بررسی اثر رس بر قدرت سایندگی خاک‌ها به‎وسیله آزمایش LCPC

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

 آزمون LCPC یکی از آزمایش‌های مرسوم جهت تعیین میزان سایندگی دانه‌های سنگی و محیط‌های خاکی است. با توجه به عدم توسعه آزمایشی استاندارد برای تعیین سایندگی خاک‌ها، استفاده از این آزمون برای تعیین سایندگی محیط‌های خاکی، گسترش زیادی در سال‌های اخیر یافته است. در مطالعه حاضر، اثر ترکیب‌های رسی با مقادیر مختلف ذرات درشت دانه بر سایندگی خاک‌ها، با استفاده از آزمایش LCPC مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش‌ها از ترکیب‌های مختلفی از نمونه‌های سیلیس خرد شده و کانی رسی تالک استفاده گردید. با اندازه‌گیری و ثبت توان مصرفی موتور الکتریکی دستگاه، در هر لحظه از اجرای آزمون LCPC ،انرژی مصرف شده در هر آزمایش نیز محاسبه شد. در طول آزمایش‌ها، رطوبت و تنش‌های مختلفی اعمال شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش رطوبت، ضریب سایندگی LCPC ابتدا کاهش یافته و با گذر از محدوده رطوبتی خاص، افزایش می‌یابد. در شرایطی که نمونه ساینده مورد آزمایش، کامال رسی )تالک) است؛ ضریب سایندگی تقریبا صفر به دست آمد. مشخص گردید، محدوده درصدهای رطوبت میان حدود خمیری و روانی، منطبق با کمترین میزان سایندگی‌اند. همچنین با تغییر تنش‌های اعمالی، مشاهده شد که با افزایش مقدار رس در ترکیب، روند افزایش خطی ضریب سایندگی، با افزایش تنش موثر کاهش یافته و در نهایت از بین میرود. نتایج به دست آمده، نشان دادند که جزء رسی مورداستفاده، به تنهایی سایندگی چندانی ندارد. ولی ترکیب آن با ذرات درشت دانه، به‌ویژه در حضور رطوبت، می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر رفتار ساینده نمونه و به‌ویژه تغییرات آن تحت رطوبت‌ها و سطوح تنش‌های مختلف داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Clay on Soil Abrasivity in the results of LCPC Test

نویسندگان [English]

  • Naeemeh Hosseini Tavana
  • Mohammad-Taghi Hamzaban
Mining Engineering Faculty, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده [English]

LCPC test is one of the most common methods for assessing the abrasivity of rock particles and soil grains. Regarding the lack of a standard testing procedure to determine the abrasivity of soils, the test has become very popular in recent decades. In this paper, LCPC tests were used to study the effect of clay on soil abrasivity. Mixing crushed silica grains and clay particles, different abrasive samples were produced in the testing program. Different moisture contents and stress levels were applied during the tests. The amount of consumed energy for each test was calculated as well with measuring and recording the consumed power of electromotor during the tests. The results showed that the level of water content has a considerable effect on the obtained LCPC abrasivity coefficient values. The recorded wears are minimum when the moisture content is in the range between the plastic limit and the liquid limit of the clay. However, abrasivity coefficients show an increasing trend with the moisture content when the moisture is greater than the liquid limit of existing clay. Based on the results, abrasivity is nearly zero in pure clay samples. Increasing the applied stress levels on the soil samples increases the soil abrasivity. However, increasing the clay content of the tested samples decreases the effect of stress levels on the observed trends. In the pure clay samples, no correlation was obtained between the applied stress levels and LCPC abrasive coefficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abrasivity
  • Mechanized Excavation
  • LCPC test
  • Clay
  • Plasticity

مراجع

[1]  K. Thuro, J. Singer, H. Käsling, M. Bauer, Soil abrasivity assessment using the LCPC testing device, Felsbau, 24(6) (2006) 37-45.
[2]  J. Rostami, E. Alavi Gharabagh, A. M. Palomino, M. Mosleh, Development of soil abrasivity testing for soft ground tunneling using shield machines, Tunnelling and Underground Space Technology, 28 (2012) 245256.
[3]  J. Düllmann, M. Alber, R. J. Plinninger, Determining soil abrasiveness by use of index tests versus using intrinsic soil parameters, Geomechanics and Tunneling, 7 (2014) 87-97.
[4]  H. Mirmehrabi, M. Ghafoori, G. Lashkaripour, Impact of some geological parameters on soil abrasiveness, Bull Eng Geol Environ, 75 (2016) 1717-1725.
[5]  R. Najafi, Evaluation of soil abrasion capacity in mechanized excavation with LCPC test, Dissertation, Sahand University of technology, (2017) (in Persian).
[6]  AFNOR P18-579, Essai d’ abrasivite’ et de broyabilite, (1990).
[7]  P. Drucker, Validity of the LCPC abrasivity coefficient through the example of a recent Danube gravel, Geomechanics and tunneling, 6 (2011) 681-691.
[8]  M. Köhler, U. Maidl, L. Martak, Abrasiveness and tool wear in shield tunneling in soil, Geomechanics and Tunneling, 4 (2011) 36-53.
[9]  M. T. Hamzaban, H. Memarian, J. Rostami, Comparison of various rock abrasivity testing methods, Iranian Journal of Mining Engineering, 8(19) (2013) 87-106. (in Persian)
[10] B. Nilsen, F. Dahl, J. Holzhäuser, P. Raleigh, SAT: NTNU’s new soil abrasion test, Tunnels & Tunneling International (2006) 43-45.
[11] K. Thuro, H. Käsling, Classification of the abrasiveness of soil and rock, Bull Eng Geol Environ, 68  (2009) 17-26.
[12] B. Nilsen, F. Dahl, J. Holzhäuser, P. Raleigh, Abrasivity testing for rock and soils, Tunnels & Tunneling International, (2006) 47-49.
[13]  K. Thuro, Drillability prediction: geological influences in hard rock drill and blast tunneling, Geol Rundsch, (1997) 426-438.
[14]  A. Hashemnejad, M. Ghafoori, S. Tarigh Azali, Utilizing water, mineralogy and sedimentary properties to predict LCPC abrasivity coefficient, Bull Eng Geol Environ, 75 (2016) 841-851.
[15] G. Barzegari, A. Uromeihy, J. Zhao, Parametric study of soil abrasivity for predicting wear issue in TBM tunneling project, Tunnelling and underground space technology, 48 (2015) 43-57.
[16]  S. Kahraman, M. Fener, H. Käsling, K. Thuro, The influences of textural parameters of grains on the LCPC abrasivity of coarse-grained igneous rocks, Tunnelling and Underground Space Technology, 58 (2016) 216-223.
[17]  M. Petrica, E. Badisch, T. Peinsitt, Abrasive wear mechanisms and their relation to rock properties, Wear 308 (2013) 86-94.
[18]  M. Petrica, M. Painsi, Badisch, T. Peinsitt, Wear mechanisms on martensitic steels generated by different rock types in 2-body conditions, Tribology Letters (2013).
 
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 52، شماره 2
اردیبهشت 1399
صفحه 351-370

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار