پیش بینی مقاومت فشاری تک محوری ماسه سنگ های سازندکشف رود و شوریجه با استفاده از ویژگی های پتروگرافی و تخلخل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این پژوهش روابط بین مقاومت فشاری تک‌محوری با تخلخل و خصوصیات پتروگرافی شامل نوع سیمان و مقادیرکوارتز، فلدسپات و خرده‌سنگ بر روی ماسه سنگ های سازند های زون کپه‌داغ در شمال شرق ایران بررسی گردید. برای این منظور 22 نمونه از ماسه‌سنگ های سازندهای شوریجه و نیزار برداشت شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین مقاومت فشاری علیرغم اهمیت آن در پروژه های مهندسی، آزمایشی زمان‌بر و پر‌هرینه می‌باشد. از این رو استفاده از روابط همبستگی بین مقاومت فشاری تک‌محوری ماسه سنگ ها با خصوصیات پتروگرافی آن می‌تواند کاربرد های بسیاری در پروژه های مختلف مهندسی در تخمین مقاومت فشاری با هزینه و زمان کم‌تر داشته باشد. برای این منظور در این تحقیق از ضریب همبستگی آماری پیرسن و رگرسیون‌های آماری تک‌متغیره و چندمتغیره استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان‌دهنده آن است که روش پتروگرافی معرفی‌شده در این تحقیق جهت محاسبه مقاومت فشاری تک‌محوری سنگ های مورد مطالعه روشی با برآورد خطای پائین جهت تعیین مقاومت ماسه‌سنگ‌ها می‌باشد. این نتایج نشان داد که برخلاف سنگ‌های دیگر، نقش نوع سیمان (سیلیسی یا آهکی) بر مقاومت این نوع سنگ‌ها بیشتر از نقش نوع کانی ها تشکیل دهنده و تخلخل تاثیر دارد. براساس نتایج تحقیق رابطه‌ای با ضریب هبستگی بالا (R2 = 0.93) برای پیش‌بینی مقاومت فشاری ماسه‌سنگ‌های مورد مطالعه بر اساس درصد و نوع سیمان پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Prediction of uniaxial compressive strength of sandstones of Kashaf rud and Shurijeh Formation using petrographic and porosity characteristics

نویسندگان [English]

  • Marjan Shahinfar 1
  • Gholamreza Lashkaripour 2
  • Mohammad Ghafoori 2
1 Department of Geolgy, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad
2 Department of Geolgy, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

This study was evaluated relationships between uniaxial compressive strength with porosity and characteristics of petrography contains type of cement and quantities of quartz, feldspar and rock fragment on 22 samples of sandstone which collected from formation of Kope Dogh zone. Use of correlation relations among uniaxial compressive strength with petrographic properties can be used in the estimation of compressive strength at a lower cost and less time. For this purpose used Pearson correlation coefficient and univariate and multivariate statistical regression. The results show that the method of petrography introduced to calculate uniaxial compressive strength is a method with low error estimation to find the strength of sandstones studied. These results showed that in sandstones, unlike other rocks the role of the type of cement (silica or calcium) on the strength of these types of rocks is more than the role of the type of constituent minerals and porosity. According to the results a relationship with acceptable accuracy is proposed to predict the uniaxial compressive strength of sandstones based on the percentage and type of cement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "uniaxial compressive strength"
  • "sandstone"
  • "porosity"
  • "petrographic properties"
  • "single-regression and multiple regression"

مراجع

بشیر گنبدی، م.، 1388. ارزیابی خواص مهندسی سنگ های سازند شمشک، رساله دکتری زمین شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، 352 ص.
تابا، ه.، 1392. تاثیر خواص بافتی و پتروگرافی بر رفتار مکانیکی ماسه­سنگ­های مزوزوئیک و سنوزوئیک استان های همدان و قزوین،رساله کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، 89 ص.
خانلری، غ.، حیدری،م.، نوری،م.، رفیعی،ب.، اسفندیاری،م. 1393. تاثیر خواص بافتی بر ویژگی های مهندسی کنگلومراهای منطقه فامین، شمال خاوری استان همدان. مجله انجمن زمین شناسی مهندسی ایران، جلد هفتم، شماره3و4، 27ـ42ص.
فهیمی فر،ا.، سروش، ح.،1380. آزمایش های مکانیک سنگ، مبانی نظری و استانداردها. جلد اول: آزمون های آزمایشگاهی، آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک. چاپ اول. تهران.719 ص.
مهرابی مزیدی، ص.، هفتانی، م.، بهلولی, ب.، چشمی، ا. 1390. تعیین مقاومت فشاری تک­محوری برخی از سنگ­های آهکی با استفاده از مغزه­های بازسازی شده حاصل از خرده­های سنگی. هفتمین کنفرانس زمین­شناسی مهندسی و محیط­زیست ایران.
نبوی،1355. دیباچه ای بر زمین شناسی ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
Atapour, H. and Mortazavi, A., 2018. The influence of mean grain size on unconfined compressive strength of weakly consolidated reservoir sandstones. Journal of Petroleum Science and Engineering, 171, pp.63-70.
Casella, G. and Berger, R.L., 2002. Statistical inference (Vol. 2). Pacific Grove, CA: Duxbury
Deere, D.U. and Miller, R.P., 1966. Engineering classification and index properties for intact rock. Illinois University at Urbana Department of Civil Engineering.
Fahy, M.P. and Guccione, M.J., 1979. Estimating strength of sandstone using petrographic thin-section data. Bulletin of the Association of Engineering Geologists, 16(4), pp.467-485.
        Folk, R.L. (1980). Petrology of sedimentary rocks, Hemphill Publishing Company.
Gokceoglu, C., 2002. A fuzzy triangular chart to predict the uniaxial compressive strength of the Ankara agglomerates from their petrographic composition. Engineering Geology, 66(1-2), pp.39-51.
Ulusay, R. (ed.), 2014. The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 2007-2014. Springer.
Lashkaripour, G.R., 2002. Predicting mechanical properties of mudrock from index parameters. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 61(1), pp.73-77.
Manouchehrian, A., Sharifzadeh, M. and Moghadam, R.H., 2012. Application of artificial neural networks and multivariate statistics to estimate UCS using textural characteristics. International Journal of Mining Science and Technology, 22(2), pp.229-236.
R Core Team (2018). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for     Statistical Computing, Vienna, Austria.  URL https://www.R-project.org
Shakoor, A. and Bonelli, R.E., 1991. Relationship between petrographic characteristics, engineering index properties, and mechanical properties of selected sandstones. Bulletin of the Association of Engineering Geologists, 28(1), pp.55-71.
Tsiambaos, G. and Sabatakakis, N., 2004. Considerations on strength of intact sedimentary rocks. Engineering Geology, 72(3-4), pp.261-273.
Tuğrul, A. and Zarif, I.H., 1999. Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey. Engineering Geology, 51(4), pp.303-317.
       Ulusay, R., Türeli, K. and Ider, M.H., 1994. Prediction of engineering properties of a selected litharenite sandstone from its petrographic characteristics using correlation and multivariate statistical techniques. Engineering Geology, 38(1-2), pp.135-157.
Ulusay, R. & Hudson, J. 2007. ISRM (2007) the complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974–2006. Commission on Testing Methods. International Society of Rock Mechanics. Compilation arranged by the ISRM Turkish National Group, Ankara, Turkey, 628.
Walderhaug, O., Lander, R.H., Bjørkum, P.A., Oelkers, E.H., Bjørlykke, K., Nadeau, P.H., Worden, R.H. and Morad, S., 2000. Modelling quartz cementation and porosity in reservoir sandstones: examples from the Norwegian continental shelf. In Quartz cementation in sandstones (Vol. 29, pp. 39-49). Special Publication 29: International Association of Sedimentologists.
Wang, H., Lin, H. and Cao, P., 2017. Correlation of UCS rating with Schmidt hammer surface hardness for rock mass classification. Rock Mechanics and Rock Engineering, 50(1), pp.195-203.‏
Weng, M.C. and Li, H.H., 2012. Relationship between the deformation characteristics and microscopic properties of sandstone explored by the bonded-particle model. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 56, pp.34-43.
Zorlu, K., Gokceoglu, C., Ocakoglu, F., Nefeslioglu, H.A. and Acikalin, S., 2008. Prediction of uniaxial compressive strength of sandstones using petrography-based models. Engineering Geology, 96(3-4), pp.141-158.
Zorlu, K., Gokceoglu, C., Ocakoglu, F., Nefeslioglu, H.A. and Acikalin, S., 2008. Prediction uniaxial compressive  strength of sandstones using petrography-based models. Engineering Geology, 96(3-4), pp.141-158.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 23 آذر 1397
  • تاریخ بازنگری: 14 خرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 25 شهریور 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار