کاربرد روش تحلیل رگرسیون خطی جهت برآورد مقاومت فشاری تک محوره و تخلخل ماسه سنگ با استفاده از سرعت موج طولی

خصوصیات فیزیکی و مکانیکی از جمله مهمترین پارامترهای سنگ میباشند که به طور گسترده ای در پروژه های عمرانی و معدنی برای مطالعات مکانیک سنگی مورد نیاز بوده و تعیین می گردند. از طرفی آزمایش سرعت صوت جز آزمایشهای غیر مخرب و آسان است و امکان انجام آن در سرزمین وجود دارد. این آزمایش بیشتر برای تعیین خصوصیات دینامیکی سنگها استفاده میشود. موضوع اصلی این مقاله، تخمین خواص مکانیکی مقاومت تراکمی تک محوری و تخلخل ماسه سنگ با استفاده از آزمون ساده و غیرمخرب سرعت موج طولی میباشد، برای انجام این امر آزمونهای آزمایشگاهی برروی نمونه های ماسه سنگ انجام گردیده است. برای انجام آزمایشات مختلف بلوک های سنگی ماسه سنگ تهیه و سپس جهت انجام آزمایشات مربوطه از بلوکهای سنگی (نمونه های مغزه استوانه ای) استاندارد، تهیه گردید. هر دو پارامتر مقاومت تراکمی تک محوره وتخلخل بر طبق استاندارد تعیین گردیدند. سرعت بارگذاری برای اندازه گیری مقاومت تراکمی تک محوری برای نمونه های مختلف 0 تا 1 مگاپاسکال بر ثانیه در نظرگرفته شد برای انجام آزمایش سرعت موج طولی از دستگاه پاندیت استفاده گردید. یکی از روشهای آماری برای تعیین ارتباط بین پارامترهای مختلف استفاده از روش رگرسیون گیری خطی کمترین مربعات میباشد، در مبحث رگرسیون، هدف یافتن رابطه ای بین متغیرهای وابسته و متغیرهای مستقل میباشد. این رابطه ممکن است از نوع خطی یا غیرخطی باشد. برای انجام عمل رگرسیون امروزه از نرم افزارهای متعددی بهره گرفته میشود که نرم افزار MATLAB از متداولترین آنهاست. نحوه عمل بدین قرار است که با مشخص کردن متغیرهای مستقل به عنوان ورودی در نرم افزار و متغیر وابسته به عنوان خروجی، موتور نرم افزار با توجه به میزان مقادیر ورودی و خروجی معادله ای را ایجاد میکند که بوسیله آن میتوان میزان متغیر وابسته را بر حسب پارامترهای ورودی (متغیرهای مستقل) را تخمین زد. این معادله در سطح اعتماد مهندسی (95%) دارای دقت است، به عبارت دیگر در جوابهای معادله ایجاد شده نسبت به مقادیر واقعی (متغیر وابسته) دارای ضریب همبستگی (R) سطح اعتماد مهندسی میباشند. هر چه میزان ضریب همبستگی به عدد 1 نزدیک تر باشد معادله ایجاد شده توسط نرم افزار دارای دقت بالاتری است به منظور تعیین ارتباط میان سرعت موج طولی و سایر پارامترها از روش رگرسیون گیری شرح داده شده استفاده گردید، به طوری که معادله مربوط به بهترین خط عبوری از داده ها در سطح اعتماد 95 % تعیین و ضریب همبستگی مربوط به آن برای هر رابطه تعیین گردید. با توجه به بررسیهای انجام شده مشخص شد که سرعت موج طولی پارامتر مناسبی برای تخمین مقادیر مقاومت تراکمی تک محوری و تخلخل ماسه سنگ بوده و میتوان با استفاده از آن از انجام آزمایشات پرهزینه و وقتگیرجهت برآورد این مقادیر اجتناب کرد. بررسی آماری میان این پارامترها نشان داد که روابط خطی مناسب و قابل قبولی میان سرعت موج طولی و سایر پارامترها با ضرایب همبستگی به ترتیب 0/81، 0/74وجود دارد. همچنین بررسی ها نشان داد که مقدار سرعت موج طولی با افزایش مقادیر مقاومت تراکمی تک محوری افزایش و با افزایش تخلخل کاهش می یابد. روابط ارائه شده در این مقاله ساده و دارای دقت کافی بوده و میتوان با استفاده از آنها از انجام آزمایشات پرهزینه و وقتگیر جهت تعیین پارامترهای مکانیک سنگی اجتناب نمود. مقایسه فراوانی اختلاف میان مقادیر تخمینی و واقعی با توجه به میزان دقت آن، میتواند معیاری مناسب جهت ارزیابی نتایج روابط ارائه شده در این خصوص باشد

Keywords:

سرعت موج طولی , UCS , تخلخل , ماسه سنگ