شاخص شكنندگي؛ بار نقطه‌اي؛ سنگ توف؛ كرج

Estimation of brittleness index using point load test (case study: Karaj tuff rock)

شكنندگي يكي از مهم‌ترين خصوصيات ذاتي سنگ است و بر روي رفتار سنگ در هنگام عمليات مختلف تاثير زيادي دارد. در حال حاضر روش استانداردي براي اندازه‌گيري مستقيم شكنندگي سنگ در دسترس نيست. بنابراين روابط تجربي و روش‌هاي غيرمستقيم مختلفي از سوي محققين براي بدست آوردن شكنندگي سنگ ارائه شده است. اگرچه در نتايج حاصل شده اختلاف زيادي وجود دارد ولي تمامي روش‌ها حاكي از اين است كه شكنندگي سنگ تابعي از مقاومت‌ (كششي و تراكم تك‌محوري) آن است. در اين پژوهش از اطلاعات اوليه به دست آمده از آزمايشات انجام شده بر روي سنگ توف كرج استفاده شده و ارتباط بين شاخص بار نقطه‌اي و مفاهيم شكنندگي براي اين سنگ بررسي شده است. در اكثر مقالاتي كه در حوزه شكنندگي به چاپ رسيده است از سه مفهوم جهت تعيين اين شاخص استفاده شده كه شامل B1 (نسبت مقاومت تراكم تك‌محوري به مقاومت كششي)، B2 (نسبت تفاضل مقاومت تراكمي تك‌محوري و مقاومت كششي به جمع مقاومت تراكمي تك‌محوري و مقاومت كششي) و B3 ( نسبت حاصل ضرب مقاومت تراكمي تك‌محوري و مقاومت كششي تقسيم بر دو) مي‌باشد. ارتباط سه مفهوم شكنندگي توسط شاخص بار نقطه‌اي براي حالت خشك با استفاده از تحليل ضريب تعيين (R2) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه بالاترين ضريب تعيين مربوط به رابطه Is(50)-B3مي‌باشد؛ همچنين فقط معادله درجه دو مي‌تواند ارتباط مقادير شكنندگي و شاخص بار نقطه‌اي را به خوبي آشكار نمايد.

Brittleness is one of the most important inherent properties of rock which has a great effect on behavior of rock during various operations. For the time being, there is no standard method available for direct measurement of rock brittleness. So, different empirical relations and indirect methods have been provided by researchers to determine rock brittleness. Although the results are very different, but all of the methods suggest that rock brittleness is a function of strength (tensile strength and uniaxial compressive strength). This investigation has used initial data obtained from the tests on samples of Karaj Tuff rock and studied the relationship between point load index and concept of brittleness for this kind of rock. Most of the published literatures on the field of brittleness indicate that has been used three concepts to determine this index; including B1 (ratio of uniaxial compressive strength to tensile strength), B2 (ratio of the difference of uniaxial compressive strength and tensile strength to the sum of uniaxial compressive strength and tensile strength) and B3 (ratio of the multiplication of uniaxial compressive strength and tensile strength divided by two). The relationship between these three concepts and point load index is investigated for dry state using coefficient of determination analysis (R2). The results indicate that the highest value for coefficient of determination is achieved from Is(50)- B3; Also, Only a second order equation can reveal the relationship between the values of brittleness and point load index.