ارزيابي شاخص هاي شكنندگي سنگ ها، براي تخمين مدول چقرمگي

Evaluation brittleness indices of rocks, implication for estimating their toughness modulus

شكنندگي و مدول چقرمگي سنگ ها از جمله خصوصيات ذاتي آن هاست كه نقش تعيين كننده اي در عمليات حفاري سنگ ها دارند. در اين پژوهش خواص مكانيكي سنگ هاي گرانيت، گرانوديوريت، دولوميت، هورنفلس و مرمر در محدوده پروژه تونل انتقال آب گلاس در حاشيه شهرستان نقده مطالعه شده است. با بهره گيري از سطح زير منحني تنش-كرنش و هم چنين خواص مقاومتي سنگ هاي مذكور، 13 شاخص شكنندگي و مدول چقرمگي محاسبه شده است. روابط آماري بين شاخص هاي شكنندگي با مدول چقرمگي نشان دهنده ارتباط قوي بين شاخص شكنندگي B3 (ضرايب تعيين 0/83 R2 = و 5/46 = RMSE) و شاخص شكنندگي B4 (ضرايب تعيين 0/83 R2 = و 3/85 = RMSE) با مدول چقرمگي سنگ ها است. رابطه آماري بين مدول چقرمگي سنگ و انرژي ويژه برش نشان دهنده ارتباط قوي (0/85 R2 =) بين اين دو پارامتر مي باشد. به طوري كه با افزايش مدول چقرمگي، ميزان انرژي ويژه برش سنگ افزايش مي يابد. در اين تحقيق با استفاده از مدول چقرمگي سنگ ها، مقدار انرژي ويژه برش آن ها تخمين زده شده است.

Brittleness and modulus of toughness are among the most important inherent properties of rock, which are determinative for rock excavation operations. In this study, mechanical properties of granite, granodiorite, dolomite, hornfels and marble were studied in the area of Glass water supply tunnel near the Naghadeh city (NW Iran). The stress-strain curve area and rocks strength properties were applied to calculate 13 brittleness indices and modulus of toughness. Statistic relationships between brittleness indices and toughness of modulus suggest strong correlation between B3 brittleness index (R2= 0.83 and RMSE= 5.46 coefficients) and B4 brittleness index (R2= 0.83 and RMSE= 3.85) respectively with modulus of toughness. The statistical relationship between modulus of toughness and specific energy indicates a strong correlation (R2= 0.85). The modulus of toughness and brittleness are useful parameters for estimating specific energy of rock cutting. Since the modulus of toughness increases with specific energy of rock cutting, it enabled us to estimate the specific energy of rock cutting.