1990) 145-156. ## 19. Ozkan I., Bilim N., "A new approach for applying the in-situ Schmidt hammer test on acoalface", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 45 (2008) 888-98. ## 20. Sengun N., Altindag R., Demirdag S., Yavuz H., "P-wave velocity and Schmidt rebound hardness value of rocks under uniaxial compressional loading", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 48 (2011) 693-696. ## 21. Sachpazis C.I., "Correlating schmidt hammer rebound number with compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks", Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 42 (1990) 75-83. ## 22. Young R.P., Fowell R.J., "Assesing rock discontinuities", Tunnels and Tunnelling (1978) 45-8. ##