معرفی شاخص جدید سنگدانه (AI) با استفاده از ویژگی‌های پتروگرافی و ژئومکانیکی (مطالعه موردی: سنگ آهک‌های استان همدان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه زمین شناسی دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 دانشجوی دکتری زمین شناسی مهندسی دانشگاه بوعلی سینا، همدان

3 کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی دانشگاه بوعلی سینا، همدان

چکیده

سنگدانه­ها مصالحی هستند که بطور وسیع در صنعت بتن و احداث سازه­های بتنی، اساس و زیر اساس جاده و راه آهن بکار می­روند. استان همدان دارای منابع وسیعی از سنگ آهک است که این امر ارزیابی ویژگی­های آنها را بمنظور کاربرد در پروژه­های عمرانی مختلف ضروری می‌سازد. در این پژوهش، با استفاده از پارامترهای سنگدانه (ارزش ضربه، ارزش سایش لس آنجلس و ارزش خردشوندگی) و بررسی پتروگرافی آنها، سنگ­های آهکی استان را به لحاظ کاربری در پروژه­های با حساسیت­های مختلف تقسیم بندی نموده و این طبقه بندی را شاخص سنگدانه (AI) نامیدیم. سپس این پارامتر بر سرعت موج P تقسیم شده و به عنوان شاخص تعدیل شده سنگدانه (AAI) معرفی شده است. در نهایت پارامتر یاد شده با استفاده از رگرسیون­های تک متغیره و چند متغیره به روش بهترین زیرمجموعه و بر اساس خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ­های مورد مطالعه تخمین زده شده­است. در رگرسیون تک متغیره، تنها پارامتر عدد واجهش چکش اشمیت با ضریب تعیین کمتر از 50 درصد برای تخمین این پارامتر مناسب نبوده، در حالیکه در روش رگرسیون چند متغیره با انتخاب بهترین پارامترها (سرعت موج P، مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی و دانسیته خشک) و حذف پارامترهای نامناسب، معادله­ای با سطح معناداری 99 درصد بدست آمده است که بیانگر قابل اطمینان بودن معادله ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Introducing a new aggregates index (AI) using petrograghical and geomechanical properties (Case study: Hamedan province limestones)

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Khanlari 1
  • Fatemeh Naseri 2
  • Ava Osman Pour 3
1 Professor of Engineering Geology, Department of Geology, Bu-Ali Sina university, Hamedan, Iran
2 Ph.D student of Engineering Geology, Department of Geology, Bu-Ali Sina university, Hamedan, Iran, Khanlari_reza@yahoo.com
3 M.Sc. of Engineering Geology, Department of Geology, Bu-Ali Sina university, Hamedan, Iran
چکیده [English]

 
Aggregates are materials which are used extensively in construction industry such as concrete constructions, road base and subbase and rail ways. Hamedan province has extensive sources of limestones, so it is essential to evaluate the limestone characteristics for their applications in different civil projects. In this study, Hamedan limestones are classified based on their applications in projects with different sensetivites by considering aggregate parametrs (Aggregate impact value, Aggregate crushing value, Los Angeles aggregate abrasion value) and petrography investigations. This classification is called aggregate index (AI). Then, this index is divided to P wave velocity called aggregate adjusted index (AAI). Finally, this parameter has been estimated by simple and multiple (by using bestsubsets) regression methods, based on physical and mechanical properties of studied rocks. In simple regression, Schmit hammer rebound is the only parameter which has a determination coefficient less than 50% and it is not suitable for estimation, while in multiple regression the best parameters (e. g. P wave velocity, uniaxial compressive strength, tensile strength and dry density) have been chosen and unfavorable parameters have been ignored which finally leads to a relaible equation with 99% significant level.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hamedan province limestones
  • aggregate parameters
  • petrograghical
  • physical and mechanical properties
  • simple and multiple regressions

آیین­نامه بتن ایران (آبا)، 1388. معاونت امور فنی دفتر امور تدوین معیارها. انتشارات سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، نشریه شماره 120، صفحه 416.

آیین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران، 1381. دفتر امور فنی و تدوین معیارها. مرکز تحقیقات و آموزش، نشریه شماره 234، سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، وزارت راه وترابری.

احمدی، 1385، بررسی زمین شناسی مهندسی و تاثیر بافت سنگ­های آهکی بر میزان خوردگی آنها ( در محدوده استان همدان). پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان.

استانداردملی ایران، 1386. سنگدانه­های بتن، شماره 9148. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، چاپ اول.

خانلری، غ.ر.، حیدری ترکمانی، ر.، مومنی، ع.ا.، 1389. مطالعات کارست و بررسی ویژگی­های تزریق پذیری پی سنگ سد اکباتان (طرح افزایش ارتفاع). مجله پژوهش­های چینه نگاری و رسوب شناسی، دوره 41، شماره 4، ص 72-57.

درویش زاده، ع.، 1371. کتاب زمین شناسی ایران، انتشارات امیرکبیر.

سازمان زمین­شناسی کشور، 1379. نقشه زمین شناسی همدان، مقیاس100000: 1.

سازمان زمین­شناسی کشور، 1379. نقشه زمین شناسی کوهین، مقیاس100000: 1.

سازمان زمین شناسی کشور، 1379. نقشه زمین شناسی ملایر، مقیاس 1:100000.

سلیمی، س.، 1388. بررسی زمین شناسی مهندسی سنگ آهک­های جنوب و جنوب شرق استان همدان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان.

سرائی­پور، محمد، 1361. آسفالت. انتشارات دهخدا، چاپ دوم.

عثمان پور، آ.، 1392. مطالعه خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ­های آهکی شمال و شمال شرق همدان به عنوان مصالح سنگدانه­ای. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان.

فاروق حسینی، م، 1379. مترجم، درآمدی بر مکانیک سنگ. کاتسویاما، وتوکوری، وی، اس، نشر کتاب دانشگاهی.

فهیمی فر، ا. سروش، 1380. آزمایش­های مکانیک سنگ: مبانی نظری و استانداردها. شرکت سهامی آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

مشخصات فنی عمومی راه، 1382. نشریه شماره 101. معاونت امور فنی، دفتر تدوین ضوابط و معیارهای فنی.

موسیوند، م.ص.، 1385. بررسی زمین شناسی سد گرین نهاوند. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان.

موسوی حرمی، ر.، 1377. رسوب شناسی. انتشارات آستان قدس رضوی، چاپ پنجم.

ناصری، ف.، 1392. بررسی خواص ژئومکانیکی سنگ­های آهکی جنوب و جنوب شرق استان همدان به عنوان مصالح سنگدانه­ای. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان.

Akesson, U., Lindqvist, J.E., Goransson, M., 2001. Relationship between texture and mechanical properties of granite, Central Sweden, by use of Image-Analysing Techniques. Bulletin of Engineering Geology and The Environment, 60: 277-284.

Al-Harthi, A.A., 2001. A field index to determine the strength characteristic of crushed aggregate. Bulletin of Engineering Geology and The Environment, 60: 1-14.

ASTM C 131, 2006. Test method for resistance to degradation of small-size coarse aggregate by abrasion and impact in the Los Angeles machine. Annual Book of ASTM Standards Concrete and Aggregates, West Conshohocken, United States.

Azimah, H., 2007. Mineralogy and geochemistry of rock aggregates and their relation to the interfacial transition zone (ITZ) in concrete. PhD thesis. University of Leeds.

Califford Teme S., 1991. An evaluation of the engineering properties of some Nigerian limestones as costruction materials for highway pavement. Engineering geology, 31: 315-326.

Construction Standard CS3, 2013. Aggregates for Concrete, Technology, Ed., The Government of the Hong Kong Special Administrative Region, Hong Kong.

Eegesi, N., Akaha C.T., 2012. Engineering-Geological Evaluation of Rock Materials from Bansara, Bamenda Massif Southeastern Nigeria, as Aggregates for Pavement Construction. Geosciences, 5: 107-111

Heidari, M., Khanlari, G.R., Taleb Beydokhti, A.R., Momeni, A.A. 2011. The formation of cover collapse sinkholes in North of Hamedan, Iran. Geomorphology, 132 (3–4): 76–86.

Ioannoui, I., Petroum, M.F., Fournari, R., Andreou, A., Hadjigeorgiou, C., Tsikouras, B., Hatzipanagiotou, K., 2010. Crushed limestone as an aggregate in concrete production: the Cyprus case. Geological Society, London, Special Publications, 331: 127-135

ISRM, 1981. ISRM suggested methods: rock characterization. Testing and Monitoring: International Society of Rock Mechanics Suggested Methods.Pergamon Press, London.

ISRM, 1985. Suggested method for determining point load strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Geomechanics Abstract, 22 (2): 51–60.

ISRM, 1978. Suggested methods for determining tensile strength of rock materials. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Geomechanics Abstract,  15: 99–103.

Kadane, J.B., Lazar, N.A., 2004. Methods and criteria for model selection. Journal of the American Statistical Association, 99: 279–290.

Karimi, H., Taheri, K., 2010. Hazards and mechanism of sinkholes on Kabudar Ahang and Famenin plains of Hamadan, Iran. Natural Hazards, 55: 481-499.

Khanlari, G.R., Ahmadi, L., Mohammadi, S.D., 2012. A Geotechnical Investigation of the Effect of Grain Size and Texture of Calcareous Rocks on Their Engineering Behavior, 7th EureGeo2012, Bologna, Italy.

Koukis, G., Sabatakakis, N., Spyropoulos, A., 2007. Resistance variation of low-quality aggregates. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 66:457–466

Lee, S.G., De Freitas, M.H., 1988. Quantitative definition of highly weathered granite using the slake durability test. Geotechnique, 38: 635–640.

Naeem, M., Khalid, P., M.Sanaullah, Z., 2014. Physio-mechanical and aggregate properties of limestones from Pakistan. Acta Geodaetica et Geophysica, 49:369–380.

Pikriyl, R., 2001. Some microstructure aspects of strength variation in rocks. Int. Jour. of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38: 671-682.

Sepahi, A.A., 1999. Petrology of Alvand Plutonic Complex with Special Reference on Granitoids. Thesis (PhD). In Persian Tarbiat Moallem university of Tehran, Iran.

Ugur, I., Demirdag, S., Yavuz, H., 2010. Effect of rock properties on the Los Angeles abrasion and impact test characteristics of the aggregates. Materials characterization, 61: 9 0 – 96.