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Comparative study between rates of experimental laboratory weathering of rocks and their natural environmental weathering decay

  • Aires-Barros L. 
Article

Summary

The aim of this work is to find a possible correlation between the weathering indices obtained from samples of one type of sedimentary rock, a greywacke, altered to various degrees and those obtained after laboratory aging tests on the same rocks.

In a first part the process of natural alteration is studied taking samples of three different alteration stages. These samples were collected in a vertical borehole and the natural weathering process was followed by geochemical and petrological observations. Geochemical calculations were made, in order to obtain the amount of gain and loss of chemical elements. The quantification of the weathering through the application of weathering indices and finally an attempt was made to apply an alterability index to these rocks.

Samples of the same rocks were submitted to laboratory thermal fatigue tests (Aires-Barros et al. 1975), in order to follow the alteration by laboratory aging and to obtain weatherability indices. Physical values of sonic velocity, porosity, permeability and swelling were also determined. The presentation of the corresponding results forms the second part of this paper.

In the third part, the values obtained in the two preceding parts are compared in order to test the laboratory work and to determine the correlation between the “one laboratory year test” and natural weathering.

Keywords

Silicate Rock Thermal Fatigue Altered Rock Natural Weathering Weatherability Index 

Étude Comparative Des Dégres D’Altération Experimentale Des Roches Au Laboratoire Et De Leur Dégradation Naturelle

Résumé

Cette étude a pour but de trouver une relation possible entre les indices d’altération obtenus sur des échantillons d’un type de roche sédimentaire, une grauwacke, plus ou moins altérés, et ceux que l’on obtient sur les mêmes roches après des essais de vieillissement artificiel.

Dans la première partie, nous étudions le processus d’altération naturelle, en prenant des échantillons de trois phases d’altération différentes. Ces échantillons ont été prélevés dans un forage vertical et le processus d’altération naturelle fut étudié au double point de vue, géochimique et pétrologique. Les calculs géochimiques furent faits pour mettre en évidence les variations quantitatives des divers éléments. La quantification de l’altération par application d’index d’altération conduit finalement à un essai d’application d’un ”index d’altérabilité” à ces roches.

Des échantillons des mêmes roches furent soumis, au laboratoire, à des tests de fatigue thermique (Aires-Barros et al. 1975), pour permettre d’observer les changements d’altération qui accompagnent un vieillissement artificiel. Diverses propriétés physiques de ces roches furent aussi déterminées: vitesse des ultra-sons, porosité, perméabilité, gonflement. La présentation des résultats correspondants constitue la deuxième partie de cette étude.

Dans une troisième partie, les données obtenues dans les deux premières parties sont comparées pour étalonner le travail de laboratoire et pour trouver la corrélation entre le test d’un an au laboratoire et l’altération naturelle.

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Copyright information

© International Assocaition of Engineering eology 1978

Authors and Affiliations

  • Aires-Barros L. 
    • 1
  1. 1.Laboratório de Mineralogia e PetrologiaInstituto Superior TécnicoLisboa-1Portugal

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