پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری سنگ حین پایش مقاومت‌ویژه الکتریکی با رگرسیون چندمتغیره

مقاومت فشاری تک محوری یکی از مهم ترین ویژگی های مکانیکی سنگ ها است که در اکثر پروژه های مهندسی سنگ، پیش بینی آن امری ضروری است. اخیراً پژوهش های متعددی در خصوص بررسی ارتباط خواص پتروفیزیکی و ژئومکانیکی سنگ‌ها با پارامترهای ژئوفیزیکی انجام شده است، که در این میان؛ روش های ژئوالکتریک و لرزه ای بیش ترین کاربرد و بهره وری را داشته اند. در این پژوهش، پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری با استفاده از روش‌ ژئوالکتریکی بررسی شده است. در پژوهش حاضر؛ پس از نمونه برداری از محدوده مورد مطالعه، در محیط آزمایشگاهی، نمونه مغزه ها اشباع و با نصب الکترودهای مخصوص، تغییرات مقاومت ویژه الکتریکی حین بارگذاری تنش فشاری اندازه‌گیری و پایش گردید. نمونه های آزمایشگاهی بر اساس ساخت و بافت متفاوت؛ رفتارهای الکتریکی متفاوتی حین اعمال تنش فشاری نشان دادند، که نتایج بیانگر تاثیر قابل توجه، نسبت حجمی سنگ‌دانه‌ها بر روی خصوصیات پتروفیزیکی و ژئومکانیکی است. در نمونه مغزه های تهیه شده از برش های گسلی و مصالح آبرفتی با نسبت حجمی بلوکی 25-75 درصد، همبستگی معنا داری بین مقاومت فشاری تک محوری و مقادیر مقاومت ویژه الکتریکی اندازه گیری شده، مشاهده گردید. مدل ارائه شده با ضریب تعیین (r^2) 89.13 درصد، خطای جذر مجموع مربعات (rmse) 8.683 و میانگین هندسی نسبت خطا (gmer) 0.911؛ می‏تواند مقاومت فشاری تک محوری (ucs) سنگ را بر اساس پارامترهای مقاومت ظاهری الکتریکی و vbp پیش‏بینی نماید. با توجه به بررسی‌های انجام شده مشخص شد که آزمایش های غیر مخرب، روش مناسبی برای تخمین مقادیر مقاومت فشاری تک محوره بوده و می‌توان با استفاده از آن‌ها، از انجام آزمایش های پرهزینه، وقت گیر و مخرب جهت برآورد این پارامتر اجتناب کرد.

predicting uniaxial compressive strength of rock during electrical resistivity monitoring by multivariate regression method

petrophysical and geomechanical properties of rocks are important parameters in the design of engineering works and classification of rocks for engineering purposes. recent studies indicate that geophysical methods, especially seismic and electrical, are able to estimate mechanical parameters and recognize spatial variations. in this research, to develop a predictive model for the uniaxial compressive strength (ucs), special electrodes were installed on the saturated core samples and simultaneously, the uniaxial compressive strength test and electric current flowing through the samples was done and variation of electrical resistivity during loading was measured in the laboratory. the results indicated that the structure and texture of rock had an important effect on the resistivity behavior during a mechanical loading. in this study, thirty core samples from the fault breccias and bimrocks (block-in-matrix-rocks), were collected from different locations of sabzkouh tunnel route in chahar mahal and bakhtiari provence. regression analysis showed that there were generally strong correlations between the ucs and resistivity in the samples having volumetric block proportion (vbp) of 25–75%. multiple regression equations were derived for the prediction of ucs based on the resistivity and vbp values. the coefficient of determination (r2) and the root mean square error (rmse) and the geometric mean error ratio (gmer) indices were calculated as 89.13%, 8.683 and 0.911, respectively, to characterize the prediction performance of the mlr model. the statistical test showed that the mlr model was valid and acceptable for predicting ucs.