تجربة الضغط على نقطةPoint Load Test

المملكة العربية السعودية وزارة التعليم العالي

جامعة الملك عبدالعزيز كلية علوم األرض

قسم الجيولوجيا الهندسية والبيئية

بسم اهلل الرحمن الرحيم

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

ان الممكن من التي التجارب من (Point Load Test) نقطة على الضغط تجربة

وتقييمها الصخرية العينات لتصنيف وتستخدم , معًا والحقل المعمل في تجرى

الشد مقاومة مثل للمقاومة األخرى بالمعامالت للتنبؤ تستخدم وايضًا , مبدئيًا

نقطه على متمركز المحور أحادي ضغط تسليط بعد وذلك الضغط ومقاومة

في تستخدم ان اليمكن التجربة هذه ان بالذكر الجدير ومن , العينة في واحده

خالل من عليها المتحصل النتائج أن بسبب نهائيًا التحليلية األهداف في او التصميم

.مباشرة غير معيارية نتائج عن عبارة هي التجربة هذه

:مقدمة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:الهدف من التجربة

ومبسطة سهله بطريقة العينة سطح من نقطة على التحميل عند الضغط تعيين

جانب الى معيارية بطرق الشد مقاومة استخراج ثم ومن مكلفة وغير وسريعة

الصخريه العينات واحجام انواع لجميع الطريقة بنفس الضغط مقاومة ايجاد امكانية

.(المنتظمة وغير المنتظمة)

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:أدوات التجربة

نقطة على التحميل جهاز Point Load Machine

تكون ان ويفضل (ملم 85 – ملم 30) مابين اقطارها تتراوح صخريه عينات

على التجربة تعمل ان واألصل التجربة إجراء عليها ليتم وذلك ملم 50 من قريبة

العينات كانت إذا عينات 10 وعدد منتظمة غير العينات كانت إذا عينة عشرون

.منتظمة

التجربة في البدء قبل الصخرية العينة وأقطار أطوال لقياس أداة.

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:أدوات التجربة

العينات الصخرية

(عينات على األقل 10)منتظمة

محوري اسطوانية بإتجاه

قطرياسطوانية بإتجاه

مكعبة

(عينة على األقل 20)غير منتظمة

غير منتظمة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:أدوات التجربة

الصخرنوعية

المقاومة المقدرة

: اساسيين شرطين حسب الحقل من العينات تجميع من البد التجربة بدء قبل : (Sampling) العينات تجميع

والبازلت الجرانيت صخر على يحتوي الموقع وكان منتظمه غير عينات على منه الحصول وتريد موقع لديك يكون عندما : 1 مثال

ومسامية فراغات ونسبة وتجوية لون من الفيزيائية خصائصها حسب متوسطة بأنها جميعًا مقاومتها قدرت والتي واالنديزيت

.انديزيت عينة 20 و بازلت عينة 20 و جرانيت عينة 20 الى الصخرية العينات تقسيم يجب فأنه ونفاذية

متوسط الجرانيت صخر على يحتوي الموقع وكان منتظمه غير عينات على منه الحصول وتريد موقع لديك يكون عندما : 2 مثال

العينات تقسيم يجب فأنه المقاومة متوسط واالنديزيت المقاومة عالي والبازلت المقاومة منخفض الجرانيت صخر ومن المقاومة

20 و المقاومة عالية بازلت عينة 20 و المقاومة منخفظة جرانيت عينة 20 و المقاومة متوسطة جرانيت عينة 20 الى الصخرية

.المقاومة متوسطة انديزيت عينة

.السابقين الشرطين حسب فقط عينات 10 وتحضير بجمع تقوم انك اال المنتظمة العينات مع الحال هو كذلك

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

بالتجربة القيام ثم التجربة لشروط مطابقتها من والتأكد العينة تحضير :

(التجربة لهذه طريقة و عينة افضل) القطري باألتجاه : األسطوانية العينة

1 من اكبر ( القطر / الطول ) نسبة تكون ان البد1.

التحميل نقطة تكون ان بمعنى , L>0.5D الصوره في كما التثبيت شرط يكون بحيث جيدًا وثبتها الجهاز في العينة بإدخال قم2.

D القطر نصف من اكبر L العينة ونهاية التحميل نقطة بين المسافة مقدار ويكون العينة منتصف في

.السابقة الصورة في موضح هو كما L المسافة و D القطر من لكل البيانات بتسجيل قم3.

االنهيار عند P المقاومة بتسجيل قم ثم , ثانية 60 الى 10 مابين تتراوح فترة في تنهار بحيث تدريجي ضغط العينة على بالضغط قم4.

من االنهيار يكون ان وينبغي التالية الصورة في كما فقط واحدة جهة من انهارت عينة اي استبعاد ينبغي5.

: التالية الصور في كما الجهتين

.عينة لكل السابقة الخطوات وتعاد عينات 10 لــ التجربة هذه تعمل ان ينبغي6.

:خطوات عمل التجربة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

بالتجربة القيام ثم التجربة لشروط مطابقتها من والتأكد العينة تحضير

المحوري باألتجاه : األسطوانية العينة

1 لـــ اقرب تكون ان ويفضل (1 -0.33 ) مابين ( القطر / الطول ) نسبة تكون ان البد1.

القطر من لكل البيانات بتسجيل قم ثم العينة منتصف في التحميل نقطة تكون ان بحيث , جيدًا وثبتها الجهاز في العينة بإدخال قم2.

D العرض و W الصوره في موضح هو كما

االنهيار عندP المقاومة بتسجيل قم ثم , ثانية 60 الى 10 مابين تتراوح فترة في تنهار بحيث تدريجي ضغط العينة على بالضغط قم3.

الجهتين من االنهيار يكون ان وينبغي التالية الصورة في كما فقط واحدة جهة من انهارت عينة اي استبعاد ينبغي4.

: التالية الصور في كما

.عينة لكل السابقة الخطوات وتعاد عينات 10 لــ التجربة هذه تعمل ان ينبغي5.

:خطوات عمل التجربة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

بالتجربة القيام ثم التجربة لشروط مطابقتها من والتأكد العينة تحضير المنتظمة غير والعينة المكعبة العينة

1 لـــ اقرب تكون ان ويفضل (1 -0.33 ) مابين ( Wالعرض / Dالقطر ) نسبة تكون ان البد1.

تكون ان بمعنى , L>0.5W الصوره في كما التثبيت شرط يكون بحيث , العينة وحواف الزوايا عن بعيدًا جيدًا وثبتها الجهاز في العينة بإدخال قم2.

من لكل البيانات بتسجيل قم ثم W العرض نصف من اكبر L العينة ونهاية التحميل نقطة بين المسافة مقدار ويكون العينة منتصف في التحميل نقطة

.السابقة الصوره في موضح هو كما W العرض و D القطر

= W : التالية بالصوره موضح هو وكما كالتالي القياس يكون عندها متوازية وغير متماثلة غير تقيسها التيW العرض أسطح كانت اذا3.W1+W2

𝟐

.االنهيار عند P المقاومة بتسجيل قم ثم , ثانية 60 الى 10 مابين تتراوح فترة في تنهار بحيث تدريجي ضغط العينة على بالضغط قم4.

: التالية الصور في كما الجهتين من االنهيار يكون ان وينبغي واحدة جهة من انهارت عينة اي استبعاد ينبغي5.

.عينة لكل السابقة الخطوات وتعاد منتظمة غير عينة 20 و مكعبة عينات 10 لــ التجربة هذه تعمل ان ينبغي6.

:خطوات عمل التجربة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

واختبارها العينات جمع في خاصة حاالت : : (المتشققه أو – المتورقة المتحوله أو – المتطبقة الصخور) مثل المتباينه الخواص ذات العينات

فإنه المتطبقه الرسوبية الصخور بعض او المتورق الشست صخر مثل متباينه خواص ذات عينات به موقع وجود عند1.

المتعامد واالتجاه التطبق اتجاه او التورق اتجاه على المتعامد واالتجاه التورق اتجاه) االتجاهين في العينة اختبار يجب

. متوسطها يؤخذ ثم وتسجل (ومنخفضة عالية) مقاومات تنتج بحيث (عليه

العينة هذه تقص ان ينبغي , وفواصل شقوق على تحتوي اسطوانية عينة الحقل من المستخرجة العينة كانت اذا2.

للحصول وذلك محورية تجربة الى قطرية تجربة من التجربة وتحويل الضعف مناطق من بداية تقص , اصغر اجزاء الى

.والفواصل الشقوق تأثير بدون القصوى العينة مقاومة على

موازي بشكل العينة على التحميل ينبغي المتورقة او المتطبقة او المتشققة العينة مقاومات اقل عن البحث عند3.

.صحيح والعكس الضعف لمناطق

ووضعيتها حالتها نفس في الصخرية العينة اختبار ينبغي الصخرية العينات لمقاومة الحقيقية القيم عن البحث عند4.

العينة كانت أو عليه متعامده أو المشروع لعمل موازية بالعينة الضعف مناطق كانت سواء الحقل من احضارها عند

.ووضعيتها حالتها بنفس اختبارها من البد متشققة أو متجوية

:خطوات عمل التجربة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

خالل من وذلك (الضغط مقاومة + الشد مقاومة) ايجاد هو التجربة هذه من الهدف :

σt = 3 × Is50 يف قيمة 3وهو عبارة عن ضرب الرقم ( Mpa) بامليقاباسكاليقاس = مقاومة الشد

(Is50)حجم العينة املصحح

σuc = 24 × Is50 يف 24وهو عبارة عن ضرب الرقم ( Mpa) بامليقاباسكاليقاس = مقاومة الضغط

(Is50)قيمة حجم العينة املصحح

وكيف يمكننا ايجادها ؟ Is50ولكن ماهي قيمة

وطرق ايجادها Is50في الشرائح التالية سنتعرف على

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

بــ التعريف (Is 50) ايجادها وطرق :

(Is50) مليميرت 50 قطر عند نقطة على للضغط العينة مقاومة قيمة عن عبارة هي

: بطريقتني القيمة هذه اجياد وميكننا

أن حيث القانون باستخدام المباشرة غير الطريقة :

.لها الحقيقي القطر عند العينة على الضغط قيمة عن عبارة وهي (Is) قيمة1.

للوصول وتحويله للعينات الحقيقي القطر لتصحيح يستخدم معامل عن عبارة وهي (F) قيمة2.

.مليميتر 50 القياسي العينات قطر الى

المباشرة الطريقة.

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

المباشرة غير الطريقة : أواًل (قيمة ايجاد كيفية Is )

:حسابات التجربة

:بعد اتمام التجربة حيث أن Is (Mpa)= P n/De² mm² استخدام هذا القانون

P (N)

عنده هارقيمة الضغط الذي تن نيوتنلالعينة ويقاس با

De² (mm²)

القطر وهو على حالتين حسب نوع العينة على النحو التالي

De² = (4×W×D/π) (mm²)

العينة غير + العينة المكعبة + في حالة العينة االسطوانية باالتجاه المحوري :حيث ان المنتظمة

في حالة العينة األسطوانية

(باالتجاه المحوري)

= Wعرض العينة للسطح السفلي أوالعلوي

= Dنقطتي المخروط المسافة المقاسة بين هو ركسر العينة وتقاس بالمليميتعند

في حالة العينة غير المنتظمة أو المكعبة (غير متماثلة األسطح)

= W متوسط عرض العينة للسطح السفليوالعلوي عندما التكون متماثله اما اذا كانت

اسطحها متماثله فنكتفي بقياس احد السطحين السفلي أو العلوي بدون حساب المتوسط

= Dنقطتي المخروط المسافة المقاسة بين هو ركسر العينة وتقاس بالمليميتعند

De² = D² (mm²)

في حالة العينة األسطوانية باالتجاه القطري

كسر العينة وتقاس بالمليميترعند نقطتي المخروط المسافة المقاسة بين مربع هو

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

استخدام ينبغي حينها (ملم 85 – 30) مابين تراوحت التي االقطار ذات العينات حالة في1)

غير او منتظمة كانت سواًء العينة هذه حجم لتصحيح (F) الحجم تصحيح بمعامل مايسمى

: منتظمة

: أنــ حيث

De = D (mm) في حالة العينة األسطوانية باالتجاه القطري

كسر العينة وتقاس بالمليميترنقطتي المخروط عند المقاسة بين هو المسافة

De = (4×W×D/π) (mm) حيث ان المنتظمة العينة غير + العينة المكعبة + في حالة العينة االسطوانية باالتجاه المحوري :

(باالتجاه المحوري)في حالة العينة األسطوانية

= Wعرض العينة للسطح السفلي أوالعلوي

= Dركسر العينة وتقاس بالمليميتنقطتي المخروط عند المسافة المقاسة بين هو

(غير متماثلة األسطح)في حالة العينة غير المنتظمة أو المكعبة

= W متوسط عرض العينة للسطح السفلي والعلوي عندما التكون متماثله أو غير متوازية

= Dركسر العينة وتقاس بالمليميتعند نقطتي المخروطالمسافة المقاسة بين هو

المباشرة غير الطريقة : أواًل (قيمة ايجاد كيفية F ) األولى الحالة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

85 – 30) مابين تتراوح التي االقطار ذات العينات حالة في2)

باتجاه اسطوانية منتظمة غير او منتظمة ًكانت وسواء (ملم

ثم ومن عليها التجربة اجراء وتريد قطري باتجاه او محوري

القياسي المنحنى هذا على باالعتماد العينة هذه تصحيح

يمثل والذي األفقي المحور من ينطلق خط برسم وذلك

(De) نقطة من االنطالق ثم ومن المنحنى يقطع حتى

في العمودي المحور الى (المنحنى و De قيمة بين) التقاطع

(F) الحجم تصحيح معامل قيمة ألستخراج اليسرى الجهة

المباشرة غير الطريقة : أواًل (قيمة ايجاد كيفية F ) الثانية الحالة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

استخدام ينبغي حينها (ملم 55 –50 ) مابين تتراوح التي االقطار ذات العينات حالة في3)

غير او منتظمة كانت سواًء العينة هذه حجم لتصحيح (F) الحجم تصحيح بمعامل مايسمى

: منتظمة

: أنــ حيث

De = D (mm) في حالة العينة األسطوانية باالتجاه القطري

كسر العينة وتقاس بالمليميترعند نقطتي المخروطهو المسافة المقاسة بين

De = )4×W×D/π( (mm) العينة غير المنتظمة حيث ان + العينة المكعبة + في حالة العينة االسطوانية باالتجاه المحوري

(باالتجاه المحوري)في حالة العينة األسطوانية

= Wعرض العينة للسطح السفلي أوالعلوي

= Dركسر العينة وتقاس بالمليميتنقطتي المخروط عند المسافة المقاسة بين هو

(غير متماثلة األسطح)في حالة العينة غير المنتظمة أو المكعبة

= W متوسط عرض العينة للسطح السفلي والعلوي عندما التكون متماثله أو غير متوازية

= Dركسر العينة وتقاس بالمليميتنقطتي المخروط عند المسافة المقاسة بين هو

المباشرة غير الطريقة : أواًل (قيمة ايجاد كيفية F ) الثالثة الحالة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

: المباشرة الطريقة في المستخدمة العينة شروط1)

الشكل اسطوانية تكون ان

قطري بشكل التجربة عليها تجرى ان

(ملم 55 - 50) حدود في منه قريبًا او ملم 50 لـ تمامًا مساوي قطرها يكون ان

1 من اكبر ( القطر / الطول ) نسبة تكون ان

بل (F) الحجم تصحيح معامل قيمة بواسطة التصحح ان العينة هذه لمثل يفضل حينها

الغير) نقطة على الضغط مقاومة قيمة وستكون القانون من المستخرجة بالقيمة االكتفاء

.(Is 50) لقيمة تمامًا مساوية (Is) وتسمى (مصححة

Is50 = Is = 𝑃 (𝑁)

𝐷𝑒² (𝑚𝑚²)

األولى الحالة المباشرة الطريقة : ثانيًا

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:حسابات التجربة

االسطوانية العينات من كبير خليط لديك يكون عندما2)

منتظمة غير عينات وايضًا قطري وبإتجاه محوري بإتجاه

دون مباشرة (Is50) قيمة ايجاد يمكنك حينها ومكعبة

خالل من وذلك (المصححة غير Is) قيمة ايجاد الى الحاجة

المقاومة مابين تجمع ( Log – Log ) عالقة رسم

والقطر الرأسي المحور على (P = Kn) االنهيار عند

(De² = mm²) الشكل في كما األفقي المحور على ,

انه اال وشيوعها وسرعتها الطريقة هذه سهولة ورغم

نقطة على الضغط مقاومة ايجاد امكانية عدم يعيبها

نتائج دقة واعتماد العينات من كبير عدد لديك يكن مالم

.العينات عدد كثرة على التجربة هذه

الثانية الحالة المباشرة الطريقة : ثانيًا

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:ملحق التجربة

التالي الجدول خالل من الصخرية العينات تصنيف يمكننا :

Engineering Classification of Intact Rock on Basis of Strength (Deer and Miller , 1966)

Class Description Uniaxial Compressive Strength

(MPa)

A Very high strength 200

B High Strength 110- 220

C Medium Strength 55-110

D Low strength 27.5-55

E Very low strength 27.5

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:ملحق التجربة التالي الجدول خالل من وذلك التجارب من المستخرجة الخصائص على اعتمادًا وانواعها الصخرية العينات اسماء تحديد يمكننا :

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:ملحق التجربة

جهاز الضغط على نقطة

Point Load Machine

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:ملحق التجربة

عينة صخرية

Rock Sample

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:ملحق التجربة

أداة لقياس أطوال العينة الصخرية

Caliper

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ

:مرجع التجربة

اعداد علي بن عبدهللا الزهراني/ أ