تخمین مقدار شکنندگی s20 با استفاده از خصوصیات مکانیکی نمونه‌های سنگهای آذرین (استان همدان)

یکی از مهمترین خواص مکانیکی سنگ‌ها که در عملیات حفاری و سازه‌های زیرزمینی مانند تونل از اهمیت بسزایی برخوردار است، شکنندگی سنگ می‌باشد. در حال حاضر روش استانداردی برای اندازه‌گیری مستقیم شکنندگی سنگ در دسترس نمی‌باشد. به همین دلیل محققین، روابط تجربی متفاوتی را برای اندازه‌گیری و تعیین میزان شکنندگی سنگ‌ها ارائه کرده‌اند. نتایج حاصل از این روش‌ها تا حدود زیادی با هم اختلاف دارند. با این حال اکثر محققین، شکنندگی را تابعی از مقاومت فشاری تک محوری (ucs) و مقاومت کششی سنگ (bts) می‌دانند. در این پژوهش برای تخمین مقدار شکنندگی s20 از خصوصیات مکانیکی (مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی برزیلی و مقاومت بار نقطه‌ای) و دینامیکی (سرعت موج فشاری) 4 نمونه از سنگ‌های آذرین شامل سنگ‌های گرانیتوئیدی و مافیک- حدواسط استان همدان استفاده شده است. در نهایت با استفاده از آنالیز رگرسیونی ساده و چندگانه روابطی بین شاخص شکنندگی s20 با ضرایب شکنندگی(b1، b2، b3، b4 و b5) استخراج گردید. نتایج حاصل نشان داد که مقاومت کششی برزیلی، بار نقطه‌ای و ضرایب شکنندگی b3 و b4 برای پیش بینی مقدار شکنندگی s20 مفیدتر هستند. آنالیز رگرسیونی ساده خطی، بیشترین ضریب تعیین (r2=0.967) را بین مقدار شکنندگی s20 و b3 نشان داد. همچنین آنالیز رگرسیونی ساده غیر خطی نشان داد که بیشترین همبستگی میان مقاومت بار نقطه‌ای با مقدار شکنندگی s20 با ضریب تعیین (r2=0.998) می‌باشد. نتایج حاصل از رگرسیون چندگانه خطی نشان داد که پارامترهای مقاومت بار نقطه‌ای و b3 با ضریب تعیین (r2=0.999) و مقدار آزمون f، (f=498.919) برای تخمین مقدار شکنندگی s20 مفیدتر می‌باشد.

estimation of brittleness value of s20 using mechanical properties of igneous rock samples (hamadan province)

one of the most important mechanical properties of rocks, which is of great importance in excavation operations and underground structures such as tunnels, is rock fragility. currently, there is no standard method for direct measurement of rock fragility. for this reason, researchers have presented different experimental relationships to measure and determine the brittleness of rocks. the results of these methods differ to a large extent. however, most researchers consider brittleness as a function of uniaxial compressive strength (ucs) and rock tensile strength (bts). in this research, mechanical (uniaxial compressive strength, brazilian tensile strength and point load resistance) and dynamic (compressive wave velocity) properties of 4 samples of igneous rocks including granitoid and mafic-intermediate rocks of hamedan province were used to estimate the brittleness value of s20. finally, using simple and multiple regression analysis, relationships between s20 fragility index and fragility coefficients (b1, b2, b3, b4 and b5) were extracted. the results showed that brazilian tensile strength, point load and brittleness coefficients b3 and b4 are more useful for predicting the brittleness value of s20. the simple linear regression analysis showed the highest coefficient of determination (r2=0.967) between the fragility value of s20 and b3. also, simple non-linear regression analysis showed that the highest correlation between point load resistance and brittleness value of s20 is with coefficient of determination (r2=0.998). the results of multiple linear regression showed that the parameters of point load resistance and b3 with the coefficient of determination (r2=0.999) and the value of f test (f=498.919) are more useful for estimating the fragility value of s20.