زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تغییر شکل و مقاومت ناهم‌سانگردی اسلیت‌های آهکی در آزمون‌های برزیلی

نویسندگان
چکیده
ناهم‌سانگردی یاآنیزوتروپی در تغییر رفتار مهندسی سنگ نقش مهمی دارد.اسلیت‌ها به‌عنوان سنگ‌های دارای ناهم‌سانگردی از دیرباز برای سقف شیروانی، کفپوش‌ها و به‌عنوان منابع قرضه استفاده می‌شوند. اسلیت‌ها­ی بررسی شده در این پژوهش آهکی است و بافت پورفیرو-لپیدوبلاستیک دارند. در این بررسی برای تعیین نقش ناهم‌سانگردی بر مقاومت کششی و الگوی شکستگی، از دو متغیر ψ (زاویۀ محور مغزه‌گیری نسبت به سطح فولیاسیون) و β (زاویۀ بین محور بارگذاری و امتداد فولیاسیون) در آزمایش برزیلی استفاده شد. زوایا هر 15 درجه انتخاب شده‌اند بدین معنا که برای هم ψ و هم β، هفت زاویه 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه تعریف شده است (برای هر نمونه 43 حالت ممکن وجود دارد). برای نام‌گذاری و بررسی الگوی­های شکستی، 11 الگو پیشنهاد شده است. متوسط مقاومت شکست برای سه ایستگاه تنوع 21/3 تا 94/20 مگاپاسکال را نشان داد. بر اساس نتایج متوسط مقاومت کششی با دانسیته رابطۀ مستقیم دارد. با مقایسه داده‌های آزمون کشش برزیلی، مقاومت کششی در حالت اشباع 8/30 درصد کم‌تر از حالت خشک است. از طرفی طول شکستگی در مقابل ψ و β رابطه عکس نشان داده است. متوسط مقاومت کششی و شاخص ناهم‌سانگردی نشان دادند که تأثیر زاویه جهت‌گیری(ψ) بیش‌تر از زاویه بارگذاری-فولیاسیون (β) است.
کلیدواژه‌ها

1. Ajalloeian R., Lashkaripour G. R., "Strength anisotropies in mudrocks", Journal of Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 59 (2002) 195-199. 2. Anon, "Classification of rocks and soils for engineering geological mapping", Part 1: Rock and soil materials, Bulletin International Association Engineering Geology, Vol. 19 (1979) 355-371. 3. Cárdenes V., Rubio-Ordóñez A., López-Munguira A., et al., "Mineralogy and modulus of rupture of roofing slate: Applications in the prospection and quarrying of slate deposits", Journal of Engineering Geology, Vol. 114 (2010) 191-197. 4. Chen C. S., Pan P., Amadei B., "Determination of Deformability and Tensile Strength of Anisotropic Rock Using Brazilian Tests", Int. J. Rock Mech. & Min. SCI, Vol. 35 (1998) 43-61. 5. Cho J. W., Kim H., Jeon S., Min K.B., "Deformation and strength anisotropy of Asan gneiss, Boryeong shale and Yeoncheon schis", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 50 (2012) 158-169. 6. Dan D. Q., Konietzky H., Herbst M., "Brazilian tensile strength tests on some anisotropic rocks", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences ,Vol.58 (2013)1-7. 7. Debecker B., Vervoort A., "Two-dimensional discrete element simulations of the fracture behavior of slate", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 61(2013) 161-170. 8. Diamantis K., Gartzos E., Migiros G., "Influence of petrographic characteristics on physico-mechanical properties of ultrabasic rocks from central Greece", journal of Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol.73 (2014) 1273-1292. 9. Duan K., Kwokn C. Y., "Discrete element modeling of anisotropic rock under Brazilian test conditions", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 78 (2015) 46-56. 10. Hudson J. A., Harrison J. P., "Engineering rock mechanics an, introduction to the principles", Published by Elsevier Science Ltd, Pergamon (1997) 444. 11. Heng S., Guo Y., Yang Ch., et al., "Experimental and theoretical study of the anisotropic properties of shale", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 74 (2015) 58-68. 12. Ikari M. J., Niemeijer A.R., Marone C., "Experimental investigation of incipient shear failure in foliated rock", Journal of Structural Geology,Vol.77 (2015) 82-91. 13. Islam M. D. A, Skalle P., "An Experimental Investigation of Shale Mechanical Properties Through Drained and Undrained Test Mechanisms", Journal of Rock Mechanics Engineering ,Vol.46 (2013) 1391-1413. 14. Khanlari G. R., Heidari M., Sepahigero A. A., Fereidooni D., "Quantification of strength anisotropy of metamorphic rocks of the Hamedan province, Iran, as determined from cylindrical punch, point load and Brazilian tests", Journal of Engineering Geology 169 (2014) 80-90. 15. Nasseri M. H., Rao K. S., Ramamurthy T., "Failure mechanism in schistose rocks". International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 34 (1997) 3-4 (No. 219). 16. Park B., Min K. B., "Bonded-particle discrete element modeling of mechanical behavior of transversely isotropic rock", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 76 (2015) 243-255. 17. Saeidi O., Rasouli V., Geranmayeh Vaneghi R., Gholami R., Torabi, S. R., "A modified failure criterion for transversely isotropic rocks", Geoscience Frontiers Journal ,Vol.5 (2014) 215-225. 18. Shuai H., Yingtong G., Chunhe Y., Daemen J. K., Zhi L., "Experimental and theoretical study of the anisotropic properties of shale", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol.74 (2015) 58-68. 19. Siegesmund S., Dürrast H., "Mechanical and physical properties of rocks. In: S. Siegesmund & R. Snethlage", Journal of Stone in Architecture, Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2011) 97-225, doi: 10.1007/ß78-3-642-14475-2-3. 20. Smith M. R. (ed), "Stone: Building stone, rock fill and armourstone in construction Geological Society", Engineering Geology Special Publications, London (1999) doi:10.1144/ GSL.ENG. 1999.016.01.14. 21. Stoeckhert F., Molenda M., Brenne S., Alber M., "Fracture propagation in sandstone and slate e Laboratory experiments, acoustic emissions and fracture mechanics", Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, Vol.7 (2015) 237-249. 22. Strohmeyer D., Siegesmund S., "Anisotropic technical properties of building stones and their development due to fabric changes. In: Siegesmund S, Vollbrecht A, Weiss T (eds).Natural stone, Weathering phenomena, conservation strategia and case studies.Geological society", London, Special publication, (2002) 205, 115-135. 23. Tavallali A., Vervoort A., "Behavior of layered sandstone under Brazilian test conditions: Layer orientation and shape effects", Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, Vol.5 (2013) 366-377 24. Vervoort A., Ki-Bok M., Heinz K., et al., "Failure of transversely isotropicrock under Brazilian test conditions", Int. J. Rock Mech. & Min. SCI,Vol. 70 (2014) 343-352. 25. Yavuz Celik M., Ergul A., "The influence of the water saturation on the strength of volcanic tuffs used as building stones. Environ Earth Sci., Vol.74 (2015) 3223-3239. 26. Yilmaz I., Yucel Ö., "Use of the core strangle test for determining strength anisotropy of rocks", Int. J. Rock Mech. & Min. SCI, Vol. 66 (2014) 57-63. 27. Zhong J., Liu S., Ma Y., et al., "Macro-fracture mode and micro-fracture mechanism of shale", Journal of Petroleum Exploration and Development, Vol.42 (2015) 269-276.