نشریۀ زمین شناسی مهندسی، جلد هشتم، شمارۀ 2 تابستان 9313 1122

بررسی عوامل سنگشناسی مؤثر در ميزان سايندگی
کانی ها به کمک دستگاه LCPC

آرش هاشم نژاد*، محمد غفوری، غلامرضا لشکری پور، صادق طريق ازلی؛
دانشگاه فردوسی مشهد، گروه زمين شناسی مهندسی
تاريخ: دريافت 9/8/19 پذيرش 8/4/12 چکيده
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

یکی از آزمایش هایی که برای بررسی خصوصیات سایندگی دانه های خاک استفاده می شود، آزمایش LCPC است. دستگاه آزمایش LCPC برای اندازه گیری سایش ذرات در حد پبل های ریز )3/6-4 میلی متر( طراحی شده است. در این پژوهش برای بررسی تأثیر عوامل سنگ شناسی در مقدار سایش کانی ها، تعدادی از مهم ترین کانی های ساینده از نقاط مختلف ایران جمع آوری شده است. در ابتدا مقادیر سایش و شکنندگی این کانی ها مطابق با سه استاندارد 553-98AFNOR P98-571 ،AFNOR P و 565-98AFNOR P که به ترتیب مربوط به مراحل آماده سازی نمونه برای آزمایش، روش آزمایش و آنالیز اندازۀ دانه ها به کمک الک های آزمایشگاهی است، اندازه گیری شده است. در ادامه تأثیر عوامل سنگ شناسی مؤثر بر میزان سایش نمونه که شامل پنج پارامتر زاویه داری، درجۀ اشباع محیط، شکل، اندازه و پتروگرافی دانه ها است بررسی شده است. میزان اثرگذاری این عوامل بر سایندگی نمونه بر اساس استاندارد 5725NF ISO که مربوط به کاربرد آمار، دقت روش آزمون، تعیین تکرار پذیری و قابلیت تولید مجدد روشی استاندارد با آزمایش های درون آزمایشگاهی )بر پایه شاخص طبقه بندی549-56X( است، بررسی شده است. در انتها پس از کسب اطمینان از تأثیر معنی دار این عوامل بر سایش کانی ها ،با استفاده نرم افزار SPSS میزان سایندگی برای انواع کانی های با سختی کم تر از هفت در مقیاس موس پیش بینی شده است.
واژه های کليدی: سایش، دستگاه LCPC، عوامل سنگ شناسی، کانی های ساینده، استاندارد 571-98AFNOR P
1924939-6240

[email protected] نويسنده مسئول *
1112
مقدمه
سایندگی از جمله مسائل مهم در پروژه های حفاری است. این امر سبب سایش و خوردگی ابزار و قطعات ماشین های حفاری و افزایش هزینه ها و کاهش قابل توجه در بازده فرآیند حفاری میشود ]9[، ]2[.
به طورکلی بررسی های گستردهای دربارۀ حساسیت و پیشبینی سایش و خوردگی در مورد سنگها وجود دارد ، اما در مورد دانه های خاک و تأثیر آن ها بر روی ماشین های حفار )TBM( تحقیقات بسیار کمی صورت گرفته است ]2[.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

محققان این موضوع را که در حفاری تونل های سنگی، سایندگی نقشی اصلی را هم از جهت هزینه ها، هم از جهت برنامه های زمان بندی ایفا می کند ،پذیرفته اند، اما مسئلۀ سایندگی در آبرفت ها و خاک های دانه درشت مثل گراول ها و ماسه ها تا دهۀ گذشته چندان مهم به نظر نمی رسید ]2[. اما تحقیقات سال های اخیر نشان داد که این مسئله در خاک ها می تواند مشکلی بزرگی را در عمل کرد TBM های سپردار یا ابزار حفار مربوط به تونل های بزرگ ایجاد کند )مانند تحقیقات ازلی و معمری،2592 ]3[(.
میزان سایندگی سنگ توسط عوامل محدود و شناخته شده ای کنترل می شود ]4[، ]5[، ]6[، در حالی که در خاک ها عوامل متعددی هم چون نوع کانی های تشکیل دهندۀ دانه های خاک ،توزیع دانه بندی، شکل و گردشدگی ذرات خاک تنها به عنوان گوشه ای از عوامل سنگ شناسی مؤثر در سایش تأثیرگذارند ]9[، ]2[، ]7[، ]8[، از همین رو پیش بینی مقادیر واقعی سایش خاک در حین حفاری از یک سو به دلیل پیچیدگی های موجود در خصوصیات زمین شناسی و از دیگر سو به دلیل فقدان بررسی های دقیق ژئوتکنیکی غالباغالباً دچار مشکلات عدیده ای بوده است و تا به امروز انجمن بین المللی مکانیک سنگ و یا انجمن ژئوتکنیک هیچ روش استانداردی را برای ینی میزان سایندگی خاک پیشنهاد نکرده است ]2[. از مهم ترین بررسی های انجام شده با دستگاه LCPC می توان به بررسی های بوخی )9115( “بررسی سایندگی دانه های خاک” ]1[، پلنیگر و همکاران )2554( “پیش بینی سایش ابزار آلات حفاری” ]95[، 1112
نیلسن و همکاران )2556( “بررسی تأثیرات در سایش دانه ها” ]99[ و پترا دراکر )2599( “بررسی ارزش ضریب سایندگی LCPC” ]92[ اشاره کرد.

آزمايش LCPC و طبقه بندی مقادير LAC
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:36 IRST on Saturday October 28th 2017

دستگاه آزمایش سایش9 (LCPC) در کتاب استاندارد های کشور فرانسه به شمارۀ 571-91P )9115( شرح داده شده است )9115، 571-98P نرمالیزیشن فرانکویس2( ]31[. این دستگاه طبق استاندارد موجود برای اولین بار در ایران و در دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شده است. این دستگاه دارای موتور 755 وات است که شفت خروجی از گیربکس را با سرعت rpm4555 میچرخاند. در انتهای شفت قطعه فلزی مستطیل شکل و یک بار مصرف به نام ایمپلر3 قرار می گیرد. این قطعه فلز از جنس فولاد دارای کلاس XC92 فرانسه و سختی ROCKWELL-B در محدودۀ 65 تا 75 )HBR 75-65( است )شکل9(. برای اندازه گیری میزان سایش نمونه ها لازم است تا وزن ایمپلر قبل و بعد از آزمایش با دقت

59/5 اندازه گیری شود. میزان کاهش وزن ایمپلر در هر آزمایش معیاری برای اندازه گیری ضریب سایندگی نمونه )رابطه 9( و درصد مواد عبوری از الک 6/9 میلی متری نیز معیاری برای اندازه گیری میزان شکنندگی نمونه )رابطه 2( است.
LAC orA()
180310596150

BR  m m0M 2000 (m m0) )3(
200819493187

LBC orB(R) 100mM1 6/ )2(
در رابطۀ )9( ضرایب 5m و m به ترتیب وزن ایمپلر قبل و پس از آزمایش بر حسب گرم است و M وزن کل نمونه آزمایش شده بر حسب تن است. در رابطۀ )2( نیز 6/5m وزن ذرات کوچک تر از 6/9 میلی متر بر حسب گرم و M نیز وزن نمونه آزمایش شده بر حسب گرم است.

9. Laboratoire Central des Ponts et Chaussess 2. Normalisation Françoise
3. Impeller

1111



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید