9 chỉ số thuộc tính của đá
Bài viết này đưa ra ánh sáng trên chín thuộc tính chỉ số của đá. Các tính chất là: - 1. Trọng lượng riêng 2. Hàm lượng ẩm 3. Độ ẩm Độ bão hòa (MC) sat 4. Độ xốp 5. Tính thấm 6. Độ dẫn thủy lực 7. Hệ số trương nở 8. Số hồi phục 9. Độ bền nén (hoặc không xác định) Độ bền nén.
Chỉ số tài sản # 1. Trọng lượng riêng:
(i) Trọng lượng riêng khô rõ ràng (S b ):
Điều này có thể được xác định bằng hai phương pháp tùy thuộc vào độ xốp của mẫu đá.
(a) Đối với đá có độ xốp cao hơn (> 10%):
Thử nghiệm này được sử dụng cho nhiều loại đá trầm tích và đá biến chất và biến chất có thời tiết cao.
Mẫu đá được sấy khô ở 105 ° C trong 12 giờ và được cân (W 1 ) Sau đó, mẫu đá được phủ ngay bằng sáp parafin hoặc một số vật liệu khác có mật độ (y p ). Lớp sáp được làm mát và mẫu được cân (W 2 )
Trọng lượng sáp parafin = W p = W 2 - W 1
Tiếp theo, thể tích nước (V) thay thế bởi mẫu được đo.
(b) Đối với đá có độ xốp thấp hơn (<10%):
Thử nghiệm này được thực hiện đối với đá trầm tích được nén chặt hoặc xi măng, tất cả các loại đá lửa và đá biến chất tươi. Một cân bằng đi bộ được sử dụng. Mẫu được treo trong không khí và được cân (VV, ). Nó được ngâm trong nước và cân lại (W 2 ). Khi đó S b = W 1 / W 1 - W 2
(ii) Trọng lực riêng rõ ràng bão hòa (S b (sat) ):
Nếu độ ẩm bão hòa (MC) sat và trọng lượng riêng rõ ràng khô (S b ) được biết đến, thì,
(iii) Trọng lượng riêng của hạt khoáng chất rắn (S s ):
1. Làm khô chai mật độ và nút đậy ở 105 ° C và cân (W 1 ).
2. Đá được nghiền thành kích thước mắt lưới bằng với kích thước hạt của đá. Một mẫu nên được sấy khô (ở 105 ° C trong 4 giờ) và cho vào chai mật độ (khoảng một phần ba đầy đủ) và cân (W 2 ).
3. Nước cất được thêm vào chai mật độ cho đến khi mẫu bột đá được phủ. Chai mật độ sau đó được đặt trong bình hút ẩm được sơ tán không khí chậm.
4. Thả chân không và rung chai nhẹ nhàng. Lặp lại 3 và 4 cho đến khi không còn vấn đề không khí từ mẫu.
5. Đổ đầy chai mật độ bằng nước cất, cho vào nút đậy và giữ trong bể nhiệt độ không đổi trong 1 giờ, thêm nước vào chai nếu khối lượng Us giảm.
6. Lau khô chai mật độ có nắp và cân (W 3 ). Làm rỗng, làm sạch và đổ đầy mật độ chai bằng nước cất và giữ ở nhiệt độ không đổi trong 1 giờ. Sau đó lau sạch và cân lại (W 4 ).
Hai quyết định nên được thực hiện cho từng mẫu và kết quả trung bình.
Chỉ số tài sản # 2. Nội dung độ ẩm:
Để xác định độ ẩm (MC), mẫu đá được cân ngay lập tức khi được lấy ra khỏi thùng chứa kín khí (W 1 ), giả sử một túi nhựa. Mẫu đá được sấy khô đến khối lượng không đổi trong lò ở 105 ° C trong 12 giờ. Làm nguội trong bình hút ẩm và tua lại (W 2 ). Sau đó,
Chỉ số Thuộc tính # 3. Độ ẩm Độ bão hòa (MC) sat :
Nếu độ ẩm của mẫu đã được xác định, chúng tôi biết trọng lượng khô của mẫu (W 2 ). Đặt mẫu vào giỏ dây và ngâm trong nước trong 12 giờ. Hủy bỏ và cân sau khi làm khô bề mặt (W 3 ).
Chỉ số tài sản # 4. Độ xốp:
Độ xốp (n) là tỷ lệ thể tích của các lỗ rỗng trong đất hoặc đá trên tổng thể tích., Nếu V v = Âm lượng của khoảng trống và V = Tổng âm lượng
Nó được biểu thị dưới dạng phân số thập phân hoặc tỷ lệ phần trăm. Trong đá 10% là trung bình, 5% là thấp, 15% trở lên là cao. Không phải tất cả các khoảng trống trong đá đều được kết nối với nhau và có thể tiếp cận được với chất lỏng xâm nhập. Ví dụ đá bọt là một loại đá rất xốp, các lỗ chân lông không được kết nối với nhau. Nhiều loại đá biến chất và đá cao cấp có vết nứt rất nhỏ hoặc vết nứt nhỏ không liên kết với nhau.
Độ xốp hiệu quả đề cập đến tỷ lệ thể tích của các khoảng trống liên kết với tổng thể tích của đá. Các lỗ rỗng có trong đá nói chung có hai loại, đó là các lỗ rỗng chính (lỗ chân lông) giữa các mảnh đá cứng và các lỗ rỗng thứ cấp được tạo ra bởi sự nứt vỡ hoặc phong hóa hóa học.
Đầu tiên là đặc trưng của toàn bộ khối đá và độ xốp của nó theo định nghĩa nghiêm ngặt. Thứ hai phụ thuộc vào lịch sử tiếp theo của đá và rất khác nhau trong cơ thể đá. Giá trị độ xốp thực của một số loại đá phổ biến được đưa ra trong bảng-2 dưới đây.
Các yếu tố khác nhau kiểm soát độ xốp của đá trầm tích và đất là như sau:
(a) Mức độ xi măng (nghĩa là không gian lỗ rỗng được thay thế bằng xi măng) và mức độ kết tinh lại tại các điểm mà hạt chạm vào. Cả hai đều bị ảnh hưởng bởi tuổi và lịch sử chôn cất của đá.
(b) Sự thay đổi kích thước hạt Vì các hạt nhỏ có thể lấp đầy khoảng trống giữa các hạt lớn hơn, trầm tích có sự thay đổi lớn về kích thước hạt (trầm tích được phân loại tốt) có độ xốp thấp hơn trầm tích phân loại kém.
(c) Việc đóng gói các hạt Nếu các hạt có hình cầu, việc đóng gói có thể cho một phạm vi độ xốp từ 26% đến 47%. Việc đóng gói lỏng hơn là sự sắp xếp các hạt kém ổn định hơn và sự thay đổi từ điều này sang sự sắp xếp ổn định hơn sẽ làm giảm độ xốp và có thể dẫn đến việc trục xuất nước khỏi trầm tích.
(d) Hình dạng của các hạt Vì các máy tiện góc, chẳng hạn như trong khoáng sét thường tạo thành cầu nối giữa các hạt khác giữ chúng cách xa nhau và do đó làm tăng độ xốp.
Trong đá vôi kết tinh, không gian trống chủ yếu là thứ cấp và bị chi phối bởi sự hiện diện của hóa thạch và mặt phẳng giường bằng cách lọc cacbonat và lắng đọng lại bởi nước ngầm có tính axit, và bị nứt vỡ ở cả quy mô lớn và nhỏ. Do quá trình lọc tiến bộ, không gian trống thường tăng theo thời gian và hang động có thể phát triển.
Chỉ số tài sản # 5. Tính thấm:
Tính thấm, k (kích thước L 2 ) là thước đo mức độ dễ dàng chảy qua đá hoặc đất, không phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng. Nó liên quan đến độ dẫn thủy lực K theo phương trình
Ở đâu,
= mật độ
ăn = độ nhớt động
và g = gia tốc do trọng lực
Đơn vị của tính thấm là độ mờ xấp xỉ 10 -8 cm 2 .
Độ thẩm thấu của nhiều loại đá phổ biến là một hoặc hai bậc có cường độ nhỏ hơn một độ mờ và thường được biểu thị bằng millidarcies.
Yếu tố chính kiểm soát tính thấm là kích thước của các lỗ rỗng, vì nếu các lỗ rỗng càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc của nước với khoáng chất rắn càng lớn và lực mao dẫn càng kìm hãm dòng chảy.
Trong đất lỏng lẻo tăng tính thấm với (đường kính) 2 của hạt. Dòng chảy cũng diễn ra thông qua các khoảng trống thứ cấp như khớp và, đá của nhân vật này được gọi là phổ biến thay vì thấm.
Chỉ số tài sản # 6. Độ dẫn thủy lực:
Độ dẫn thủy lực K là thước đo mức độ dễ dàng của dòng nước chảy qua đất hoặc đá dưới một độ dốc thủy lực nhất định. Độ dẫn thủy lực (kích thước LT -1 ) được liên kết với tính thấm chỉ số tính chất đá k và độ nhớt và mật độ của chất lỏng (nước). Nó không phải là một tài sản chỉ số đá. Nó có kích thước của vận tốc và thường được biểu thị bằng mét mỗi ngày.
Giá trị tiêu biểu cho đất là:
Clays: 0 đến 1 m mỗi ngày
Cát: 10 đến 260 m mỗi ngày
Sỏi: lên tới 300 m mỗi ngày
Chỉ số tài sản # 7. Hệ số sưng:
Hệ số trương nở là thước đo sự thay đổi độ dài của mẫu ban đầu được sấy khô, sau đó ngâm trong nước cho đến khi nó trở nên bão hòa hoàn toàn. Nó được biểu thị bằng tỷ lệ của độ dài ban đầu (khô) và cuối cùng (bão hòa). Hành vi sưng này có liên quan đến lượng khoáng sét mở rộng có trong đá.
Chỉ số tài sản số 8. Số phục hồi:
Số hồi phục (R) được đo bằng búa thử bê tông Schmidt và được sử dụng để đánh giá cường độ tại chỗ của đá. Chiều cao hồi phục của búa được biểu thị bằng phần trăm của khoảng cách di chuyển về phía trước của khối búa.
Chỉ số thuộc tính # 9. Cường độ nén Uniaxial (hoặc không được kiểm soát):
Trước khi xác định cường độ của mẫu đá, cần phải chuẩn bị mẫu đá đúng cách.
Thủ tục sau đây có thể được thông qua:
(a) Kích thước và hình dạng của mẫu vật:
Mẫu thử nghiệm hình trụ được lấy từ một khối đá trong trường bằng các bit lõi rỗng EX (22 mm), AX (28 mm) hoặc BX (41 mm) hoặc từ mẫu thử trong phòng thí nghiệm sử dụng 25, 38 hoặc 63 mm dia bit lõi rỗng. Tỷ lệ khung hình của lõi (chiều dài: đường kính) rất quan trọng và phải lớn hơn 2. Bề mặt trên và dưới của lõi phải nhẵn, song song với nhau và đúng góc với chiều dài lõi.
(b) Phương pháp kiểm tra:
Lõi chuẩn bị được đặt với các đầu phẳng giữa hai trục. Tốc độ nén có thể là 0, 7 N / mm 2 mỗi giây. (kiểm soát căng thẳng) và 1 mm mỗi phút. (biến dạng điều khiển). Cường độ nén đơn phương hoặc không kiểm soát được đo bằng N / mm 2 .
Một số mẫu vật cần được kiểm tra từ mỗi đơn vị đá.
Vì sự thay đổi cường độ trong một đơn vị đá có khả năng xảy ra do các điều kiện sau:
(i) Các tính chất của các khoáng chất cấu thành, đặc biệt là khai thác của chúng, sự hiện diện của các phân tách và mức độ thay đổi của chúng.
(ii) Sự hiện diện và hình dạng của bất kỳ khoảng trống nào trong các tảng đá và liệu những khoảng trống này có chứa đầy nước hay không.
(iii) Bản chất của liên kết giữa các hạt khoáng sản.
