برآورد شكنندگي سنگ‌هاي گرانيتي مناطق تواندشت و گوشه (شهرستان بروجرد) از سختي واجهشي اشميت و خصوصيات پتروگرافي

Predicting the brittleness of granitic rocks in Tavandasht and Gosheh (Borujerd ) by Schmidt hardness and petrographic characteristics

شكنندگي يكي از مهمترين ويژگي‌هاي مكانيكي سنگ است كه در طرح‌هاي ژئوتكنيكي مانند عمليات حفاري و سازه‌هاي زيرزميني داراي كاربرد گسترده‌اي است. تاكنون روش استانداردي براي برآورد شكنندگي سنگ‌ها معرفي نشده است و بنابراين از روش‌هاي غير مستقيم براي برآورد آن استفاده مي‌شود. در اين تحقيق با استفاده از روابط آماري دو و چند متغيره، شكنندگي سنگ‌هاي گرانيتي از سختي واجهشي اشميت و خصوصيات پتروگرافي (ميانگين اندازه كاني‌ها و تركيب كاني شناسي) برآورد شده است. براي رسيدن به اين اهداف، 10 نمونه سنگ گرانيتي مختلف از معادن تواندشت و گوشه در اطراف شهر بروجرد تهيه شد. بر اساس آزمون‌هاي آزمايشگاهي شاخص شكنندگي، سختي واجهشي چكش اشميت، ميانگين اندازه كاني‌ها و نسبت كوارتز به فلدسپات نمونه‌ها تعيين شدند. سپس جهت برآورد شكنندگي مدل‌هاي مختلفي بر روي دادهها برازش داده شد. نتايج روابط آماري دو متغيره نشان مي‌دهد كه همبستگي‌هاي متوسط (ضرايب تعيين بين 70/0 تا 87/0) بين شاخص شكنندگي با سختي واجهشي چكش اشميت، ميانگين اندازه كاني‌ها و نسبت كوارتز به فلدسپات وجود دارد. در حالي كه روابط آماري چند متغيره حكايت از تأثير قابل توجه ميانگين اندازه كاني‌ها و نسبت كوارتز به فلدسپات روي دقت همبستگي بين شاخص شكنندگي و سختي واجهشي اشميت (به ترتيب با ضرايب تعيين 91/0 و 93/0) دارد.

Brittleness is one of the most important mechanical properties of rock that is widely used in geotechnical designs such as drilling operations and underground structures. So far, standard method for estimating the brittleness of rocks have not been introduced and therefore, indirect methods are used to estimate them. In this research, brittleness of granitic rocks are estimated from Schmidt hardness and petrographic characteristics (minerals mean size and mineralogical composition) using simple and multivariate statistical relationships. To achieve these goals, 10 different granite rocks were collected from quarries Tavandasht and Gosheh around Borujerd (Lorestan province). Based on laboratory tests, brittleness index, Schmidt hammer hardness, minerals mean size and quartz to feldspar ratio were determined. Then, different models were fitted to the data for estimating the brittleness.The results of simple statistical relationships indicate that there are moderate correlations (determination coefficients ranging from 0.70 to 0.87) between the brittleness index with Schmidt hammer hardness, minerals mean size and quartz to feldspar ratio. While the multivariate statistical relationships indicate a significant effect of the minerals mean size and quartz to feldspar ratio on the accuracy of correlation between the brittleness index with Schmidt hammer hardness s (with determination coefficients of 0.91 and 0.93, respectively).