زمین شناسی مهندسی
سال:1395 | دوره:10 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

از بین پارامترهای دینامیکی، مدول برشی حداکثر و نسبت میرایی مصالح اهمیت زیادی در تحلیل های دینامیکی دارند. در این مقاله برای اندازه گیری مدول برشی حداکثر و نسبت میرایی مصالح ماسه ای و شنی داسیتی از GAP-SENSOR با فرکانس پاسخ زیاد (20 kHz) در دستگاه سه محوری سیکلی استفاده شد. روش کار این دستگاه بدین صورت است که ابتدا ضربه ای ضعیف به کلاهک بالای نمونه زده می شود و تاریخچه زمانی جابه جایی های خفیف حاصل در جهت افقی و قائم (کرنشی در حدود 10-6) با دستگاه ثبت داده با میزان نمونه گیری 100000 داده در هر ثانیه برای هر کانال ثبت، می شود. با معلوم بودن زمان رسیدن موج بین دو حس گر و اندازه گیری فاصله آن ها، سرعت موج بدست می آید. در نهایت با محاسبه ضریب پواسن از طریق اندازه گیری کرنش های افقی و قائم، مدول برشی حداکثر مصالح بدست می آید. نتایج نشان می دهد که سرعت موج با افزایش تنش محدودکننده افزایش یافته و مقدار آن به اندازه دانه ها بستگی دارد. همچنین با استفاده از تکنیک کاهش دامنه ارتعاش در ترازهای مختلف نمونه، مقدار نسبت میرایی ناشی از ضربه محاسبه شد. مقایسه نتایج مدول برشی و نسبت میرایی با به کارگیری GAP-SENSOR با نتایج آزمایش های سه محوری سیکلی روی مصالح بررسی شده، موید دقت مناسب روش ارائه شده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

استفاده از روش های غیرمخرب به ویژه سرعت امواج اولتراسونیک برای برآورد ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ ها 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 شده اند. تعیین مقاومت بناهای سنگی مانند آثار باستانی از طریق آزمایش های مرسوم مقاومت سنگ امکان پذیر نیست زیرا نمی توان برای تهیه نمونه آزمایش مقاومت فشاری آنها را تخریب کرد. ارائه روشی ارزان، ساده، غیر مخرب و در عین حال دقیق و کارآمد برای برآورد مقاومت چنین بناهایی کمک بسیار بزرگی است. در این تحقیق آزمایش های مقاومت فشاری و اولتراسونیک روی نمونه های سنگی که تخریب آنها هیچ مساله ای ندارد، انجام شده است، تا بتوان از نتیجه تحقیق به منظور برآورد مقاومت فشاری بناهای سنگی با استفاده از سرعت عبور استفاده کرد. بلوک ها و بناهای سنگی دارای شکل و اندازه های متفاوتی هستند، در این تحقیق بلوک هایی از سنگ های مرمریت، تراورتن، گرانیت و آهک دارای اندازه و شکل های متفاوت آماده سازی شده و سرعت امواج اولتراسونیک در جهات مختلف ابعاد بلوک ها و همچنین مقاومت فشاری یک محوری مغزه های حاصل از آنها نیز اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که شکل و اندازه نمونه ها 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 سنگ های بررسی شده با استفاده از سرعت امواج اولتراسونیک ارائه شده است. با استفاده از روابط ارائه شده می توان مقاومت بلوک ها و بناهای سنگی یک پارچه و فاقد ناپیوستگی از سنگ های 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 کرد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

هوک و براون (1997) روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل پذیری توده سنگ ها پیشنهاد کردند. زمانی که این روش پیشنهاد گردید، در طراحی های مهندسی سنگ به طور گسترده استفاده شد. در طراحی ها اغلب از میانگین مقادیر پارامترهای هوک و براون استفاده می شود، با توجه به تغییرپذیری خواص توده سنگ در دامنه وسیعی از اعداد این عمل نمی تواند مناسب باشد. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده سنگ اهمیت پیدا می کند. شاخص مقاومت زمین شناسی از مهمترین پارامترهای موجود در روابط هوک و براون است که عدم قطعیت های موجود در تعیین آن بیشتر از سایر پارامترها است. در این مقاله بر اساس نتایج آزمایش های مکانیک سنگ بر روی نمونه های سنگی معدن گل گهر سیرجان و همچنین برداشت های صحرایی مورد نیاز، به بررسی پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ پرداخته شد. سپس میزان حساسیت این پارامترها نسبت به تغییر نوع تابع توزیع آماری شاخص مقاومت زمین شناسی، در زمان استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان حساسیت روابط هوک و براون برای تعیین پارامترهای مختلف ژئومکانیکی توده سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین شناسی یکسان نیست. میزان حساسیت پارامترهای مختلف نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین شناسی برای زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و مقاومت کلی کمتر از 5%، مدول کمتر از10%، و برای مقاومت فشاری تک محوره و مقاومت کششی کمتر از 25%، به دست آمد.

مقاومت و دوام پذیری ماسه سنگ ها و میزان تاثیرپذیری آن ها از شرایط طبیعی مهم ترین عواملی هستند که هنگام استفاده به عنوان سنگ های ساختمانی باید به آن توجه شود. در این پژوهش، اثر پدیده ذوب – انجماد و فرایند تبلور نمک بر مقاومت و دوام پذیری ماسه سنگ های سازند قرمز بالایی در جنوب استان قزوین (محدوده آوج –آبگرم) بررسی شد. تعداد 9 نمونه ماسه سنگ (مشخص شده با حروف A، B، C، CG، S، S1، Tr، Min و Sh) از بخش های مختلف منطقه مذکور جمع آوری شده و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن ها بررسی شد. به منظور ارزیابی اثر پدیده ذوب – انجماد بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نمونه های سنگی، آزمایش ذوب – انجماد طی 60 دور انجام شده است. همچنین برای بررسی اثر پدیده تبلور نمک بر مقاومت ماسه سنگ ها، آزمایش تبلور سولفات سدیم (محلول اشباع 100% وزنی Na2SO4) نیز طی 20 دور انجام گرفته است. خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ماسه سنگ های بررسی شده از قبیل افت وزنی، شاخص بار نقطه ای، مقاومت کششی برزیلی و سرعت عبور موج (Vp) در دورهای مختلف تعیین شد. به منظور ارزیابی اثر فرایندهای ذوب – انجماد و تبلور سولفات سدیم بر روی دوام پذیری، آزمایش دوام پذیری بعد از فرایندهای مذکور روی نمونه های ماسه سنگی انجام شده و تغییرات شاخص دوام شکفتگی طی 15 دور بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از این بررسی ها مشخص شد که تبلور نمک در مقایسه با ذوب – انجماد، به طور چشم گیری می تواند میزان مقاومت و دوام پذیری ماسه سنگ ها را کاهش داده و آن ها را تخریب کند. همچنین مشخص شد که تبلور نمک در مقایسه با ذوب- انجماد، به طور چشم گیری می تواند میزان مقاومت و دوام پذیری ماسه سنگ ها را کاهش داده و آن ها را تخریب کند. هم چنین مشخص شد که می توان رفتار ماسه سنگ ها را طی چرخه عای ذوب- انجماد و تبلور نمک بر اساس نتایج حاصل از آزمایش های شاخص بار نقطه ای، مقاومت کششی برزیلی، تعسسن سرعت عبور موج و افت وزنی پیش بینی کرد.