9 Kayaların İndeks Özellikleri

Bu makale, kayaların dokuz indeks özelliğine ışık tutuyor. Özellikleri şunlardır: - 1. Özgül Ağırlık 2. Nem İçeriği 3. Doyma Nem İçeriği (MC) _oturdu 4. Gözeneklilik 5. Geçirgenlik 6. Hidrolik İletkenlik 7. Şişme Katsayısı 8. Ribaund Numarası 9. Tek Eksenli (veya Unconfined) Basınç Dayanımı.

Endeks Özelliği # 1. Özgül Ağırlık:

(i) Kuru Göreli Özgül Ağırlık ( _Sb ):

Bu, kaya numunesinin gözenekliliğine bağlı olarak iki yöntemle belirlenebilir.

(a) Yüksek Gözenekli Kayaçlar İçin (>% 10):

Bu test birçok tortul kayaçlar ve yüksek derecede yıpranmış magmatik ve metamorfik kayaçlar için kullanılır.

Kaya numunesi, 105 ° C'de 12 saat boyunca fırında kurutulur ve tartılır (W1) Sonra, kaya numunesi hemen parafin mumu veya yoğunluğu (y _p ) bilinen başka bir materyal ile kaplanır. Balmumu tabakası soğutulur ve numune tartılır (W2).

Parafin balmumu ağırlığı = W _p = W2 - W ₁

Daha sonra, numune tarafından yer değiştiren su (V) hacmi ölçülür.

(b) Düşük Gözenekli Kayaçlar İçin (<% 10):

Bu test, iyi sıkıştırılmış veya sementli tortul kayaçlar, tümü taze magmatik ve metamorfik kayaçlar için yapılır. Bir walker bakiyesi kullanılır. Numune havada asılı tutulur ve tartılır (VV, ). Suya batırılır ve tekrar tartılır (W ₂ ). Sonra Sb = G ₁ / G ₁ - G ₂

(ii) Doymuş Görünen Özgül Ağırlık (Sb _(sat) ):

Doygunluk nem içeriği (MC) _oturdu ve kuru görünür özgül ağırlığı ( _Sb ) biliniyorsa,

(iii) Katı Mineral Tahıl Spesifik Yerçekimi ( _ler ):

1. Yoğunluk şişesini ve durdurucuyu 105 ° C'de kurutun ve tartın (W ₁ ).

2. Kaya, kayanın tane boyutuna eşit bir ağ boyutunda ezilir. Bir numune kurutulmalı (4 saat boyunca 105 ° C'de) ve yoğunluk şişesine (yaklaşık üçte biri dolu) koyulmalı ve tartılmalıdır (W2).

3. Yoğunluk şişesine kaya tozu örneği kaplanana kadar damıtılmış su eklenir. Yoğunluk şişesi daha sonra yavaş yavaş havadan boşaltılan bir kurutucuya yerleştirilir.

4. Vakumu serbest bırakın ve şişeyi yavaşça titretin. Numuneden daha fazla hava sorunu çıkana kadar 3 ve 4'ü tekrarlayın.

5. Yoğunluk şişesini damıtılmış suyla doldurun, durdurucuya koyun ve 1 saat boyunca sabit bir sıcaklık banyosunda tutun, Us hacmi azalırsa şişeye su ekleyin.

6. Durdurulmuş yoğunluklu şişeyi silin ve tartın (W ₃ ). Yoğunluk şişesini boşaltın, temizleyin ve yoğun suyla doldurun ve 1 saat boyunca sabit bir sıcaklıkta tutun. Sonra silerek temizleyin ve yeniden tartın (W ₄ ).

Her numune için iki tespit yapılmalı ve sonuçların ortalaması alınmalıdır.

Endeks Özelliği # 2. Nem İçeriği:

Nem içeriğini (MC) belirlemek için, kaya numunesi hava geçirmez bir kaptan (W ₁ ) çıkarıldıktan hemen sonra tartılır, yani bir plastik torba. Kaya numunesi, bir fırında 105 ° C'de 12 saat boyunca sabit bir ağırlığa kadar kurutulur. Bir kurutucuda soğutun ve tekrar tartın (W ₂ ). Sonra,

Endeks Özelliği # 3. Doyma Nemi İçeriği (MC) _satıldı :

Numunenin nem içeriği önceden belirlenmişse, numunenin aşırı kuru ağırlığını biliyoruz (W ₂ ). Örneği tel sepete yerleştirin ve 12 saat boyunca suya daldırın. Yüzey kuruduktan sonra çıkarın ve tartın (W ₃ ).

Endeks Özelliği # 4. Gözeneklilik:

Gözeneklilik (n), bir toprak veya kayadaki boşluk hacminin toplam hacmine oranıdır., V _v = Boşlukların hacmi ve V = Toplam hacim.

Ondalık kesir veya yüzde olarak ifade edilir. Kayalarda% 10 ortalama, % 5 düşük, % 15 veya daha fazla yüksek. Bir kayadaki bütün boşluklar birbirine bağlı değildir ve nüfuz eden sıvılara erişilemez. Örneğin, pomza gözenekleri birbirine bağlı olmayan çok gözenekli bir kayadır. Birçok magmatik ve yüksek dereceli metamorfik kayaçlar birbirine bağlı olmayan çok küçük çatlaklara veya mikro çatlaklara sahiptir.

Etkili gözeneklilik, birbirine bağlı boşlukların hacminin kayanın toplam hacmine oranını ifade eder. Kayalarda bulunan boşluklar genellikle iki tiptedir, yani daha sonra kırılma veya kimyasal yıpranma ile üretilen klastik kaya parçaları ve ikincil boşluklar arasındaki birincil boşluklar (gözenekler).

Bunlardan ilki, tüm kaya kütlesinin karakteristiği ve kesin tanımı ile gözenekliliğidir. İkincisi, kayanın müteakip tarihine bağlıdır ve kaya gövdesi içinde oldukça değişkendir. Bazı yaygın kaya türlerinin gerçek gözeneklilik değerleri aşağıdaki tablo-2'de verilmiştir.

Sedimanter kayaçların ve toprakların gözenekliliğini kontrol eden çeşitli faktörler şunlardır:

(a) Sementasyon derecesi (yani, boşluk boşluğunun ne ölçüde çimento ile değiştirildiği) ve tanelerin temas ettiği noktalarda yeniden kristalleşme derecesi. Her ikisi de kayanın gömülme yaşı ve tarihinden etkilenir.

(b) Tane büyüklüğü değişimi Küçük taneler, büyük taneler arasındaki boşlukları doldurabildiklerinden, tanecik büyüklüğünde (iyi derecelendirilmiş bir tortu) büyük çeşitlilik gösteren bir sediment, kötü dereceli bir tortuya göre daha düşük bir gözenekliliğe sahiptir.

(c) Tahılların paketlenmesi Tahıllar küresel ise, paketleme% 26 ila% 47 arasında bir dizi gözeneklilik sağlayabilir. Daha gevşek paketleme, taneciklerin daha az stabil bir düzenlemesidir ve bundan daha stabil bir düzenlemeye yapılan bir değişim, gözenekliliği azaltır ve suyun tortudan dışarı atılmasına yol açabilir.

(d) Tanelerin şekli Kil minerallerinde olduğu gibi açılı çıtalar genellikle onları ayırmak ve böylece gözenekliliği artırmak için diğer taneler arasında köprüler oluşturur.

Kristalin kireçtaşlarında boşluk alanı esas olarak ikincildir ve fosillerin ve yataklama düzlemlerinin mevcudiyeti ile karbonatın süzülmesi ve asitli yeraltı suyuyla yeniden çökeltilmesi ve hem büyük hem de küçük ölçekte kırılması ile yönetilir. Aşamalı sızıntı nedeniyle, boşluk alanı genellikle zamanla artar ve mağaralar gelişebilir.

Endeks Özelliği # 5. Geçirgenlik:

Geçirgenlik, k (boyut L2), bir sıvının özelliklerinden bağımsız olarak, bir kayadan veya topraktan akış kolaylığının bir ölçüsüdür. Bu denklem ile K hidrolik iletkenlik ile ilgilidir

nerede,

ρ = yoğunluk

µ = dinamik viskozite

ve g = yerçekimi nedeniyle ivme

Geçirgenlik birimi, yaklaşık olarak ^10-8 cm2 olan karanlıktır.

Yaygın olarak kullanılan kayaçların geçirgenliği bir ya da iki katı büyüklük sırasıdır ve genellikle milidarlıklarda ifade edilir.

Geçirgenliği kontrol eden ana faktör boşlukların büyüklüğüdür, çünkü boşluklar daha küçükse, suyun katı mineralle teması yüzey alanı daha büyük olacak ve daha büyük olanı akışı kısıtlayan kılcal kuvvetlerdir.

Gevşek topraklarda geçirgenlik, taneciklerin (çap) ² ile artar. Akış ayrıca eklemler gibi ikincil boşluklar yoluyla da gerçekleşir ve bu karakterdeki kayalara geçirgen değil geçirgen denir.

Endeks Özelliği # 6. Hidrolik İletkenlik:

Hidrolik iletkenlik K, verilen bir hidrolik gradyanın altındaki bir toprak veya kaya boyunca su akışının kolaylığının bir ölçüsüdür. Hidrolik iletkenlik (LT ^-1 boyutları), kaya indeksi özelliği geçirgenliğine k ve ayrıca akışkanın (su) viskozitesine ve yoğunluğuna bağlıdır. Bu bir rock endeksi özelliği değildir. Hız boyutuna sahiptir ve genellikle günlük metre olarak ifade edilir.

Topraklar için tipik değerler:

Killer: günde 0 ila 1 m

Kum: günde 10 ila 260 m

Çakıl: günde 300 metreye kadar

Endeks Özelliği # 7. Şişme Katsayısı:

Şişme katsayısı, başlangıçta fırında kurutulmuş, daha sonra tamamen doygun hale gelinceye kadar suya batırılmış bir numunenin uzunluğundaki değişimin bir ölçüsüdür. Orijinal (kuru) ve son (doymuş) uzunlukların oranı olarak ifade edilir. Bu şişme davranışı, bir kayanın içerdiği geniş kil minerallerinin miktarı ile ilgilidir.

Endeks Özelliği # 8. Ribaund Numarası:

Geri tepme sayısı (R), bir Schmidt beton test çekici kullanılarak ölçülür ve kayaların yerinde kuvvetini değerlendirmek için kullanılır. Çekiçin geri tepme yüksekliği, çekiç kütlesinin ileri hareket mesafesinin bir yüzdesi olarak ifade edilir.

Endeks Özelliği # 9. Tek Eksenli (veya Tanımlanmamış) Basınç Dayanımı:

Bir kaya örneğinin gücünü belirlemeden önce, kaya örneğinin uygun şekilde hazırlanması gerekir.

Aşağıdaki prosedür kabul edilebilir:

(a) Numunenin Büyüklüğü ve Şekli:

Silindirik test numuneleri, EX (22 mm çap), AX (28 mm) veya BX (41 mm) oyuk göbek uçları kullanılarak tarladaki bir kaya kütlesinden veya 25, 38 veya 63 mm kullanılarak bir laboratuarda bir el numunesinden saklanır. dia içi boş çekirdek bitleri. Çekirdeğin en boy oranı (uzunluk: çap) önemlidir ve 2'den büyük olmalıdır. Çekirdeğin üst ve alt yüzeyleri birbirine paralel, paralel ve çekirdek uzunluğuna dik açılı olmalıdır.

(b) Test Yöntemi:

Hazırlanan çekirdek, iki ucu arasına düz uçlarıyla yerleştirilir. Sıkıştırma oranı, saniyede 0.7 N / mm2 olabilir. (stres kontrollü) ve dakikada 1 mm. (deformasyon kontrollü). Tek eksenli veya sınırsız basınç dayanımı N / mm2 cinsinden ölçülür.

Her kaya ünitesinden birkaç örnek test edilmelidir.

Tek bir kaya ünitesindeki güç değişimlerinin aşağıdaki koşullar nedeniyle ortaya çıkması muhtemel olduğundan:

(i) Oluşturan minerallerin özellikleri, özellikle bunların kayışları, yarılmaların varlığı ve değişiklik dereceleri.

(ii) Kayaların içindeki boşlukların varlığı ve şekli ve bu boşlukların suyla dolu olup olmadığı.

(iii) Mineral taneleri arasındaki bağın niteliği.