9 خصائص مؤشر الصخور
تلقي هذه المقالة الضوء على خصائص الفهرس التسعة للصخور. الخصائص هي: - 1. الجاذبية النوعية 2. محتوى الرطوبة 3. جلس محتوى الرطوبة (MC) 4. المسامية 5. النفاذية 6. الموصلية الهيدروليكية 7. معامل التورم 8. رقم الارتداد 9. قوة الضغط Unixial (أو Unconfined).
خاصية الفهرس # 1.الجاذبية النوعية:
(ط) الجاذبية النوعية الواضحة (S b ):
يمكن تحديد ذلك بطريقتين اعتمادًا على مسامية عينة الصخور.
(أ) بالنسبة لصخور المسامية العالية (> 10٪):
يستخدم هذا الاختبار للعديد من الصخور الرسوبية والصخور النارية والمتحولة شديدة التحمل.
يتم تجفيف عينة الصخور بالفرن عند 105 درجة مئوية لمدة 12 ساعة ووزنها (W 1 ) ثم يتم تلوين عينة الصخور مباشرة بشمع البارافين أو بعض المواد الأخرى المعروفة بكثافتها (y p ). يتم تبريد طبقة الشمع ويتم وزن العينة (W 2 )
وزن شمع البارافين = W p = W 2 - W 1
بعد ذلك ، يتم قياس حجم الماء (V) النازحين من العينة.
(ب) بالنسبة لصخور المسامية السفلى (<10٪):
يرصد هذا الاختبار لصخور رسوبية مضغوطة بشكل جيد أو معززة ، كل الصخور الناريّة والمتحوّلة. يتم استخدام توازن walker. يتم تعليق العينة في الهواء ووزنها (VV ،). هو مغمور في الماء ووزنه مرة أخرى (W 2 ). ثم S b = W 1 / W 1 - W 2
(ii) الجاذبية النوعية المشبعة (S b (sat) ):
إذا كان محتوى رطوبة التشبع (MC) جلسًا ، والجاذبية النوعية الظاهرة الجافة (S b ) معروفة ،
(3) الجاذبية النوعية للحبوب المعدنية الصلبة ( s ):
1. تجفيف زجاجة الكثافة وسدادة عند 105 درجة مئوية وتزن (W 1 ).
2. سحقت الصخر إلى حجم شبكة حول يساوي إلى حجم الحبة الصخرة. يجب تجفيف عينة (عند 105 درجة مئوية لمدة 4 ساعات) ووضعها في زجاجة الكثافة (حوالي ثلث كامل) ووزنها (W 2 ).
3. يضاف الماء المقطر إلى زجاجة الكثافة حتى يتم تغطية عينة من مسحوق الصخور. ثم يتم وضع زجاجة الكثافة في مجفف يتم إخلائه ببطء من الهواء.
4. الافراج عن فراغ وهزاز زجاجة بلطف. كرر 3 و 4 حتى لا تصدر المزيد من القضايا الجوية.
5. املأ زجاجة الكثافة بالماء المقطر ، وضع في سدادة والحفاظ على حمام درجة حرارة ثابتة لمدة 1 ساعة ، إضافة الماء إلى الزجاجة إذا انخفض حجم لنا.
6. مسح جفاف زجاجة الكثافة السدادة ووزنها (W 3 ). زجاجة الزجاجة فارغة ونظيفة ومعقمة مع الماء المقطر والحفاظ على درجة حرارة ثابتة لمدة 1 ساعة. ثم مسح نظيفة و reweigh (W 4 ).
يجب إجراء تحديدين لكل عينة وتم حساب متوسط النتائج.
خاصية الفهرس # 2. محتوى الرطوبة:
لتحديد محتوى الرطوبة (MC) ، يتم وزن عينة الصخر مباشرة عند إزالتها من حاوية محكمة الإغلاق (W 1 ) ، على سبيل المثال ، كيس بلاستيكي. يتم تجفيف عينة الصخور إلى وزن ثابت في الفرن عند 105 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. بارد في المجفف و reweigh (W 2 ). ثم،
خاصية الفهرس # 3. جلس محتوى الرطوبة (MC):
إذا تم تحديد محتوى الرطوبة في العينة بالفعل ، فإننا نعرف الوزن الجاف للعينة (W 2 ). ضع العينة في سلة سلكية واغمرها في الماء لمدة 12 ساعة. إزالة ووزن بعد التجفيف السطحي (W 3 ).
خاصية الفهرس # 4. المسامية:
المسامية (n) هي نسبة حجم الفراغات في التربة أو الصخور إلى الحجم الكلي. إذا كان V v = حجم الفراغات و V = إجمالي الصوت
يتم التعبير عنه ككسر عشري أو كنسبة مئوية. في الصخور 10٪ متوسط ، 5٪ منخفض ، 15٪ أو أكثر مرتفع. ليست كل الفراغات الموجودة في الصخر مترابطة ويمكن الوصول إليها من خلال السوائل المخترقة. على سبيل المثال ، يعتبر الخفاف صخرًا مساميًا جدًا لا تتشابك فيه المسامات. تحتوي العديد من الصخور المتحولة ذات درجة الحرارة العالية والصغيرة على شقوق صغيرة جدًا أو كسور صغيرة غير مترابطة.
تشير المسامية الفعالة إلى نسبة حجم الفراغات المترابطة إلى الحجم الكلي للصخرة. عادة ما تكون الفوارق الموجودة في الصخور من نوعين ، هما الفراغات الأولية (المسام) بين شظايا الصخور الكلامية والفراغات الثانوية الناتجة عن التكسير المتأخر أو الكيميائي.
الأول هو خاصية كتلة الصخور بأكملها ومساميتها بتعريف صارم. ويعتمد الثاني على تاريخ الصخور اللاحق وهو متغير للغاية داخل جسم الروك. يتم إعطاء قيم مسامية حقيقية لبعض أنواع الصخور الشائعة في الجدول 2 أدناه.
العوامل المختلفة التي تتحكم في مسامية الصخور والتربة الرسوبية هي التالية:
(أ) درجة الاسمنت (أي إلى أي مدى تم استبدال مسام الفضاء بالأسمنت) ومدى إعادة التبلور عند النقاط التي تلمس فيها الحبوب. كلاهما متأثر بعمر وتاريخ دفن الصخرة.
(ب) اختلاف حجم الحبيبات بما أن الحبيبات الصغيرة يمكن أن تملأ الفراغات بين الحبيبات الأكبر ، فإن الرسوبية ذات التباين الكبير في حجم الحبيبات (رواسب متدرجة بشكل جيد) لها مسامية أقل من رواسب متدرجة رديئة.
(ج) تعبئة الحبوب إذا كانت الحبوب كروية ، يمكن للتعبئة إعطاء مجموعة من المسامحات من 26٪ إلى 47٪. التعبئة الخاسرة هي ترتيب أقل استقرارًا للحبوب ، وسيؤدي التغيير من هذا إلى ترتيب أكثر استقرارًا إلى تقليل المسامية وقد يؤدي إلى طرد المياه من الرواسب.
(د) شكل الحبيبات بما أن شرائح اللوح الزاوي ، كما هو الحال في معادن الصلصال ، فإنها غالباً ما تشكل جسوراً بين حبيبات أخرى تمزقت بينها ، وبالتالي تزيد من المسامية.
في الحجارة الكلسية البلورية ، تكون المساحة الفارغة بشكل أساسي ثانوية ويحكمها وجود الحفريات وطائرات الفراش عن طريق ترشيح الكربونات وإعادة الترسب بواسطة المياه الجوفية الحمضية ، ومن خلال التكسير على نطاق واسع وكبير. بسبب الارتشاح التدريجي ، تزداد مساحة الفراغ عادة مع مرور الوقت وقد تتطور الكهوف.
خاصية الفهرس # 5. النفاذية:
النفاذية ، k (البُعد L 2 ) هي مقياس لسهولة التدفق من خلال صخرة أو تربة ، بغض النظر عن خصائص السائل. وهو مرتبط بالموصلية الهيدروليكية K بالمعادلة
أين،
ρ = الكثافة
µ = اللزوجة الديناميكية
و g = التسارع بسبب الجاذبية
وحدة النفاذية هي darcy التي تبلغ حوالي 10 - 8 سم 2 .
نفاذية العديد من الصخور المشتركة هي واحدة أو اثنتين من المقادير أقل من الدارس وعادة ما يتم التعبير عنها في millidarcies.
العامل الرئيسي الذي يتحكم في النفاذية هو حجم الفراغات ، لأنه إذا كانت الفراغات أصغر ، فستكون المساحة السطحية للاتصال بالمياه المعدنية الصلبة أكبر ، وتكون القوى الشعرية التي تمنع التدفق.
في التربة الرخوة تتزايد نفاذية (قطر) 2 من الحبوب. يحدث التدفق أيضًا من خلال فراغات ثانوية مثل المفاصل ، ويشار إلى صخور هذه الشخصية على أنها منفاذة سابقًا.
مؤشر خاصية # 6. الموصلية الهيدروليكية:
الموصلية الهيدروليكية K هي مقياس لسهولة تدفق المياه من خلال التربة أو الصخور تحت تدرج هيدروليكي معين. ترتبط الموصلية الهيدروليكية (أبعاد LT -1 ) إلى نفاذية خاصية مؤشر الصخرة k وأيضاً بلزوجة وكثافة السائل (الماء). انها ليست خاصية مؤشر الصخرة. لديها البعد من السرعة وغالبا ما يعبر عنه بالأمتار في اليوم الواحد.
القيم النموذجية للتربة هي:
الطين: من 0 إلى 1 متر في اليوم الواحد
الرمال: من 10 إلى 260 م في اليوم
الحصى: حتى 300 متر في اليوم
خاصية الفهرس # 7. معامل التورم:
معامل التورم هو مقياس للتغير في طول العينة التي تم تجفيفها في البداية ، ثم غمرها في الماء حتى أصبحت مشبعة بالكامل. يتم التعبير عنه كنسبة للأطوال الأصلية (الجافة) والنهائية (المشبعة). يرتبط سلوك التورم هذا بكمية المعادن الطينية الممتدة الموجودة في الصخر.
خاصية الفهرس رقم 8. رقم الارتداد:
يتم قياس عدد الارتداد (R) باستخدام مطرقة اختبار الخرسانة Schmidt ويستخدم لتقييم القوة في الموقع من الصخور. يعبر عن ارتفاع الارتداد للمطرقة كنسبة مئوية من مسافة الانتقال الأمامية من كتلة المطرقة.
خاصية الفهرس # 9. قوة الضغط أحادية المحور (أو غير المكرر):
قبل تحديد قوة عينة من الصخر ، من الضروري إعداد عينة الصخور بشكل صحيح.
يمكن اتباع الإجراء التالي:
(أ) حجم وشكل العينة:
يتم فحص عينات الاختبار الأسطوانية إما من كتلة صخرية في الحقل باستخدام تراكبات EX مجوفة (22 ملم) أو AX (28 مم) أو BX (41 ملم) أو من عينة يد في المختبر باستخدام 25 أو 38 أو 63 ملم ديا الجوف الأساسية جوفاء. تعتبر نسبة العرض إلى الارتفاع الأساسية (الطول: القطر) مهمة ويجب أن تكون أكبر من 2. يجب أن تكون الأسطح العلوية والسفلية من اللب ناعمة ومتوازية مع بعضها البعض وعلى الزوايا القائمة على طول اللب.
(ب) طريقة الاختبار:
يتم وضع النواة المعدة مع نهاياتها المسطحة بين اثنين من الألواح. قد يكون معدل ضغط 0.7 N / mm 2 في ثانية. (السيطرة على التوتر) و 1 ملم في الدقيقة. (تشوه للرقابة). تقاس مقاومة الانضغاط الأحادية أو غير المحصورة بـ N / mm 2 .
يجب اختبار عدد من العينات من كل وحدة صخرية.
بما أن التغيرات في القوة داخل وحدة صخرية واحدة من المحتمل أن تحدث بسبب الظروف التالية:
(1) خواص المعادن المكونة لها ، ولا سيما قطعها ، ووجود الانشقاقات ودرجات تغيرها.
(2) وجود وشكل أي فراغات داخل الصخور وما إذا كانت هذه الفراغات مملوءة بالماء.
(3) طبيعة الترابط بين الحبوب المعدنية.
