en nggiin ee er r ing opprroopperttieess off rroocckkss course eeg 320.pdf · زيزعلادبع...

جامعة الملك عبدالعزيز كلية علوم األرض

و البيئية قسم الجيولوجيا الهندسية

الخواص الهندسية للصخورالخواص الهندسية للصخورمقرر مقرر ((323200)ض جه )ض جه

EENNGGIINNEEEERRIINNGG PPRROOPPEERRTTIIEESS OOFF RROOCCKKSS

((EEEEGG 332200))

اعداداعداد

أ د./ عباس بن عيفان الحارثيأ د./ عباس بن عيفان الحارثي

أد/عباس الحارثي 320ض جه مقرر الخواص الهندسية للصخور

60من 1صفحة

وصف للمقرروصف للمقرر اواففواه اوزياييةيففة و اونيكينيكيففة ولعينففية اولففارية اواففواه أنففواا اواففواه اوين ففيةتعريفف،

اوزياييةية و اونيكينيكية أل طح اوشقوق .

محتوى المنهج محتوى المنهج نق نة

أنواا اواواه اوين ية .1

اوعوانل اوتي تتحكم في اواواه اوين ية -

اواواه اوين ية ولعينية اولارية .2 اواواه اوزياييةية ولعينية اولارية

اواواه اونيكينيكية ولعينية اولارية اجيي اة اوعينية اولارية تشوه اوعينية اولارية

اواواه اوين ية أل طح اوشقوق و اوزوالل .3 ولاريةاواواه اوزياييةية أل طح اوشقوق ا

اواواه اونيكينيكية أل طح اوشقوق اولارية

www.aalharthi.kau.edu.saع للحصول على المنهج المساعد نرجو زيارة الموق

توزيع الدرجاتتوزيع الدرجات

%40 دورية اتامتحان( 4)

%10 و نشاط منزلية واجبات

%5 رحلة حقلية

%20 امتحان نهائي

%25 عملي

6952827كلية علوم األرض ت 55مبنى 237مكتب رقم 12.00-11.00و 9-8 الساعة من ثالثاءو أحدالساعات المكتبية

http://www.aalharthi.kau.edu.sa/


60من 2صفحة

DDEEPPAARRTTMMEENNTT OOFF EENNGGIINNEEEERRIINNGG AANNDD EENNVVIIRROONNMMEENNTTAALL GGEEOOLLOOGGYY

FFAACCUULLTTYY OOFF EEAARRTTHH SSCCIIEENNCCEESS

PPrrooff.. AAbbbbaass AA.. AALL--HHaarrtthhii


((EEEEGG 332200)) Description:-

Introduction, Types engineering properties. Definition of Rock Masses, Stress-strain

relationships, intact rock and discontinuity surfaces. Physical and mechanical properties of

intact rock. Nature of orientation of discontinuity surfaces. Engineering properties of

discontinuity surfaces.

CCoonntteennttss

Introduction

Types of Engineering properties Factors controlling the Engineering properties

Engineering properties of Intact Rock Physical properties

Mechanical properties

Engineering properties of Discontinuity surfaces Physical properties

Mechanical properties

REFERENCES Brown, E. T., (1981) Rock Characterization Testing, and Monitoring, ISRM Methods,

Pergamon Press, Oxford.

Farmer, I., (1983) Engineering behavior of Rocks.

Goodman, R. E. (1989) Introduction to Rock Mechanics, John Wiley & Sons, New York.

Jaeger, J. G. and cook, N. G., (1979) Fundamental of rock mechanics, Chapman & hall

London.

Jumikis, A, R. (1983). Rock Mechanic. Gulf Publishing CO., Huston.

Stagg, K., (1979). Rock Mechanics in engineering practice.


60من 3صفحة

توزيع املنهج

العملي الثالثاء األحد األسبوع

نق نة األجياة اونعنلية نق نة نق نة األول

الثانياوكتل اولارية و اوعينية

اولارية نق نة األجياة اونعنلية أ طح اوشقوق

اواواه اوين ية انواا انواا اوقوي الثالث نق نة األجياة اونعنلية

أنواا اإلجيي الرابعاوعوانل اونؤثرة في اواواه اوين ية

أولإنتحين وري

الخامساواواه اوزياييةية ولعينية

اولاريةاواواه اوزياييةية ولعينية

اولارية اواواه اوزياييةية )عنلي(

السادساواواه اونيكينيكية ولعينية

ةاولاري (Tension)ايلية اوش

Point Load & Brazilian )عنلي(

السابع ايلية اوضغط

Direct (Compression)

Indirectايلية اوضغط

(Compression) Uniaxial Comp. Test

)عنلي(

ايلية اوقه الثامن (Shear) ايلية اوقه (Shear) Schmidt Hammer Test

)عنلي(

التاسعواواه اونيكينيكية نراجعة ا

ولعينية اولاريةثينيإنتحين وري

Triaxial Test

)عنلي(

تشوه اوعينية اولارية العاشرمعامل المرونة و نسبة

بوسونStress- Strain Test

الحادي عشراوتلني، اوين ي واواه

اوعينية اولاريةاوتلني، اوين ي واواه

اوعينية اولاريةثيوثإنتحين وري

ثاني عشرال اواواه اوزياييةية أل طح

اوشقوقاواواه اوزياييةية أل طح

اوشقوقاواواه اوزياييةية أل طح

اوشقوق )عنلي(

الثالث عشراواواه اونيكينيكية أل طح

اوشقوقاواواه اونيكينيكية أل طح

اوشقوق

Direct Shear Test

)عنلي(

الرابع عشراوتلني، اوين ي ولن يفية بين

قاوشقو اوتلني، اوين ي

RQD رابعإنتحين وري

اإلنتحين اوعنلي اإلنتحين اوعنلي الخامس عشر

انتحين نييةي نراجعة نراجعة السادس عشر

RReellaatteedd IInntteerrnneett SSiitteess:: www.usask.ca/geology/labs/rockmech/

www.eburg.com/~docrock/rockmassindex.html

http://www.usask.ca/geology/labs/rockmech/

http://www.eburg.com/~docrock/rockmassindex.html


60من 4صفحة

Description of courses

Department: Engineering and Environmental Geology

Course Symbol and Number :- EEG 320

Course name: ENGINEERING PROPERTIES OF ROCKS

Pre-requisite courses: MATH 100 EMR 201

Course description: Definition of Rock Masses, Stress-strain relationships, intact rock and

discontinuity surfaces. Physical and mechanical properties of intact rock. Classification system of

intact rocks. Nature of orientation of discontinuity surfaces. Engineering properties of

discontinuity surfaces.

Laboratory sessions (works) . (2 days Field Trips)

Course objectives:

1. Definition of Rock Masses, intact rock and discontinuity surfaces

1. Determination of engineering properties of intact rock including:-

a) Physical properties: Absorption, unit weight and density, porosity, void ratio.

b) Mechanical properties: Tensile, Compressive and shear strength. Stress-strain

relationships, modulus of elasticity and Poisson’s ratios.

c) Engineering classification of intact rock

2 Determination engineering properties of discontinuity surfaces including:

a) Physical properties: Roughness, separation, spacing and attitudes.

b) Mechanical properties: joint wall strength and surface shear strength.

c) Classification of discontinuity surfaces: Joint spacing, fracture intercept and RQD.

General references for course: (Books/Journals…etc.)

1. Jumukis A.R. 1983. Rock Mechanics. Gulf Publishing Co. Huston U.S.A.

2. Jaeger J.G. and Cook N.G. 1979. Fundamentals of rock mechanics Chapman and Hall

London .

3. Goodman R.E. 1989. Introduction of Rock Mechanics John Wiley and Sons N.Y. 4 .

4. Stagg K. 1979. Rock Mechanics in Engineering Practice

5. Farmer I. 1983 .Engineering behavior of rocks

Internet links:

1. www.usask.ca/geology/labs/rockmech/

2. www.eburg.com/~docrock/rockmassindex.html

www.kaau.edu.sa/aalharthi/RockMechanics

Scheme of assessment:

40% Exams

10% Activities

5% Field Trip

25% Lab. Work & Exam

20% Final Exam

http://www.usask.ca/geology/labs/rockmech/

http://www.eburg.com/~docrock/rockmassindex.html

http://www.kaau.edu.sa/aalharthi/RockMechanics


60من 5صفحة

Time Table for Course Lectures

Week Lecture Topics References

1 Introduction, Definition of Rock Masses,

intact rock and discontinuity surfaces.

Brown, E. T., (1981) Rock Characterization

Testing, and Monitoring, ISRM Methods,


Farmer, I., (1983) Engineering behavior of

Rocks.

Goodman, R. E. (1989) Introduction to

Rock Mechanics, John Wiley & Sons,

New York.

Jaeger, J. G. and cook, N. G., (1979)

Fundamental of rock mechanics,

Chapman & hall London.

Jumikis, A, R. (1983). Rock Mechanic.

Gulf Publishing CO., Huston.

Stagg, K., (1979). Rock Mechanics in

engineering practice

2 Engineering properties of intact rock.

3 Physical properties: Absorption, unit weight

and density, porosity, void ratio.

4 Mechanical properties: Tensile, compressive

and shear strength.

5 Stress-strain relationships.

6 Modulus of elasticity and Poisson’s ratio.

7 Engineering Classification of Intact Rocks.

8 Engineering properties of discontinuity

surfaces.

9 Physical properties: Roughness, separation,

spacing and attitudes.

10 Mechanical properties: joint wall strength.

11 Shear strength of discontinuity surfaces.

12 Classification of discontinuity surfaces: Joint

spacing, fracture intercept

13 RQD System

14 Review

15 Final Exam

Time Table for Course Lab. Work

Week Test Name References

1 Equipment in Rock Mechanics Lab.

2 Safety & Regulations

3 Preparation of Rock Samples

4 Density, Unit Weight, Specific gravity

Porosity, Void ratio, Saturation Index

ISRM Testing Methods Brown, 1981

5 Point-Load Test & Brazilian Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

6 Schmidt Hammer Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

7 Uniaxial Compression Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

8 Triaxial Compression Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

9 Stress-Strain Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

10 Direct Shear Test ISRM Testing Methods Brown, 1981

11 Submitting Lab Report ISRM Testing Methods Brown, 1981

12 Review ISRM Testing Methods Brown, 1981

13 Final Lab. Exam.


60من 6صفحة

Introduction نق نةنق نة --أوال:أوال:يجاد خصائصه الفيزيائية هو العل -:تعريف م الذي يهتم بدراسة سوك الصخر. وا

والميكانيكية، ودراسة التأثيرات الخارجية على قوته و تشوهه. أنواع الصخور:

الناريةIgneous رسوبيةSedimentary متحولةMetamorphic

-وتختلف من ناحية التالي: التركيب المعدني

حجم الحبيبات

بيئة التكوين

، وهذه الكتل Rock Massوتتكون الجبال في الطبيعة على هيئة كتل صخرية تسمى

-الصخرية يحتوي على: Intact Rockعينات صخرية صلبة ال توجد بها شقوق تري بالعين المجردة وتسمى (1) .Discontinuity Surfacesو أسطح شقوق و فواصل تسمى (2)

-تعريفات: الكتلةةة الرةة ر ة Rock Mass :- وهةةع ابةةان اةة ختلةةة تةة ر ة عيتةةوخ الةة ا ةةة تةة ر ة

و أسطح شقوق و فواتل عرى بالع المجرد .

الع ة الر ر ة Intact Rock :- ال شقوق عرى هع الع ة الر ر ة التع ال عيتوخ

بالع المجرد .

أسةةطح الاواتةةل Discontinuity Surfaces:- لاواتةةل وهةةع ابةةان اةة أسةةطح مةة ال ةةقوق و ا

التع عرخ بالع و ع تلف باختالف أنواع الر ون و هع خالتالع :

Joints, Fractures, Bedding planes, Slate Cleavage, Schistosity, Shear zones


60من 7صفحة

Type of Forcesأنواع القوى

أنواع القوى في الطبيعية : Static Force( قوى ثابتة: 1)

-تي:و تصنف حسب اآل Directionsاالتجاه ( أ)

Inclined Forceقوة مائلة Vertical Forceقوة عاموديه Horizontal Forceقوة أفقية

Action )ب( الفعل

Tension Forceقوة شد Compression Forceقوة ضغط Shear Forceقوة قص Dynamic Force( قوى متحركة: 2)


60من 8صفحة

اله دس ة أنواع ال واص -ثان ا:Types of Engineering Properties

أنواع الخواص الهندسية -وتنقسم الى قسمين:

ال واص الا ز ائ ة (1)

هع ال واص التع ع أ مع عكون الر ر )و هع م ابهة لل واص الوناث ة لإلنسان(

مثل نوع الر ر و لونه و حجم اليب بات و -ة:وعتيكم بها العوامل الج ولوج ة التال

دنجة التجو ة.

و تم معرفة ال واص الا ز ائ ة للر ر بمعرفة الوزن و اليجم .

ال واص الم كان ك ة (2)

هع ال واص التع عتأثر بالعوامل المي طة ال انج ة )و هع م ابهة لل واص الب ئ ة

لإلنسان(

(Stress)و اإلجهادات (Force)القوخمثل -ال ة:التال انج ة ثرات ؤوعتيكم بها الم

(Strength)مقاومة اإلجهاد ونيتاج ه ا خسر الع ات الر ر ة لمعرفة

. حساب مقاومة القوخ و اإلجهاداتللر ر بمعرفة الم كان ك ة و تم معرفة ال واص

ح ث أن مقاومة اإلجهاد= ق مة القو / المساحة


60من 9صفحة

دأنواع مقاومة اإلجها

Types of Strength: Tension, Compression, and Shear

التعريف

Strength

القيمة

قيمة مقاومة اإلجهاد تساوي قيمة اجهادات الشد او الضغط او القص عند االنكسار Amount of Stress (tension, compression or shear) at failure

هو قدرة العينة الصخرية على تحمل اإلجهادات: Strengthف تعريAbility of rock sample to resist force, load or stress

Shearتنكسر العينة إذا كانت القوة عمودية وال يصاحبها ذا كانت القوة الضاغطة تتعدى قوة تحمل العينة فإن العينة تنكسر وا

عتيكم فع ال واص اله دس ة للع ات الر ر ة :التع الج ولوج ة العوامل

Geological Factors Controlling the Engineering Properties of

Rocks: -

Geologic Factors

(1) Rock Type نوع الصخور (2) Degree of Weathering درجة التجوية (3) Grain Size حجم الحبيبات (4) Mineral Composition التركيب المعدني (5) Porosity and Intensity of fracturing المسامية و شدة التشقق

(6) Anisotropy اختالف الطبقات الالتوافق

Types of Strength

1- Tensile Strength

2- Compressive Strength

3- Shear Strength


60من 10صفحة

ال واص اله دس ة للع ات الر ر ة -ا:لثثا

:Engineering Properties of Intact Rocks

ال واص الا ز ائ ة للع ات الر ر ة -)أ(:

:Physical Properties for Intact Rocks و عادة ما تؤثر على قيمها و خصائصها العوامل الجيولوجية لتكوينها

Geological Factors: Rock Type, Grain size and Mineral composition.

-و من أهم الخصائص الفيزيائية للعينات الصخرية هي:(1) Density, Specific Gravity, Unit Weight.

(2) Porosity, n

(3) Void ratio, e

(4) Permeability, k

(5) Absorption, Abs.

1- Density(), Specific Gravity(Gs) & Unit weight(ɣ).

= Volume

Weight =

3cm

gm,

3mm

N

-حساب الحجوم: Regular Shapes م تظم

Irregular Shape غ ر م تظم

لمنتظمة:ااألشكال

-عن طريق حساب الحجم بالقوانين الرياضية: حجم الشكل المكعب= الطول * العرض * اإلرتفاع - حجم الشكل األسطواني= مساحة الدائرة * اإلرتفاع -

π rحيث مساحة الدائرة = 2

Volume of Cylinder = Area * L = πr² * L

Volume of Cube = X * Y * Z


60من 11صفحة

لغير منتظمة:اكال األش

عن طريق غمر العينة في ماء معلوم الحجم بإستخدام مخبار مدرج ، حيث أن الماء mL = 1 cm 1}الزائد يكون حجم العينة

3}

- Specific Gravity: (Gs)

- Unit weight: (γ) = N/mm³, 3m

KN,

3inch

Lb

2- Porosity: المسامية

vs

v

t

v

VV

V

V

V

eTotalVolum

idsVolumeofVon

3- Void Ratio: نسبة الفراغات

e = Vs

Vv

4- Permeability: النفاذية

مسامي فقط منفذ أكثر

خل ا ة م اذ عكون مسام ة فقط ، ول س خل ا ة مسام ة عكون م اذه.

وقت -3 سرعة -2 كمية -1بـ : Permeabilityوتحسب

5. Saturation index: درجة التشبع Absorption, (Abs)= (Wsat. – Wdry) / (Wdry) *100

1 L = 103 cm³


60من 12صفحة

Engineering Properties

of

Intact Rock

Physical

Properties

Mechanical

Properties

Strength Deformation

Modulus of

Elasticity

E

Poisson's Ratio

ν

Tensile

Strength

σt

Compressive

Strength

UCS، σuc

Shear Strength

ι

Density، ρ

Unit Weight , γ

Specific

Gravity، Gs

Porosity ،n

Void Ratio، e

Permeability، k

Saturation

Index, Abs


60من 13صفحة

ال واص الم كان ك ة للع ات الر ر ة -)ب(:

:Mechanical Properties for Intact Rocks 1- Strength 2- Deformation

Strength ( تحمل االجهادات 1

:Tensile Strength of Intact Rock 1.1اجهاد ال د للع ات الر ر ة 1.1

تكون العينات الصخرية ضعيفة في الشد*

σt

Point – Load – Test

عجربة التيم ل ال نقطة

Indirect Tests عجانب غ ر مباشر

Brazilian Test عجربة البراز ل ة

Index Values قيم معيارية

Indirect Test: هي تجارب غير مباشرة وتوجد تجربتين

(1 )Point-Lead Test (2 )Brazilian Test

قيم معيارية Index Valuesوتسمى النتائج


60من 14صفحة

التجربة األول إل جاد Tensile Strength و هع عجربة Point-Load- Test:

Is= Point- Load Index = 2D

P

ISRM: International Society for Rock Mechanics:

للعينة Dوهذه الجمعية وحدت Is(50) = Point-load index for sample of 50 mm Diameter

Is (50)

(MPa) Is

(MPa)

D (mm)

9.6 11 30 9.5 9.5 50 9.3 8 70

Tensile Strength, t = (1~5) Is(50) t = (3) * Is(50) (average)

) عالقة خطية رقمية ( Empirical Relationshipتسمى Is(50)و tوهذه العالقة بين

Range

Average

Tensile Strength, t

Point-load test Brazilian test

D

σt = (1~5) * Is (50)

σt = 3* Is (50)


60من 15صفحة


60من 16صفحة

ال : 5ال 1ععتمد الق م م

قو الر ر -1 نوع الر ر -2 دنجة التجو ة -3

":فمثال

*Highly Weathered Is (50) 1إذا خان الر ر متجوخ

Moderately Weathered 3* Is (50) نرف متجوخ

Fresh 5* Is (50) غ ر متجوخ

وهع ابان ا ق م غ ر مباشر

5

3

σt (MPa)

1

Is (50) (MPa)

σtو Is (50)العالقة ب


60من 17صفحة

التجربة الثان ة إل جاد Tensile و هع عجربةBrazilian Test :

نتيجة واقعية و قينتيي أقفر ولحقيقفة نفن نتيجفة تجربفة Brazilianجربة تعتبر تPoint Load و يكففون تحنيففل اإلجيففي علففي اففط اوعينففة وال بفف أن تكففون أ ففطوانية

فال يشترط أن تكون اوعينة ننتظنة. Point Load Testننتظنة أني في تجربة

L

D

σt = DL

P

**

2


60من 18صفحة

مقاومة اجهاد الضغط للع ات الر ر ة 2.1

1.2- Compressive Strength, σc

Uniaxial Compressive Strength

σuc = UCS

و تعين بطريقتين Strengthتعتبر من أفضل التجارب وتعطي قيمة حقيقية للـ

Two Ways

Direct Test Indirect Tests

(Laboratory) تستخدم في المعمل والحقل تجربة معملية فقط

تعطي قيم تقريبية تعطي قيم حقيقية واقعية

لها تجربتين وهي: تجربة واحدة فقط وهي:Uniaxial Compression a) Point Load Test

مواصفاتها: الجهاز :و اسم Uniaxial Compression Machine Is (50)

Specificationمواصفات الجهاز:

Cylinder Shape D = 54mm (NX- Size) 40 ~ 10تتراوح بين 24وحيث

2 ~ 2.5))D

L

L= 108 mm - 135 mm

40

24

σuc (MPa)

10

Is (50) (MPa)

σucو Is (50)العالقة ب

UCS = 24 * Is(50)


60من 19صفحة

b) Schmidt Hammer Test Strength تعطي قيمة غير مباشرة لـ

Schmidt Hammer Testتجربة مطرقة شمدت: وهي نوعان ويسمى هذا النوع Concreteوهذه عملت للهندسة المدنية لفحص قوة الخرسانة

L-Typeوالنوع اآلخر الذي يستخدم في الصخور N-Typeالذي يستخدم للخرسانة والبد أن يكون السطح نظيف واألبعاد عن الشقوق

والبد معرفة االتجاه عند القياس

.والبد من كتابة نوع المطرقة ورقمها

.البد أن يكون القياس على سطح صلب

كيفية االستخدام : أخذ خمسة عشر قراءة.

* تقوم باستبعاد القيم الشاذة العليا والقيم الشاذة السفلى

م أهم است دامات المطرقة:

ختابة نوع المطرقة ونقمها -2 معرفة االعجاه -1

قرآت ال األقل ل اس الر ر. 5البد أن عكون ال سطح تلب وخل سطح نأخذ م ه -3

,61,59,58,60,60,60,43R = 62,59,63,62 ,62,63,6476 ,جربة المطرقة: لدينا القيم التالية " القراءات" :مثال على ت

Average = 60.8 = 61 .. تلغي القيم الكبرى والصغرى

Average Rحاتل جمعهم = القانون :

اددهم

بإست دام الرسم المرفق م مطرقة شمدت UCS: حساب مثال

Average = 55 γ= 26 KN/m³

UCS ( For Schmidt hammer test ) = 185 MPa (+ -) 80 MPa

UCS = 105 – 265 MPa

R= Rebound No.


60من 20صفحة


60من 21صفحة

مقاومة اجهاد القص للع ات الر ر ة 3.1

1.3- Shear Strength of Intact Rock

Internal Cohesion, Ciق مة التماسك الداخلع -و عيدد ق مة القص للع ات الر ر ة ب ات ت :

Internal Friction Angle, φiو زاو ة اإلحتكاك الداخل ة Cohesion, C التماسك يسمى

Cohesion less الغير متماسكة تسمى

C = Zero وهذه في التربة

Triaxial Compression Testوعجرخ بتجربة الضغط ثالثع الميون

رفة خل م :البد م مع ليساب ق مة القص

C (Cohesion) ق مة التماسك

φ (Friction Angle) زاو ة اإلحتكاك ا د اإلنكسان

σn ( Normal Stress ) مستوى اإلجهاد الرأسع

Shear Strength Parameters for Intact Rocks

Ci & φi الر ر ة معامالت إجهاد القص للع ات

وألن اإلنكسار يكون داخل العينة فإن القانون يكون

Shear Strength Parameters:-

Ci (Internal Cohesion) & i (Internal Friction Angle)

Triaxial Compression Testsبتجربة Shear Strength Parametersتعين قيم

ini TanC *

τ= C + σn * tan (φ)


60من 22صفحة

Uniaxial( تجربددة 1و ) Triaxialرب ( تجددا3) -:خمددس تجددارب لخمددس عيندداتوالبددد عمددل Mohr Diagramرسدمة مدوهرباسدتخدام τو σnليدتم رسدم العالقدة بدين Tension( تجربة 1و)

مدن القدانون السدابق بمعرفدة τو حساب القدص Ci & i Shear Strength Parametersإليجاد σnالضغط

التجارب المطلوبة و رسم الدوائر

منحنى موهر من φi و Ciايجاد قيم


60من 23صفحة

. تشوه العينات الصخرية22. Deformation of Intact Rock:

-جميع التشوهات في العينات الصخرية تكون نتيجة الضغط و لهذا البد من معرفة العاملين التالية:

Deformation Parameters

2.1- Modulus of Elasticity, E

2.2- Poisson’s Ratio, V

و تيكم فع شكل م ي معامل المرونة:

التجوية. -4نسبة وجود الفراغات -3حجم الحبيبات -2نوع الصخر -1

Uniaxial Compression Test with Strain gauge - اسم التجربة : -

: Strain gauge -عق س نسبة التغ ر ب الطول و العرض

Deformation Parameters

Modulus of Elasticity, E

معامل المرونة

Poisson’s Ration, ν

نسبة بوسون


60من 24صفحة

νو Eطر قة حساب ق مة

أنواع ع وه بعض الر ون


60من 25صفحة

Types of Eمعامل المرونة حساب أنواع (1) Ei = Initial بدائي (2) Esec = Secant عكس الجيب

(3) Etang = Tangent مماس

(4) EAV = Average المعدل

- Types of E -


60من 26صفحة

2. Esec

1. Ei

4. EAv

3. Etang

Intact Rock Classificationتصنيف العينات الصخرية -د(

Intact Rock Classification System

Compressive Strength UCS & E UCS & E &υ

( UCS)


60من 27صفحة

أفضل الطرق

By Equation From Achart

طرق لتصنيف العينات الصخرية: 3هناك 1- Strength System

STRENGTHAccording toبمعرفة قوة تحمل العينة

Uniaxial Compressive strength (UCS)الضغط أحادي المحور =

2- Modulus Ratio System (By Deere and Miller,1966)

ومعامل المرونةبمعرفة قوة تحمل العينة STRENGTH and MODULUS OF ELASTICITYAccording to

Modulus Ratio MRنسبة المعامل =

3- Strength – Deformation System (By Turk and Dearmann,1983)

بمعرفة قوة تحمل العينة ومقدار التشوه STRENGHT and DEFORMABILITYto According

مل المرونة ونسبة بوسونالضغط أحادي المحور ومعاUniaxial Compressive Strength (UCS), Modulus of Elasticity,(E) Possion’s Ratio,(υ)

1- Strength System

According to Compressive Strength (UCS)


60من 28صفحة

Example: Limestone, UCS = 120 MPa (Coates, 1964)

Example: Basalt, UCS = 210 MPa (Deere & Miller, 1966)

The intact rock of limestone is classified as a strong rock according to coates

Classification (1964).

The intact rock of Basalt is classified as high strength to very high

strength rock according to Deere & Miller (1966).


60من 29صفحة


60من 30صفحة

2- Modulus Ratio System

According to strength and Modulus of Elasticity (UCS & E Values) By Deere & Miller (1966)

-و يمكن التصنيف باستخدام احدى الطريقتين :

(1) By Equation

Engineering classification of intact rock on base of modulus ratio.

Class Description Modulus ratio

H High modulus ratio Over 500

M Average (medium) ratio 200-500

L Low modulus ratio Less than 20

(2) From Chart

Example: (Granite) UCS = 150 MPa, E = 60 GPa

MR = )(

)(

Mpaucs

MpaE=

150

60000= 400

MR = 400 (Medium Ratio)

MR = ucs

E

The intact rock of granite has a medium ratio according to Deere and

Miller classification (1966).


60من 31صفحة


60من 32صفحة

3- Strength – Deformation System

According to Strength, Modulus of Elasticity & Poisson’s Ratio

(UCS, E &υ values)

By Turk and Dearman (1983)

ح ث أنها أفضل الطرق للتر ف وهع األنسب الحتوائها ال المعامالت اله دس ة الثالث.

Example: Diorite, UCS = 180 MPa, E = 60000 MPa, υ = 0.2

V

E=

2.0

60000MPa = 300000 MPa

-من الرسم المرفق: GPa 300لتكون GPaثم نحولها إلى

The intact rock of Diorite is classified as a very strong (VS) and very slightly

deformable (VSD) rock according to Turk and Dearmann classification (1983).


60من 33صفحة


60من 34صفحة

ال واص اله دس ة ألسطح ال قوق و الاواتل -:نابعاEngineering Properties for discontinuity surfaces

-ال واص اله دس ة ألسطح ال قوق و الاواتل الع قسم : تنقسم

.ال واص الا ز ائ ة

.ال واص الم كان ك ة

Engineering Properties

of

Discontinuity surfaces

Physical

Properties

Mechanical

Properties

Wall Hardness (Joint Compressive

Strength، JCS)

Shear Strength

Rough

Surface

Planar

Surface

Continuity Roughness

Separation Infilling Material

Amount of Dip & Dip

Direction

Joint Set No.

Joint Spacing

Block Size


60من 35صفحة

الر ر ة)أ( ال واص الا ز ائ ة ألسطح ال قوق Physical Properties for discontinuity surfaces

-ألسطح ال قوق و الاواتل ال : تنق م اواواه اوزياييةية

Roughnessالتموج -1

Continuityالمواتلة -2

Separation (Aperture)االنارال -3

Infilling materialsالمواد فع الاراغات -4

Amount of Dip & Dip Directionق مة الم ل و االعجاه -5

.Joint Set Noادد مجمواات ال قوق -6

Joint Spacing or Fracture Interceptالمسافات ب ال قوق -7

Block Sizeالكتل حجم -8

Roughnessالتموج -1

(Profile Roughness gauge)و قرد بها شكل سطح ال ق و قاس بجهاز سمع الم ط

باعل ال د او القص او الضغط.و عتمد الوتف ال اتل عكون السطح ، هل عكون

-أنواع أتل ة : 3و هع

Smoothاسطح ناامة ( أ)

Very Roughأسطح خ ة ( ب)

Rough أسطح ب ال اامة و ال ة )متوسطة( ( ت)

و خلما خان السطح خ زادت مقاومته لإلنزالق ال سطيه .


60من 36صفحة

Roughness Typesأنواع التموج

Continuityالمواتلة -2

هةةا ععمةةق سةةطح ال ةةق فةةع الكتلةةة الرةة ر ة . ألن ز ةةاد التعمةةق عضةةعف الكتلةةة و قرةةد ب

الر ر ة و عز د م نااذ ته و بالتالع ز د م عأث ر التجو ة و ال ونة.


60من 37صفحة

Separation (Aperture)االنارال -3

و قرد بها مقدن انارال الر ر ا الر ر المجاون له و قاس بوحد )ملم(

-نن اوج ول اوتيوي: و يح اوول،

Aperture of discontinuity surfaces (After Geological Society of London 1977)

Aperture Term

>200 mm Wide

60 – 200 mm Moderately wide

30 – 60 mm Moderately narrow

6 – 20 mm Narrow

2 – 6 mm Very narrow

0 – 2 mm Extremely narrow

< 2 mm Tight

وخلما زاد االنارال عه مت الكتلة الر ر ة.


60من 38صفحة

Infilling materialsالمواد فع الاراغات -4

و قرد بها المواد المعبئة إلنارال الر ر ا الر ر المجاون له ، و غالبا ما عكون مة

المعةدنع ، حسب الترخ ب Clayاو الط Silt او السلت Sandالمواد الاتاع ة التال ة: الرمل

للكتلة الر ر ة و مقدان عجو تها و عيلل الطبقة العلو ة لها.

و خل ما خانت المواد المعبئة للاراغات خ ة خلما زاد معامل المقاومة إلنزالق الر ر.

Amount of Dip & Dip Direction قيمة الميل و االتجاه -5

ح ةث عقة س البوتةلة ق مةة م ةل الموضةية فةع ال ةكل السةالع ، Clarو عقاس ببوتلة خةالن

( قةرأه ألسةطح ال ةقوق فةع الكتلةة 100السطح و اعجاهه مباشر . و جب ق ةاس أخثةر مة )

الر ر ة.


60من 39صفحة

.Joint Set Noادد مجمواات ال قوق -6

مة خةالل عوق ةع ونسةم القةرأت .Joint Set No مك التعةرف الة اةدد مجمواةات ال ةقوق

فتظهةر التجمعةات Schmidt Netسةابقة( الة شةبكة شةمدت الت سبق ق اسها )فع الاقةر ال

خما هو موضح فع ال كل السابق )باللون األخضةر و األتةار( ، ح ةث وضةح ال ةكل و جةود

هو عرخ ز ا( مجمواات م ال قوق فع الكتلة الر ر ة ، و ق مة م ولها و اعجاهاعه4أنبع )

ة بالطر قة اليساب ة. اللون األتار، خما لو أن ا حسب ا معدل ق م خل مجموا

Joint Spacing or Fracture Interceptالمسافات ب ال قوق -7

Joints( ب ال ق و المجاون له. فإذا خانت المسافات ب رو قرد بها المسافة )بالس ت مت

أمةا . Joint Spacing فتسةم Fracturesبدون األخذ فع االاتبان ق اس ال قوق الع ةوائ ة

. Fracture Intercept فتسم Fracturesا عم ق اس مسافات ال قوق الع وائ ة اذ

Block sizeحجم الكتل )البلكات( -8

و قرةةد بهةةا مق ةةاس أبعةةاد الكتلةةة او البلكةةة فةةع الةةثالث أبعةةاد أو اعجاهةةات و هةةع مرعبطةةة

بالمسافات ب ال قوق .

تلففني، طففرق مارةةلة فةةع موضةةوع ( بطةةرق8و 7وسةة تم شةةرا هةةذا ال ظةةام فةةع الاقةةرع )

.اوشقوق و اوزوالل


60من 40صفحة

)ب( ال واص الم كان ك ة ألسطح ال قوق الر ر ةMechanical Properties for discontinuity surfaces

- عبر ا ال واص الم كان ك ة ألسطح ال قوق و الاواتل ب ات ت :

Joint Wall Hardness سطح ال ق تالبة .1

ععطع ق مة غ ةر مباشةر لمقاومةة السةطح Schmidt Hammer Test: شمدت بتجربة مطرقة

و قوعه.

Shear Strength of Discontinuity surfaces إلجهاد لإلحتكاكمقاومة السطح .2

و زاو ة Cohesion, Cق مة التماسك للسطح -ألسطح ال قوق ب ات ت : اإلحتكاكو عيدد ق مة

Friction Angle, φاحتكاك األسطح مع بعضها

Direct Shear Test المباشر اإلحتكاكو ذلك بتجربة


60من 41صفحة

-بالقانون العام التالع: لإلحتكاكوعيسب ق مة مقاومة السطح

البد م معرفة خل م : اإلحتكاكليساب ق مة

C (Cohesion) ق مة التماسك

ألسطحزاو ة إحتكاك ا φ (Friction Angle)

σn ( Normal Stress ) مستوى اإلجهاد الرأسع الضاغط ال السطح

م تلاةةةةة لق ةةةةاس اإلزاحةةةةة σnخمةةةةس عجةةةةانب الةةةة ناةةةةس السةةةةطح بقةةةة م ضةةةةغط والبةةةةد امةةةةل

Displacement القددة الخطيددة بددين يددتم رسددم الع و م هةةا مةةع الضةةغطσn وτ إليجددادC &

Shear Strength Parameters مقاومددة اإلحتكدداك و حسددابτ مددن القددانون السددابق بمعرفددة σnالضغط

-ألسطح ال قوق ه اك نوا : C & Shear Strength Parameters و إل جاد

Smooth Surface المللسطح (1)

، أما زا ة اإلحتكاك ب األسطح ل عومة السطح Cohession, C=Zeroال كون ه الك عماسك

b basicفتسم -و عيسب ق مة مقاومة السطح ال اام للقص بالقانون التالع:

τb= σn * tan (φb)

τ= C + σn * tan (φ)


60من 42صفحة

Rough Surface المتموجالسطح (2)

ال كون ه الك عماسكCohession, C=Zero الضغط ال السطح فع البدا ة ألن

الق مة األال لرعود p Peakإلحتكاك ب األسطح فتسم ، أما زا ة ا ضع ف

التموجات فوق بعضها.

مع الضغط العلةوخ الضةع ف بالقةانون لإلحتكاك المتموجو عيسب ق مة مقاومة السطح

-التالع:

τp= σn * tan (φp)

τp= σn * tan (φb+i)

و ةة عمةوج األتلع مع زا b basic المستوخالسطح زاو ة عساوخ p Peakح ث أن

.(i)السطح

اتةةال و المتمةةوجازداد احتكةةاك السةةطح الضةةغط العلةةوخ الةة السةةطح خب ةةرإذا خةةان

بةة Cohession, C ةةت عماسةةك و المسةةتوخأتةةبح مةةع الوقةةت سةةطح الع ةةة

ألنةةه )المتبق ةةة( r residual، أمةةا زاو ةةة اإلحتكةةاك بةة األسةةطح فتسةةم السةةطي

ر أس ان التموج و ع ع م سطح الع ة التع هةع فةع األتةل خالل إجراء التجربة عم عكس

.b basicمع r residualخ ه . و عتساوى ق م

مةةع الضةةغط العلةةوخ الكب ةةر لإلحتكةةاكالمةة عم المتمةةوجو عيسةةب ق مةةة مقاومةةة السةةطح

-بالقانون التالع:

τr=c+ σn* tan (φr)


60من 43صفحة

أنظمة عر ف ال قوق)ج( Classification Systems of Discontinuity Surfaces

Rock Quality Designation, RQD (1964) Joint Spacing

Fracture Intercept

1- Joint Spacing, (Js) OR Fracture Intercept, (FI)

Joint System:- "هو ابان ا نظام متوازخ عقر با" ولها ناس المسافات عقر با" ولها ناس ق مة الم ل وإعجاهه عقر با

Scan-Lineوهع : Js, FIالطر قة العمل ة ليساب

Descriptive terms for joints spacing (After Geological Society of London, 1977)

Intervals (cm) Symbols Description

>200 F1 Extremely wide spaced

60 – 200 F2 Widely spaced

20 – 60 F3 Moderately wide spaced

6 – 20 F4 Closely spaced

2 – 6 F5 Very closely spaced

<2 F6 Extremely closed spaced

RQD - System Js, FI


60من 44صفحة

مثال:

152 178 149 113 210

: يوج هنيك طريقتين وح يJoint Spacing

Av. J.s -1المسافة بين الشوق =

عدد العينات بينهم

Av. J.s -2طول خط المسح =

عدد الشقوق

-اليل:

= Average J.s : بالطريقة األولى5

210113152178149 =

5

802

Av. J.s = 160.4 cm

= .Av. J.s : بالطريقة الثانية5

800= 160 cm

. Widely spaced (F2)م الجدول السابق نجد أن ال قوق عر ف ال أنها -التر ف:


60من 45صفحة

Fracture Interceptاب : حس

م اذا كين 8ون يفة Fracture Interceptأح

1

3

2

1- Av. FI = 8

800= 100 cm

2- Av. FI = 6

800= 133.3 cm

3- Av. FI = 7

800= 114.3 cm

Av. FI = 3

3.1143.133100 = 115.87 cm

. Widely spaced (F2)م الجدول السابق نجد أن ال قوق عر ف ال أنها -التر ف:


60من 46صفحة

2- RQD-System

By Deere and Miller (1964)

بالقانون التالع: RQDليساب ق مة 2-1

Descriptive terms for Rock Quality Designation (After Deere and Miller, 1966)

Descriptive Term RQD % Symbols

Very Good 90 – 100 R1 Good 75 – 90 R2

Fair 50 – 75 R3

Poor 25 – 50 R4

Very Poor <25 R5

RQD (%) = TotalRun

inchcmSamples 4,10


60من 47صفحة

Total Run 300 cm: مثال

18, 32, 8, 22, 54, 10, 9, 4, 40, 14, 50, 26, 12 cm

المجموع الكلع للع ات الرلبة

.·. Tcr = 300

299* 100 = 99.7 %

RQD = 300

278* 100 = 93%

فع حالة وجود جبل أو هضبة ال مك لجهاز اليار الرعود إل ها. ماذا ناعل؟

Palmstrom (1982)بوا طة اوعيوم RQD تم وضع نعي وة وح ي 2-2

Jv (Volumetric Joints) = No. of Joints in 1m³ متر مكعب ( 1)ادد ال قوق فع

Table Block size expressed in terms of Jv (Joints/m3) (After Barton, 1978)

؟ m 4وله في قطاع ط Joints 12إذا كان هناك RQDأحسب قيمة مثال:RQD = 115 – 3.3 (Jv)

Face 1 = 12 Joints/4m = 3 Joints/1m

Face 2 = 3 Joints/1m

Face 3 = 3 Joints/ 1m

Jv= 3+3+3 = 9 Joints/ 1m³

RQD = 115 –3.3 (9)

RQD = 115 – 29.7

RQD = 85 % Good Quality (R2)التر ف

Jv (Joints/m3) Descriptive

Terms

< 1 Very Large Blocks

1-3 Large Blocks

3-10 Medium-sized Blocks

10-30 Small Blocks

> 30 Very Small Blocks

RQD = 115 - 3.3 * (Jv)


60من 48صفحة

.

Joint Spacing, (Js) & Fracture Intercept, (FI)من RQD:حساب مثال مع التصنيف لجميع المعطيات التالية: RQDإحسب قيمة

إذا كان الوجه األول لكتل صخرية من الجرانيت كالتالي:

5mفي Joints 25الوجه األول:

cm = J.S 25الوجه الثاني:

cm = FI 20: الوجه الثالث

-الحل:RQD = 115 – 3.3 (Jv)

Face 1 = 25 Joints/ 5m = 5 Joints/1m

Face 2 = 25 cm 4 Joints/ 1m

Face 3 = 20 cm 5 Joints/ 1m

Jv= 5+4+5 = 14 Joints/1m³

RQD = 115 – 3.3 (14) = 69 % The rock mass of Granite has a fair quality (R3) according to RQD

system by Palmstrom (1982) and the fracture is moderately wide to

closely spaced (F3 – F4) according to Geological Society,(1977) and has a

small blocks based on Jv system according to Barton (1978).


60من 49صفحة

نموذج امتحان EEG 320صخور الخواص الهندسية للمقرر

Q1:- What are the types of Forces?

اوتي تؤثر علي اولاور ؟ نع اور م اوواضح؟ Forcesأذكر أنواا اوقوى -:1س

-أج علي األ لة اوتيوية : -:2س

؟ صخورالخواص الهندسية لل عر، .1 ؟ Rock Massو Intact Rockعر، كل نن .2 ؟ Stressesاوي إجيي اة Forcesكي، تتحول اوقوى .3

( للعبانات التال ة ؟ ( أو خطاء )أجب برح ) -: 2س

) ( ة.علم ييتم ب را ة لوك اولار و إيجي اواله اوكينييةي صخورالخواص الهندسية لل 1

) ( تنك ر اوعينة اولارية بيإلجيي و ويس بيوقوي. 2

) ( اون يحة . * Forceولعينة اولارية ت يوي قينة Stressقينة 3

) ( اوعينة اولارية تحتوي علي شقوق ترى بيوعين اونجر ة 4

) ( اواواه اوزياييةية هي اواواه اونيشةة نع اولار. 5

) ( Engineering Properties of Rocksبيولغة اإلنجلياية هي صخوردسية للالخواص الهن 6

) ( اواواه اونيكينيكية هي اواواه اوتي تعين بيوتأثيراة اوايرجية. 7

) ( .Rock Mass اوكتل اولارية تعر، بـ 8

) ( اوقوي اوثيبته هي قوة في اتجيه اوجيذبية فقط 9

) ( Discontinuity Surfaces. و أ طح اوشقوق Intact Rocksلارية ت ني اوعينة او 10

؟ مالفرق بين الخواص الفيزيائية و الخواص الميكانيكية -: 3س

لع ات الر ر ة ؟ لاله دس ة التع عتيكم فع ال واص الج ولوج ة ماهع العوامل -:4سQ4:- What are the Geological Factors controlling the Strength and Deformation

of Intact Rocks?

؟ Stress)أ( عرف اإلجهاد -: 5س

؟ Strength)ب( عرف مقاومة اإلجهاد ؟ Area= 20cmعلى مساحة Force= 120kgاذا كانت القوة Stress)ج( احسب قيمة اإلجهاد


60من 50صفحة

Is (50) بنعرفة مع ختابة القوان tt وو UUCCSSأح قينة كل نن -:6او ؤال نع توضيح ذوك في اور م اونرفق؟ Is = 10 MPa , D= 40mm إذا كينة قينة

علي اوي األ زل بإتجيه رأ ي في نطرقة شن ة R= 45 إذا كينة قينة UUCCSSأوج قينة : 7او ؤال 30KN / mاو طح وقينة اوكثيفة =

3 ( نع توضيح ذوك في اور م اونرفق؟ )


60من 51صفحة

؟ بيور م Shear Strength parameters (C,ø) إجيي اة اوقه نعينل أح قيم )أ( : 8او ؤال

340 235 160 100 σ 1 MPa

20 15 10 0 σ3 MPa

بيوقينون و في اور م ؟ n= 50 MPaعن ني تكون Shear strength, Sح ي قينة اوقه ) ( نع

: عر، اوناتلراة اوتيوية9او ؤال

R

UCS

IS (60)

t

γ

( للعبانات التال ة ؟( أو خطاء )أجب برح ) -:10السؤال

) ( .وح ي قوة اولار N- Type نوا ت تا م نطرقة شن ة 1

) ( Cohesionاولاور ويي قينة ش ت ني 2

) ( .اوضغط تحة و ضعيزةاوش قوية فياولاور تكون عي ة 3

) ( نقيونة اجيي اوش ولعينة اولارية هي قينة نعييرية و وي ة حقيقية. قينة 4

) ( عن إنك ير اوعينة . Stressولعينة اولارية ت يوي قينة Strengthقينة 5

نيهي اواواه اوين ية اون تا نة في تلني، اوعينية اولارية ؟ : 11او ؤال Q. 11 What are the engineering properties used in intact rock Classification

Systems?

ماهع انواع انظمة عر ف الع ات الر ر ة مع ذخر اسم المؤلف و الس ة ؟ -: 12او ؤال Q.12 What are the types of intact rock Classification Systems?

اوواضفح نفع اور فم. Types of Modulus of Elasticity , Eأذكفر أنفواا نعينفل اونرونفة : 13او فؤال ؟ اوننظم


60من 52صفحة

( للعبانات التال ة ؟( أو خطاء ): أجب برح ) 14السؤال

) ( وح ي قوة اولار. N- Typeت تا م نطرقة نوا 1

) ( اواه فياييةية و اواه كينييةية . -اواواه اوين ية نوعين : 2

) ( ة ضعيزة تحة اوضغط .اولاور اونتجوية تكون عي 3

) ( تح ن بة بو ون بق نة اوتغير اوعرضي في اوعينة اولارية علي اوتغير اوطووي. 4

) ( عالقة طر ية. Deformationولعينة اولارية و Strengthاوعالقة بين 5

) ( اولاور اوقوية تعطي قينة تشوه عيوية. 6

) ( بيونيء قلة قوة اولار.اذا اا ة قينة تشبع اوعينة 7

) ( نعينل اونرونة و ن بة بو ون هني عينلين نقييس اوتشوة وللاور. 8

) ( قوة اولار و نقيونتة ولتشوة اهم اواواه اوزياييةة ولعينية اولارية. 9

( ) اذا اا ة اوزراغية و رجة اوتك ر بيوعينة اا ة اوكثيفة و واا ة نقيونة اإلجيي اة. 10

أن ووج Dioriteنن لار: أجرية تجير هن ية علي 15 او ؤال E= 20000 MPa, UCS= 50 MPa

؟ ياونعطاور م اولار تلنيزي نتكينال نعتن ا علي تلني، اونطلو

-:الوتف


60من 53صفحة

أن ووج Gabbroنن لارأجرية تجير هن ية علي :16 او ؤال

ν= 0.2, E= 20000 MPa , UCS= 100 MPa

؟ ياونعط اور ماولار تلنيزي نتكينال نعتن ا علي تلني، اونطلو

-:الوتف

نفن اور فم و فطح اشفن Shear Strength parametersاإلحتكفيكإجيفي اة ا نعينفل قفيم اوج -:17او ؤال Rough surface ؟.

30 20 15 10 5 2.5 n (MPa)

30 26 23 16 7.5 5 (MPa)

تحة تأثير Shear strength, S اإلحتكيكنقيونة إجيي قوانينكتيبة نتيةج اون أوة بنع

؟Low Normal stressesاإلجيي اة اورأ ية اوضعيزة .1

؟High Normal stressesاإلجيي اة اورأ ية اوقوية .2


60من 54صفحة

Block size , JSو( نفع كتيبفة اوقفينون و إ فم اونؤوف، و او فنة) RQDأح ف قينفة -:18ال او فؤ . Basaltولار 4mون يفة 32واح فقط كين ووجه Scan-Line ع اوشقوق في إذا كينة

ن تا ني اوج اول اونرفقة ؟Block size , Joint Spacing , RQD وكل نن اوول، كينال وكذوك ذكر

Blockولفن، Basalt( ولفار نع كتيبة اوقينون و إ م اونؤو، و او نة) RQD: أح قينة 19او ؤال

size وJS

. m 5في Joints 25 اذا وج بي تا ام اوج اول اونرفقة اوول، كينال كتيبة اوقوانين و* نع

Descriptive terms for joints spacing (After Geological Society of London, 1977)

Intervals (cm) Symbols Description

>200 F1 Extremely wide spaced

60 – 200 F2 Widely spaced

20 – 60 F3 Moderately wide spaced

6 – 20 F4 Closely spaced

2 – 6 F5 Very closely spaced

<2 F6 Extremely closed spaced

Block size Descriptive (Jv) (Joints/m

3) (After Barton, 1978)

Description (Jv) (Joints/m3)

Very Large Blocks 1.0

Large Blocks 1 - 3

Medium sized Blocks 3 - 10

Small Blocks 10 - 30

Very Small Blocks >30

Descriptive terms for Rock Quality Designation

Descriptive Term RQD % Symbols

Very Good 90 – 100 R1 Good 75 – 90 R2

Fair 50 – 75 R3

Poor 25 – 50 R4

Very Poor <25 R5


60من 55صفحة

نع ذكر ا نيء اوتجير ؟ أذكر أنواا اواواه اونيكينيكية أل طح اوشقوق -: 20او ؤال Q3:- What are the mechanical properties Discontinuity Surfaces? Name the tests?

: عر، اوناتلراة اوتيوية 21او ؤال

RQD

U C S

J. S

F I

Jv

( للعبانات التال ة ؟( أو خطاء )أجب برح ) -22السؤال

) ( .ت تا م نطرقة هوك وح ي قوة طح اولار 1

) ( .Cohesionقينة تني ك األ طح اونيعنة ويس ويي 2

) ( إذا كينة األ طح اشنة. shear strength نقيونة اوقه تا ا 3

) ( وقييس قينة نيل او طح و اتجيهه نبيشرة . Clarبوللة ت تا م 4

) ( . Eنن أهم اواليةه اوين ية ولشقوق هي قينة نعينل اونرونة 5

) ( . اون يفية بين اوشقوق وقييس Scan-lineي تا م نظيم 6

) ( .RQDبوضع نظرية Hokeاوعيوم قيم 7

) ( .عن قييس اون يفية ونزس او طح Joint Spacingتكون ألغر نن قيم Fracture Interceptقيم 8

) ( .بنعرفة نقيونة او طح ولتجوية Block sizesيتم ح ي 9

) ( . Schmidt Hammerيتم قييس لالبة طح اوشقوق بوا طة 10

ع اواواه اوزياييةية أل طح اوشقوق ؟ - -:23و ؤال ا

Q.23 What are the physical properties for Discontinuity Surfaces?

Q. 3: Define the following Abbreviations?

: عر، اوناتلراة اوتيوية 24او ؤال

RQD

RMR

JV

UCS

n

MR

J. S

F. I.

IS (70)

ISRM


60من 56صفحة

( للعبانات التال ة ؟( أو خطاء )أجب برح ) -: 25 السؤال

) ( . Direct Shear Boxي ني جييا اجراء تجير اوقه ولعينية اولارية بــ 1

) ( . Cohesionقينة تني ك األ طح اونيعنة ويي 2

) ( نيعنة.إذا كينة األ طح shear strengthتا ا نقيونة اوقه 3

) ( وقييس قينة نيل او طح و اتجيهه بطريقة غير نبيشرة . Clarبوللة ت تا م 4

) ( . Eنن أهم اواليةه اوين ية ولشقوق هي قينة نعينل اونرونة 5

) ( . اون يفية بين اوشقوق وقييس Scan-lineي تا م نظيم 6

) ( .RQDبوضع نظرية Deere, 1963قيم اوعيوم 7

) ( .عن قييس اون يفية ونزس اوكتلة Joint Spacingتكون ألغر نن قيم Fracture Interceptقيم 8

) ( .Jvبنعرفة نظيم Block sizesيتم ح ي 9

) ( . Schmidt Hammerيتم قييس لالبة طح اوشقوق بوا طة 10

ييةية و اونيكينيكية( وكل نن اوعينة اولارية و ا فطح اوشفقوق أذكر اواواه اوين ية )اوزيا – 26او ؤال

) بيولغة اإلنجلياية فقط ( ؟

Q. 26 List the Engineering (Physical and Mechanical) properties for both:-

1. Intact Rock

1.1 Physical properties

1.2 Mechanical properties

2. Discontinuity surfaces

2.1 Physical properties

2.2 Mechanical properties


60من 57صفحة

LABORATORY WORKS


EEEEGG 332200

Practical Sessions Lab.

# Date Exp/Practical title Reading Assignment What is Due?

1 Week

1&2 Equipments in Rock Mechanics

Lab.

2 Week 3 Safety & Regulations

3 Week 4

Density, Unit weight, Specific

gravity.

Porosity, Void ratio

Saturation index

(ISRM Testing Methods)

Brown, 1981

Physical Properties of

Intact Rock samples

4 Week 5 Point-Load Test


Brown, 1981

ASTM D- 5731

Tensile Strength

5 Week 6 Brazilian Test (ISRM Testing Methods)

Brown, 1981 Tensile Strength

6 Week 7 Schmidt Hammer Test (ISRM Testing Methods)

Brown, 1981 Compression Strength

7 Week 8 Uniaxial Compression Test


Brown, 1981

ASTM D- 2939

Compression Strength

8 Week

9&10 Triaxial Compression Test


Brown, 1981

Intact rock Shear

Strength

9 Week11 Stress-Strain Analysis (ISRM Testing Methods)

Brown, 1981

Stress- Strain

Relationship

10 Week 12 Direct Shear Test (ISRM Testing Methods)

Brown, 1981

Discontinuity surfaces

Shear Strength

11 Week 13 Final Lab. Exam.

REFERENCES

Brown, E. T., (1981) Rock Characterization Testing, and Monitoring, ISRM Methods,


ASTM- D 1995, Standard Methods for Rock and Soils Testing. ASTM designation, MD.


60من 58صفحة

اوتجير اونعنلية ونقرر (320اواواه اوين ية وللاور )ض جه

Laboratory Tests for

Engineering properties of Rocks course (EEG 320)

No. Tests Grades

1 Physical Properties of Intact rock:- Density, Unit weight, Specific Gravity, Porosity, Void Ratio

2

2 Point load test 2

3 Brazilian test 2

4 Uniaxial Compression test 2

5 Schmidt Hammer test, UCS & Joint Wall Hardness 2

6 Triaxial Compression test 2

7 Deformation Test:- Stress – Strain Test 2

8 Physical Properties of Discontinuity Surfaces:- Roughness, Aperture, Dip & Dip direction, RQD, JS, FI

Mechanical:- Joint Wall Hardness 2

9 Direct shear test 2

Final Exam 7

Total Lab Grade 25 %

-المرجع :

Brown, E. T., (1981) Rock Characterization Testing, and Monitoring, ISRM Methods,

Pergamon Press, Oxford, 209 P.


60من 59صفحة

نحلة حقل ة عدن ب ة ل وم واحدOne Day Field Trip

The purposes of the field trips are to train the students for using the rock

mechanics field equipments and apparatus.

The field testing includes:-

Day 1

1. Field identification of rock types & rock weathering

2. point-load test,

3. Schmidt Hammer Test.

Day 2

1. measuring joint characteristics such as:- roughness, separation, aperture,

infilling , dip & dip direction, etc

2. Scan-line technique, (joint spacing & RQD) and

The expected outcome from these field trips that the students should be familiar

with using:-

1. Point-load and Schmidt Hammer.

2. The roughness gauge, the geologic Clar compass to measure joint dip & dip

direction and

3. The Scan-line technique to determine the joint spacing & RQD values. and

4. Measuring & determination of joint conditions such as separation, aperture,

infilling in the field.

en nggiin ee er r ing opprroopperttieess off rroocckkss course eeg 320.pdf · زيزعلادبع...

Documents