زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی عوامل مؤثر بر سرعت سیر موج التراسونیک در برخی از سنگ‌‌های ساختمانی مورد استفاده در ایران

نویسندگان
1 دانشگاه دامغان
2 دامغان، میدان دانشجو، دانشگاه دامغان، دانشکده علوم زمین
چکیده
آزمایش تعیین سرعت سیر موج التراسونیک روشی غیرمخرب، اقتصادی، ساده و سریع است که برای تعیین خواص فیزیکی و مهندسی سنگ‌ها بکار می‌رود. این آزمایش بر مبنای سرعت حرکت موج الاستیک از درون سنگ‌ها پایه‌ریزی شده است. سرعت سیر موج التراسونیک در سنگ‌ها به خواص ذاتی مانند ترکیب کانی‌شناسی، تراکم، تخلخل، اندازه دانه، شکل، بافت، ناهمسانگردی و عوامل آزمایشگاهی و محیطی مانند میزان و نوع ماده منفذی و درجه حرارت بستگی دارد. در این پژوهش، 10 نمونه سنگ ساختمانی شامل سنگ‌آهک و گرانیت به تعداد 50 نمونه آزمایشگاهی مکعبی با ابعاد 10×4×4 سانتی‌متر برش داده شد و سپس با استفاده از دستگاه آزمایش سرعت سیر موج پاندیت مورد آزمایش قرار گرفتند تا پارامترهای مؤثر بر سرعت موج التراسونیک در آن‌ها مورد بررسی قرار گیرد. این پارامترها شامل وزن واحد حجم خشک، دما، نوع ماده منفذی، حالت ماده منفذی و بارگذاری می‌باشند. بر اساس نتایج بدست آمده همبستگی بین سرعت سیر موج التراسونیک و وزن واحد حجم خشک رابطه خطی مستقیم و با نوع سیال منفذی، حالت ماده پرکننده و بارگذاری به صورت روابط معکوس می‌باشد. علاوه بر این افزایش دما باعث افزایش سرعت سیر موج التراسونیک می‌گردد. همچنین از نظر نوع سیال منفذی، کمترین مقدار سرعت موج در حالت اشباع از آب و بیشترین مقدار سرعت موج در محلول نمک با غلظت 150% بهدست آمد. از نظر حالت ماده‌ پرکننده منافذ سنگ، بیشترین مقدار سرعت در حالت پرکننده منجمد و کمترین مقدار سرعت در حالت پرکننده هوا مشاهده شد. با افزایش بارگذاری سرعت موج التراسونیک در سنگ‌های مورد مطالعه کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

Aldeeky, H., and Hattamleh, O.A., 2018. Prediction of engineering properties of basalt rock in Jordan using ultrasonic pulse velocity test. Geotechnical and Geological Engineering, 36, 3511-3525.
Azimian, A., and Ajalloeian, R., 2015. Empirical correlation of physical and mechanical properties of marly rocks with P wave velocity. Arabian Journal of Geosciences, 8(4), 2069-2079.
Dürrast, H., and Siegesmund, S., 1999. Correlation between rock fabrics and physical properties of carbonate reservoir rocks. International Journal of Earth Sciences, 88, 392-408.
Ersoy, A., and Waller M.D., 1995. Textural characterisation of rocks. Engineering geology, 39(3-4), 123-136.
Fereidooni, D., 2018. Assessing the effects of mineral content and porosity on ultrasonic wave velocity. Geomechanics and Engineering, 14(4), 399-406.
Fereidooni, D., Khanlari, G.R., Heidari, M., and Sepahigero, A.A., 2015. Assessment of engineering behavior of foliated rocks using some index tests. In 24th international mining congress and exhibition of Turkey-IMCET, 15, 14-17.
Fereidooni, D., Khanlari, G.R., Heidari, M., Sepahigero, A.A., and Kolahi-Azar, A.P., 2016. Assessment of inherent anisotropy and confining pressure influences on mechanical behavior of anisotropic foliated rocks under triaxial compression. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49, 2155-2163.
Jaeger, J.C., Cook, N.G. and Zimmerman, R., “Fundamentals of rock mechanics. John Wiley & Sons, (2009).
Kahraman, S., and Yeken, T., 2008. Determination of physical properties of carbonate rocks from P-wave velocity. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 67, 277-281.
Karakuş, A., and Akatay, M., 2013. Determination of basic physical and mechanical properties of basaltic rocks from P-wave velocity. Nondestructive Testing and Evaluation, 28(4), 342-353.
Rahmouni, A., Boulanouar, A., Boukalouch, M., Géraud, Y., Samaouali, A., Harnafi, M. and Sebbani, J., 2013. Prediction of porosity and density of calcarenite rocks from P-wave velocity measurements. International Journal of Geosciences, 4, 1292-1299.
Ramana, Y.V., Venkatanarayana, B., 1973. Laboratory studies on Kolar rocks. In International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 10 (5), 465-489.
Vajdová, V., Přikryl, R., Pros, Z., and Klıma, K., 1999. The effect of rock fabric on P-wave velocity distribution in amphibolites. Physics of the earth and planetary interiors, 114 (1-2), 39-47.
Vutukuri, V.S., Lama, R.D. and Saluja, S.S., 1974. Handbook on mechanical properties of rocks.