استفاده از آزمون فشردگی شعاعی مغزه برای تعیین مقاومت فشاری تک محوره سنگ بکر به روش غیر مستقیم

Abstract

مقاومت فشاری تک محوره ماده سنگ یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در پروژه‌های ژئوتکنیکی و معدنکاری است. با توجه به زمان‌بر بودن و پرهزینه بودن آزمایش مقاومت فشاری مستقیم، آزمایش‌های غیرمستقیمی مانند بارگذاری نقطه‌ای، چکش اشمیت و سرعت امواج صوتی ابداع شده که در این میان آزمایش بارگذاری نقطه‌ای خیلی پرکاربرد، ساده و اقتصادی است، اما این روش نیز محدودیت‌هایی مانند تاثیر جهت بارگذاری در نتیجه اعمال بار به بخش کوچکی از سنگ و وابستگی زیاد نتایج به ابعاد نمونه دارد. در سال 2009 میلادی آزمایش فشردگی شعاعی مغزه (CST) ابداع شد که مزیت این آزمایش، اعمال بار به صورت شعاعی به مغزه روی دایره‌ای عمود بر محور آن است. در این مقاله نتایج طراحی و ساخت دستگاه آزمایش فشردگی شعاعی که در ایران برای اولین بار انجام شده، تشریح شده است تا بتوان با آن مقاومت فشاری تک محوری سنگ‌ها را با دقت بالا و هزینه کمتر تخمین زد. طراحی و ساخت دستگاه در آزمایشگاه مکانیک سنگ دانشگاه یزد انجام شد. برای کالیبراسیون دستگاه، 70 نمونه استاندارد سنگی و بتنی به طول‌های 20، 10 و 5 سانتیمتر و قطر 7/54 میلی‌متر آماده‌سازی شد. علاوه بر CST، آزمایش بارگذاری نقطه‌ای و مقاومت فشاری تک محوری بر روی این 70 نمونه انجام و سپس ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره به دست آمده از روش مستقیم با روش CST و همچنین بار نقطه‌ای بررسی شد. محاسبات نشان داد که ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره و فشار روغن در لحظه شکست در روش CST یک ارتباط خطی با ضریب همبستگی 78/0 و ارتباط خطی بین مقاومت فشاری تک محوره و شاخص بار نقطه‌ای با ضریب همبستگی 63/0 است. ضمنا نتایج به دست آمده در روش CST حساسیتی به سطوح دو انتهای نمونه و طول نمونه ندارد.

Keywords

• مکانیک سنگ
• مقاومت فشاری تک محوره
• آزمایش بار نقطه‌ای
• مغزه
• آزمایش فشردگی شعاعی