Relationship between texture and mechanical properties of granites, central Sweden, by use of image-analysing techniques

Abstract.

Rock texture is of great importance in understanding the mechanical properties of a rock. Los Angeles and studded tyre tests were used to assess the mechanical properties of homogeneous acidic plutonic and volcanic rocks and these properties were related to the rock texture using image analysis and the more common optical microscopy. The image-analysing technique was based on SEM/BSE images, where the perimeter was measured on each mineral phase in order to numerically quantify a texture parameter. The results demonstrate that rocks with high perimeter values have the best resistance to fragmentation and abrasion. A high perimeter corresponds to fine-grained rocks where the minerals occur as individual grains rather than monomineralic aggregates. An increase in grain size and the formation of mineral aggregates of the same phase have a negative effect on the quality of the rock.

Résumé.

La texture d'une roche joue un rôle important dans son comportement mécanique. L'essai Los Angeles et l'essai avec pneus cloutés ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques mécaniques de roches plutoniques et volcaniques acides homogènes. Ces caractéristiques ont été rapprochées d'une description de la texture basée sur le microscope optique. L'analyse d'image a porté sur les images obtenues au microscope électronique à balayage en électrons rétrodiffusés, où les périmètres de chaque phase minérale ont été mesurés afin d'obtenir un paramètre numérique relatif à la texture de la roche. Les résultats obtenus montrent que les roches pour lesquelles ce paramètre a une forte valeur présentent les meilleures résistances à la fragmentation et à l'abrasion. Un périmètre élevé correspond à des roches à grain fin où les minéraux se présentent en grains individuels plutôt qu'en agrégats monominéraux. Une augmentation de la taille des grains et la formation d'agrégats minéraux d'une même phase minérale ont un effet négatif sur la qualité de la roche.