pdf (742 KB)

More documents

Recommendations

Info

Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 22, 2010.Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 22, 2010.668I.I.Dobrilović,Dobrilović,V.V.Gulam,Gulam,P.P.Hrženjak:Hrženjak:PrimjenaPrimjenaindeksnihindeksnihmetoda…metoda ...apsorbiranu kinetičku energiju. Iako oba čekića mjereistu apsorbiranu kinetičku energiju u praksi sevrijednosti prilično razlikuju. Ta razlika uglavnom jeposljedica utjecaja gravitacije i trenja kod analognogčekića u odnosu na digitalni kod kojega je taj utjecajminimaliziran. Zbog toga, kod digitalnog čekića nijepotrebno provoditi normalizaciju u odnosu na položajčekića prema horizontali.Rezultati ispitivanjaKako se radi o uslojenim vapnencima, koji čestomogu imati izraženu anizotropiju, ispitivanja materijalasvakog sloja provedena su na dvije grupe uzoraka; nagrupi uzoraka s djelovanjem sile u smjeru okomitom naslojne plohe te na grupi uzoraka s djelovanjem sile usmjeru paralelnom sa slojnim plohama. Kod svakegrupe ispitano je po pet uzoraka na temelju čijih suvrijednosti dobivene prosječne vrijednosti, standardnedevijacije te koeficijenti varijacije. Rezultati svihispitivanja prikazani su tablicom 1.S ciljem utvrđivanja primjenjivosti indeksnihmetoda ispitivanja u određivanju mehaničkih značajkiintaktnog stijenskog materijala, između dobivenihvrijednosti indeksnih ispitivanja i vrijednosti jednoosnetlačne čvrstoće, modula elastičnosti, vlačne čvrstoće ičvrstoće na savijanje, uspostavljene su korelacijelinearnim funkcijama u obliku y=ax+b. Korelacijelinearnim funkcijama korištene su iz razloga manjegbroja podataka i relativno manjeg raspona vrijednosti tezbog lakše međusobne usporedbe. Kod svakeuspostavljene korelacije, osim vrijednosti konstantifunkcije, izračunata je i vrijednost koeficijentadeterminacije R 2 . Dobivene vrijednosti koeficijenatadeterminacije za sve uspostavljene korelacije, kao mjereprimjenjivosti korelacijskih funkcija, prikazane sutablicom 2.Tablica 1. Rezultati ispitivanja fizikalno-mehaničkih značajki materijalaTable 1 Testing results of physical-mechanical properties of materialOdređivana značajkamaterijalaProsječnavrijednostSloj A Sloj E Sloj FStandardnadevijacijaKoeficijentvarijacijeProsječnavrijednostStandardnadevijacijaSlučaj djelovanja sile u smjeru okomitom na slojne ploheKoeficijentvarijacijeProsječnavrijednostStandardnadevijacijaKoeficijentvarijacijeGustoća (kg/m 3 ) 2643 11 0,004 2363 15 0,006 2170 20 0,009Poroznost (%) 1,7 0,3 0,195 6,7 0,2 0,036 15,3 0,8 0,050Jedn. tlačna čvrstoća (MPa) 135,48 14,91 0,110 71,62 11,63 0,162 72,85 5,37 0,074Modul elastičnosti (GPa) 82,19 3,11 0,038 48,25 5,74 0,119 35,68 1,36 0,038Vlačna čvrstoća (MPa) 5,58 1,88 0,337 4,70 0,82 0,175 2,76 0,39 0,141Čvrstoća na savijanje (MPa) 9,73 0,77 0,079 6,04 2,24 0,371 6,20 1,40 0,226PLT I s(50) (MPa) 3,96 0,12 0,030 3,35 0,29 0,086 2,62 0,49 0,187SRH-analogno (%) 49,8 1,3 0,026 42,4 2,6 0,061 36,5 2,0 0,054SRH-digitalno (%) 52,7 0,8 0,016 51,4 1,5 0,029 38,2 4,0 0,103Slučaj djelovanja sile u smjeru paralelnom sa slojnim plohamaGustoća (kg/m 3 ) 2624 27 0,010 2526 46 0,018 2187 34 0,015Poroznost (%) 2,3 0,5 0,232 3,9 1,6 0,400 14,8 1,1 0,075Jedn. tlačna čvrstoća (MPa) 88,88 12,75 0,144 79,46 8,35 0,105 68,66 7,85 0,114Modul elastičnosti (GPa) 57,45 4,72 0,082 59,10 6,64 0,112 37,02 3,00 0,081Vlačna čvrstoća (MPa) 4,84 1,93 0,398 3,92 1,02 0,261 2,90 0,47 0,160Čvrstoća na savijanje (MPa) 7,42 1,61 0,217 0,48 0,21 0,430 6,90 0,73 0,105PLT I s(50) (MPa) 3,13 0,30 0,097 2,36 0,71 0,299 2,30 0,20 0,089SRH-analogno (%) 52,5 4,0 0,076 40,0 1,0 0,025 39,0 1,5 0,040SRH-digitalno (%) 53,2 1,6 0,031 41,9 1,1 0,026 38,3 1,1 0,029
Rud.-geol.-naft. zb., zb., Vol. Vol. 22, 22, 2010. 2010.I. I. Dobrilović, V. V. Gulam, P. P. Hrženjak: Primjena indeksnih metoda ...… 69 7Tablica 2. Vrijednosti koeficijenata determinacije R 2 za uspostavljene korelacijske funkcijeTable 2 Values of determination coefficients R 2 for established correlation functionsIndeksno ispitivanjeJednoosna tlačnačvrstoćaSlučaj podataka svih grupa uzorakaModul elastičnosti Vlačna čvrstoća Čvrstoća na savijanjePLT I s(50) 0,619 0,539 0,769 0,443SRH-analogno 0,462 0,533 0,731 0,262SRH-digitalno 0,346 0,485 0,906 0,198SRH-analogno × gustoća 0,524 0,663 0,783 0,152SRH-digitalno × gustoća 0,467 0,659 0,946 0,134Slučaj podataka s djelovanjem sile u smjeru okomitom na slojne plohePLT I s(50) 0,686 0,905 0,975 0,666SRH-analogno × gustoća 0,829 0,979 0,896 0,813SRH-digitalno × gustoća 0,536 0,796 0,999 0,514Slučaj podataka s djelovanjem sile u paralelnom smjeru sa slojnim plohamaPLT I s(50) 0,776 0,253 0,786 0,246SRH-analogno × gustoća 0,931 0,468 0,936 0,083SRH-digitalno × gustoća 0,975 0,574 0,978 0,034Diskusija rezultataRezultati provedenih ispitivanja sa statističkomobradom podataka, koji su prikazani tablicama 1 i 2,daju odgovor na nekoliko bitnih postavki. Kao prvo,uspoređujući dobivene vrijednosti koeficijenatavarijacije, kao najbolje veličine za utvrđivanje mjererasipa podataka te međusobnu usporedbu s drugimveličinama, jasno pokazuju da su od mehaničkihznačajki najkonzistentniji rezultati dobiveni za tvrdoćuodređivanu Schmidtovim čekićima te moduleelastičnosti materijala. Pri tome, tvrdoća određivanadigitalnim Schmidtovim čekićem ima u prosjeku manjerasipanje podataka od analognog. Nakon njih pokonzistentnosti slijedi jednoosna tlačna čvrstoća teindeks čvrstoće I s(50) , koji uz to ima i prilično različitevarijacije u odnosu na tlačnu čvrstoću. Najveće mjererasipa imaju vlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje sprilično različitim varijacijama u vrijednostima. Kaodrugo, za slučaj djelovanja sile u smjeru paralelnom saslojnim plohama u prosjeku su dobivene nešto većevrijednosti rasipanja podataka nego u slučaju djelovanjasile u okomitom smjeru na slojne plohe prilikomispitivanja. Uspoređujući dobivene vrijednostikoeficijenata determinacije može se ipak zaključiti da suu prosjeku dobivene nešto bolje korelacije prekovrijednosti tvrdoća Schmidtovim čekićima, nego lipreko vrijednosti indeksa čvrstoće I s(50) . Pri tome su uprosjeku dobivene slične vrijednosti kod oba modelaSchmidtovog čekića. Bolje korelacije su dobivene uslučaju množenja vrijednosti odskoka s gustoćommaterijala, što je u skladu s prethodnim istraživanjimadrugih autora. Međutim, treba jasno istaći da kodanizotropnih materijala, ukoliko se ne razdvoje rezultatiispitivanja prema orijentaciji uzoraka, ispitivanjaSchmidtovim čekićem imaju malu primjenjivost.Najveću „zabunu“, odnosno pogrešku, čine rezultatiispitivanja u smjeru paralelnom sa slojnim plohama, jerse u tom slučaju dobivaju suprotni trendovi vrijednosti.S druge strane, postupak određivanja indeksa čvrstoćeI s(50) pokazao se pogodnijim za utvrđivanje razlike učvrstoći kod anizotropnih materijala. Općenito gledano,mehaničke značajke kao što je jednoosna tlačnačvrstoća, modul elastičnosti te vlačna čvrstoća suznačajke za koje se mogu ostvariti dobre korelacijskeveze. Pri tome se modul elastičnosti značajno boljeprocjenjuje preko vrijednosti tvrdoće utvrđeneSchmidtovim čekićem pri ispitivanju u smjeruokomitom na slojne plohe nego li preko indeksačvrstoće I s(50) . Za razliku od njih, čvrstoća na savijanjepredstavlja značajku koja se teško procjenjuje bilokojom od ovdje korištenih indeksnih metoda ispitivanja.ZaključakMetode indeksnih ispitivanja, kao što je postupakodređivanja tvrdoće Schmidtovim čekićem teodređivanje indeksa čvrstoće postupkom opterećenja utočki, su zbog svoje jednostavne primjene doživjeleintenzivniji razvoj i korištenje u posljednje vrijeme, anaročito u procjenama jednoosne tlačne čvrstoće imodula elastičnosti materijala. Međutim, provedena suistraživanja potvrdila da nije moguće postići jedinstvenukorelacijsku vezu, koja bi bila primjenjiva na sve vrste itipove stijena uz zadovoljavajuću pouzdanost procjene.Prema tome, korelacije u jednostavnom matematičkomobliku, odnosno na temelju vrijednosti jedne nezavisnevarijable koju u ovom slučaju predstavlja indeksnaveličina, potrebno je razvijati za svaku vrstu i tip stijenaposebno da bi se dobile pouzdanije procjene vrijednostimehaničkih značajki materijala. Kod određivanjatvrdoće Schmidtovim čekićem ispitivanje je potrebnoprovoditi u smjeru okomitom na slojne plohe jer se utom slučaju dobivaju značajno bolje korelacijske veze.
Page 2 and 3: Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 22, 2010

pdf (742 KB)

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?