ارزيابي شاخص شكنندگي S20 ، خصوصيات مهندسي و پتروگرافي برخي سنگ هاي آذرين معدن سنگ آهن سنگان خواف

Evaluation of the S20 brittleness index, Engineering and petrographic properties of some igneous rocks of Sangan iron ore mine in Khaf

شكنندگي يكي از مهم ترين خصوصيات مكانيكي سنگ است كه در حفاري سازه هاي زيرزميني مانند حفر تونل كاربرد گسترده اي دارد. تاكنون روش هاي زيادي براي برآورد شكنندگي سنگ معرفي گرديده است اما استانداردي براي اندازه گيري شكنندگي مطرح نشده است. در اين پژوهش بر روي 19 نمونه از برخي سنگ هاي آذرين (گرانيت، گرانوديوريت و داسيت) معدن سنگ آهن سنگان خواف آزمايشات تعيين شكنندگي S20، همراه با خصوصيات پتروگرافي (درصد كاني هاي اصلي)، فيزيكي (چگالي خشك، چگالي اشباع، تخلخل و درصد جذب آب)، مكانيكي (مقاومت فشاري تك محوري، مقاومت كششي برزيلي و مقاومت بار نقطه اي) و ديناميكي (سرعت موج فشاري و برشي) در دو حالت خشك و اشباع انجام شد. تحليل آماري نتايج نشان مي دهد كه با افزايش آلكالي فلدسپات و كاهش كوارتز و پلاژيوكلاز مقدار شكنندگي نمونه ها افزايش مي يابد. همچنين وجود ريزدرزه ها و رگه هاي كربناتي باعث كاهش مقاومت و افزايش شكنندگي سنگ مي شود و قابليت حفرپذيري نمونه ها آسان تر شده است كه اين عامل در حالت اشباع تشديد مي گردد. يك رابطه معكوس بين شكنندگي S20 و شاخص هاي شكنندگي وجود دارد، و با افزايش مقدار شكنندگي S20 مقادير شاخص هاي شكنندگي كاهش مي يابد. ارتباط بين شكنندگي S20 با شاخص هاي شكنندگي B3 و B4 داراي بيش ترين ضريب تعيين مي باشد كه به عنوان يك نتيجه مي توان گفت كه شكنندگي اندازه گيري شده در آزمايشگاه مي تواند در بيان شكنندگي سنگ ها واقع بينانه تر باشد.

Brittleness is one of the most important mechanical properties of rock which has a widespread application in underground constructs drilling like tunnel drilling. Although many method have been introduced for estimating brittleness, no standard has been mentioned for measuring brittleness. In this research, experiments for determining brittleness of S20 along with petrographic (main mineral percentage), physical (dry density, saturation density, porosity and water absorption percentage), mechanical (uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength , point load test) and dynamic properties (pressure and shear wave velocity) in the two states of dry and saturated were performed on 19 test samples of igneous rocks (granite, granodiorite and dacite) selected from Sangan iron ore mine in khaf. Statistical analysis of the results shows that brittleness of samples increases with increasing alkali feldspar and quartz and also reducing plagioclase. Also existence of micro particles and carbonate veins decreases strength and increases the brittleness of rock and facilitate excavatability of samples which is more prominent in saturated state. There is an inverse relationship between S20 brittleness and the brittleness indices, and as the value of S20 brittleness increases, the value of brittleness indices decrease. The relationship between S20 brittleness and brittleness indices B3 and B4 has the highest coefficient of determination. As a result, it can be said that the brittleness measured in the laboratory can be more realistic in expressing the brittleness of rocks.