آزمایشگاه مکانیک سنگ

 

معرفی آزمایشگاه مکانیک سنگ

 

آزمایشگاه مکانیک سنگ دانشگاه کاشان در راستای برنامه آموزشی و پژوهشی درس مکانیک سنگ که یکی از دروس تخصصی رشته استخراج معدن در مقطع کارشناسی و یکی از گرایش­های مقطع کارشناسی ارشد می باشد، در سال 1390 راه اندازی شد.

 

مکانیک سنگ رشته‌ای از علوم مهندسی است که در آن چگونگی رفتار سنگ در برابر عوامل بیرونی و درونی و تغییرات آنها مورد بحث قرار می‌گیرد. مکانیک سنگ را می‌توان به طور ساده، علم مطالعه اثر نیروها به روی سنگها، دانست که مهمترین هدف آن گردآوری آن دسته از اطلاعاتی است که توسط آنها بتوان سازه‌های مهندسی را در داخل یا به روی سنگها به نحو پایداری طراحی و بنا نمود.                                                                        

 

مکانیک سنگ شامل مباحث مختلفی است که از آن جمله خواص مکانیکی و فیزیکی سنگها می­باشد. این خواص یکی از مهمترین فاکتورهای شناخت سنگ محسوب می­شود. بدیهی است این شناخت تنها از راه کلاس درس حاصل نمی­شود بلکه لازم است در کنار مباحث تئوری و همانند سایر علوم فنی استفاده از فضاهای آموزشی و واحدهای عملیاتی نظیر آزمایشگاهها نیز به فرآیند یادگیری و فهم عمیق تر این واحد درسی  اضافه گردد.                                                   

آزمایشگاه مکانیک سنگ دانشگاه کاشان با دارا بودن دستگاههای مجهز جهت انجام آزمایشات مکانیک سنگی آماده ارائه خدمات آموزشی و تحقیقاتی به دانشجویان محترم و سایر متقاضیان خارج از دانشگاه نیز می­باشد.

 

 توانمندی­های آزمایشگاه:

این آزمایشگاه قادر به انجام آزمایش های مختلفی است، ازجمله:

·         تعیین خصوصیات فیزیکی سنگ

·         تعیین مقاومت فشاری تک محوری و سه محوری

·         تعیین اندیس بار نقطه ای

 

·         بررسی نفوذ پذیری

 

تجهیزات آزمایشگاه:   

·         دستگاه مغزه­ گیر

·         دستگاه برش نمونه

·         دستگاه آزمون نفوذپذیری

·         دستگاه جک هیدرولیک دستی

·         دستگاه جک بتن شکن

·         دستگاه آزمون برش سنگ

·         دستگاه تست بار نقطه­ ای

 

سرپرست آزمایشگاه مکانیک سنگ

 

   

آقای مهندس فرجی

  آدرس پست الکترونیکی: faraji1017@yahoo.com

  شماره داخلی: 2862

 

شکل1- دستگاه مغزه گیر

سایر مشخصات این دستگاه به شرح زیر می باشد:

وزن: 60 کیلو گرم

ابعاد: 1259×646×603 میلیمتر

مشخصات موتور: قدرت 1800 وات،فرکانس:50.60 هرتز

دو سرعت برای الکتروموتور نیاز است :2700 و 1500 دور بر دقیقه

گیره نمونه ، سیستم خنک کننده و مخزن آب به عنوان مکمل دستگاه استفاده میشود.

پس از مغزه گیری لازم است تا مغزه ­ها در ابعاد استاندارد برش داده شوند. آزمایشگاه برای برش­ دادن و تسطیح سر و ته مغزه ها از دستگاه برش نمونه استفاده می نماید ( شکل 2 ).
 

شکل2- دستگاه برش نمونه

سایر مشخصات به شرح زیر می­باشد:

ابعاد: 13607001220 میلیمتر

وزن: 125 کیلوگرم

مشخصات موتور: 400 ولت، سه فاز، فرکانس 50 هرتز، قدرت 3 اسب بخار

 

کاربردآن جهت برش نمونه ­های بتنی، ساختار­های بلوکی شکل، سفال­ها و مغزه­ های سنگی می­باشد.              

تیغه­ هایی با قطر بیش از 450 میلیمتر قابلیت استفاده در این دستگاه را دارند.

در مرحله بعد اندیس های فیزیکی سنگ نظیر  تخلخل توسط دستگاه تست نفوذ پذیری اندازه گیری می­شوند( شکل3 ).

 

شکل3-  دستگاه تست نفوذ پذیری

سایر مشخصات:

وزن: 20 کیلوگرم

مشخصات موتور: 240-220 ولت، فرکانس:50 هرتز،قدرت :1 اسب بخار

این دستگاه فشار را از 0 تا 3500 کیلو پاسکال تغییر می دهد.

این دستگاه شامل پمپ هیدرولیکی موتور، ظرف آب یا روغن، دستگاه فنر-پیستون و روغن ویسکوز می­ باشد.

فشار سنجی با دقت 3500 – 0 کیلوپاسکال در این دستگاه استفاده می­شود.

 

سپس با استفاده از دستگاه جک هیدرولیکی دستی مقاومت فشاری مغزه محاسبه می­ گردد (شکل4). 
                       

شکل4- جک هیدرولیکی دستی

 وزن: 18 کیلوگرم

این دستگاه شامل یک پمپ عملگر دستی، فشار سنج دقیق( که فشارهای بیشتر از 70 مگا پاسکال را اندازه می­ گیرد)، مخزن و اتصالات می­ باشد.

این مجموعه در سلول هوک نیز استفاده می­ شود.

آزمایشگاه دارای یک سلول هوک برای نمونه‌های به قطر 54 میلی‌متر است.

جهت تعیین مقاومت فشاری نمونه های بتن از جک بتن شکن با نمایشگر دیجیتال ( جهت رسم منحنی و ثبت نتایج ) استفاده می­ گردد. این دستگاه مجهز به جک هیدرولیک جهت بارگذاری است (شکل5).

 

شکل5- جک بتن شکن

همچنین به منظور اندازه گیری مقاومت برشی مغزه ها از دستگاه آزمون برشی سنگ استفاده می­­شود(شکل6).

 

 

 شکل6- دستگاه آزمون برشی سنگ

ابعاد: 460250600 میلیمتر

وزن: 46 کیلوگرم

دو بازوی افقی برای برش در دو جهت، بازوی بارگیری قائم و دو بارسنج میله­ای بارون با قطر 150 میلیمتر مکمل این دستگاه اند .

به کمک این دستگاه میتوان مقدار چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی و مقاومت برشی نمونه را در امتداد یک ناپیوستگی و یا سطح ضعیف از پیش تعیین شده با رسم منحنی های مربوطه نشان داد و اندازه گیری نمود.

نمونه قالب گیری شده درون دستگاه قرار می­گیرد و در حالی که تحت اثر نیروی قائم قرار دارد، توسط نیروی افقی تحت برش قرار می­گیرد. در این آزمایش نیروی قائم و برش و جابجایی برش اندازه گیری می­شود (شکل7).

 

شکل7-دستگاه آزمون بار نقطه ای

ابعاد: 710 320 370

وزن: 25کیلو گرم

حداکثر تحمل بار : 55 کیلو نیوتن

حداکثر ابعاد نمونه مغزه های مورد استفاده در دستگاه دارای قطر 4اینچ (6/101 میلیمتر) می باشند.

بارهای بکار رفته در دستگاه بوسیله مبدل فشار با یک ابزار دیجیتالی در رنج 0 تا 56 کیلو نیوتن اندازه گیری می شوند (65 هزار قسمت).

در حقیقت این آزمایش شامل فشرده شدن قطعه‌ای از سنگ بین دو نقطه می­ باشد .

آزمایش مقاومت بار نقطه‌ای به عنوان یک اندیس برای طبقه بندی مقاومت ماده ی سنگ تعریف شده‌است و البته می‌توان از آن برای پیش بینی سایر پارامترهای مقاومتی همچون مقاومت فشاری و کششی نیز استفاده نمود. قدرت تفکیک: 0.001 کیلو نیوتن و دقت :1% .