ارزيابي شاخص شكنندگي S20 سنگ آهك و بررسي عوامل موثر بر آن در حالت خشك و اشباع

شكنندگي يكي از مسائل مهم در حفاري سنگ است. تاكنون روش هاي مختلفي براي تعيين شكنندگي سنگ معرفي شده است اما روشي براي اندازه گيري آن به عنوان استاندارد مطرح نشده است. در اين مقاله، يك مطالعه تجربي براي ارائه روشي قابل اعتماد براي پيش بيني شاخص شكنندگي S20 صورت گرفته است. آزمايش تعيين شاخص شكنندگي S20 براي 35 بلوك سنگ آهك برداشت شده از نقاط مختلف ايران، در حالت خشك و اشباع انجام شد. به علاوه، خصوصيات فيزيكي (چگالي خشك، تخلخل، مقاومت الكتريكي، عدد سختي بازگشتي اشميت و درصد جذب آب)، مكانيكي (مقاومت فشاري تك محوري و شاخص بار نقطه اي) و ديناميكي (سرعت موج برشي و تراكمي) اندازه گيري شد. در نهايت، رده بندي نمونه ها بر اساس مطالعات سنگ شناسي و كاني شناسي انجام شد و مطالعات آماري براي هر رده صورت گرفت. بر اساس نتايج، پيش بيني شاخص شكنندگي S20 بر اساس رده بندي ارائه شده از اطمينان بالايي برخوردار است. به علاوه، با بررسي شكنندگي نمونه ها در حالت خشك و اشباع مشخص شد كه وجود كاني رسي مونتموريلونيت باعث افت شكنندگي و وجود ريزترك هاي درون دانه اي و تخلخل بالا باعث افزايش مقدار شكنندگي در حالت اشباع نسبت به خشك مي شود.

Brittleness is an important problem in rock boring. So far, various methods have been introduced for determining rock brittleness but no method has yet been standard to measure it. In this paper, an empirical study was done to provide a reliable method for predicting the S20 brittleness index. The S20 brittleness test was done for 35 limestone blocks pick out from different parts of Iran in dry and saturated state. In addition, physical (dry density, porosity, electrical resistivity, Schmidt rebound hardness number and water absorption), mechanical (uniaxial comprehensive strength and point load index) and dynamical properties (P and S wave velocity) was measured. Finally, the classification of the samples was done based on the studying of petrography and mineralogy and statistical studies were done for each class. According to the results, predicting S20 based on the provided classification has a high degree of certainty. In addition, by studying the brittleness of the samples in dry and saturated state, it was determined that the presence of Montmorillonite clay mineral causes a decrease of brittleness and the presence of intergranular micro cracks and high porosity leads to an increase brittleness in the saturation state relative to dry state.