استفاده از آزمون فشردگی شعاعی مغزه برای تعیین مقاومت فشاری تک محوره سنگ بکر به روش غیر مستقیم

مقاومت فشاری تک محوره ماده سنگ یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در پروژه‌های ژئوتکنیکی و معدنکاری است. با توجه به زمان‌بر بودن و پرهزینه بودن آزمایش مقاومت فشاری مستقیم، آزمایش‌های غیرمستقیمی مانند بارگذاری نقطه‌ای، چکش اشمیت و سرعت امواج صوتی ابداع شده که در این میان آزمایش بارگذاری نقطه‌ای خیلی پرکاربرد، ساده و اقتصادی است، اما این روش نیز محدودیت‌هایی مانند تاثیر جهت بارگذاری در نتیجه اعمال بار به بخش کوچکی از سنگ و وابستگی زیاد نتایج به ابعاد نمونه دارد. در سال 2009 میلادی آزمایش فشردگی شعاعی مغزه (cst) ابداع شد که مزیت این آزمایش، اعمال بار به صورت شعاعی به مغزه روی دایره‌ای عمود بر محور آن است. در این مقاله نتایج طراحی و ساخت دستگاه آزمایش فشردگی شعاعی که در ایران برای اولین بار انجام شده، تشریح شده است تا بتوان با آن مقاومت فشاری تک محوری سنگ‌ها را با دقت بالا و هزینه کمتر تخمین زد. طراحی و ساخت دستگاه در آزمایشگاه مکانیک سنگ دانشگاه یزد انجام شد. برای کالیبراسیون دستگاه، 70 نمونه استاندارد سنگی و بتنی به طول‌های 20، 10 و 5 سانتیمتر و قطر 54.7 میلی‌متر آماده‌سازی شد. علاوه بر cst، آزمایش بارگذاری نقطه‌ای و مقاومت فشاری تک محوری بر روی این 70 نمونه انجام و سپس ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره به دست آمده از روش مستقیم با روش cst و همچنین بار نقطه‌ای بررسی شد. محاسبات نشان داد که ارتباط بین مقاومت فشاری تک محوره و فشار روغن در لحظه شکست در روش cst یک ارتباط خطی با ضریب همبستگی 0.78 و ارتباط خطی بین مقاومت فشاری تک محوره و شاخص بار نقطه‌ای با ضریب همبستگی 0.63 است. ضمنا نتایج به دست آمده در روش cst حساسیتی به سطوح دو انتهای نمونه و طول نمونه ندارد.

using the core strangle test for determining uniaxial compressive strength of intact rock by an indirect method

uniaxial compressive strength (ucs) of rock material is one of the most important and effective parameters in geotechnical and mining projects. direct evaluation of ucs is expensive and time-consuming, therefore indirect tests such as point load, schmidt hammer and sound wave velocity tests have been developed, among which the point load test is very commonly used, simple and economic. however, this method has limitations such as the effect of loading direction, the application of load to a small part of the rock and the high dependency of the results on the dimensions of the sample. in 2009, the core strangle test (cst) was developed, which has the advantage of applying load through a circle perpendicular to the core axis. in this paper, the results of designing and manufacturing a cst machine, which has been performed for the first time in iran, are described in order to estimate the ucs of rocks with high accuracy and low cost. the design and construction of the machine were done in the rock mechanics laboratory of yazd university. in order to calibrate the machine, 70 standard rock and concrete samples with lengths of 20, 10 and 5 cm and a diameter of 54 mm were prepared. in addition to cst, point load and direct ucs tests were performed on these 70 specimens. then, the relationship between ucs obtained by direct, cst and point load methods was investigated. calculations showed that the relationship between ucs and machine oil pressure at the moment of failure in the cst method is a linear relationship with a correlation coefficient of 0.78 and the relationship between ucs and point load index is also linear with a correlation coefficient of 0.63.