Published March 29, 2023 | Version v1
Publication Open

Exploring the potential of late permian aggregate resources for utilization in engineering structures through geotechnical, geochemical and petrographic analyses

  • 1. China University of Geosciences
  • 2. Institute of Rock and Soil Mechanics
  • 3. Bahria University

Description

The China-Pakistan Economic Corridor (CPEC) is an ongoing mega-construction project in Pakistan that necessitates further exploration of new natural resources of aggregate to facilitate the extensive construction. Therefore, the Late Permian strata of Chhidru and Wargal Limestone for aggregates resources were envisaged to evaluate their optimal way of construction usage through detailed geotechnical, geochemical, and petrographic analyses. Geotechnical analysis was performed under BS and ASTM standards with the help of employing different laboratory tests. A simple regression analysis was employed to ascertain mutual correlations between physical parameters. Based on the petrographic analysis, the Wargal Limestone is classified into mudstones and wackestone, and Chhidru Formation is categorized into wackestone and floatstone microfacies, both containing primary constituents of calcite and bioclasts. The geochemical analysis revealed that the Wargal Limestone and Chhidru Formation encompass calcium oxide (CaO) as the dominant mineral content. These analyses also depicted that the Wargal Limestone aggregates bear no vulnerability to alkali-aggregate reactions (AAR), whereas the Chhidru Formation tends to be susceptible to AAR and deleterious. Moreover, the coefficient of determination and strength characteristics, for instance, unconfined compressive strength and point load test were found inversely associated with bioclast concentrations and directly linked to calcite contents. Based on the geotechnical, petrographic, and geochemical analyses, the Wargal Limestone proved to be a significant potential source for both small and large-scale construction projects, such as CPEC, but the Chhidru Formation aggregates should be used with extra caution due to high silica content.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الممر الاقتصادي الصيني الباكستاني (CPEC) هو مشروع بناء ضخم مستمر في باكستان يتطلب المزيد من الاستكشاف للموارد الطبيعية الجديدة الإجمالية لتسهيل البناء الشامل. لذلك، تم تصور طبقات العصر البرمي المتأخر لشيدرو والحجر الجيري وارغال لموارد الركام لتقييم الطريقة المثلى لاستخدام البناء من خلال التحليلات الجيوتقنية والجيوكيميائية والصخرية التفصيلية. تم إجراء التحليل الجيوتقني وفقًا لمعايير BS و ASTM بمساعدة استخدام اختبارات معملية مختلفة. تم استخدام تحليل انحدار بسيط للتأكد من الارتباطات المتبادلة بين المعلمات المادية. بناءً على التحليل الصخري، يتم تصنيف الحجر الجيري Wargal إلى أحجار طينية و wackestone، ويتم تصنيف تكوين Chhidru إلى واكستون و floatstone microfacies، وكلاهما يحتوي على مكونات أولية من الكالسيت و bioclasts. كشف التحليل الجيوكيميائي أن تكوين الحجر الجيري Wargal و Chhidru يشمل أكسيد الكالسيوم (CaO) كمحتوى معدني سائد. أوضحت هذه التحليلات أيضًا أن مجاميع الحجر الجيري Wargal لا تتحمل أي ضعف تجاه تفاعلات الركام القلوي (AAR)، في حين أن تكوين Chhidru يميل إلى أن يكون عرضة لـ AAR وضارًا. علاوة على ذلك، تم العثور على معامل خصائص التحديد والقوة، على سبيل المثال، مقاومة الانضغاط غير المحصورة واختبار الحمل النقطي المرتبط عكسيًا بتركيزات الكالسيت الحيوي والمرتبط مباشرة بمحتويات الكالسيت. بناءً على التحليلات الجيوتقنية والصخرية والجيوكيميائية، أثبت الحجر الجيري في وارغال أنه مصدر محتمل كبير لكل من مشاريع البناء الصغيرة والكبيرة الحجم، مثل CPEC، ولكن يجب استخدام مجاميع تكوين Chhidru بحذر إضافي بسبب ارتفاع محتوى السيليكا.

Translated Description (French)

Le corridor économique Chine-Pakistan (CPEC) est un méga-projet de construction en cours au Pakistan qui nécessite une exploration plus approfondie de nouvelles ressources naturelles d'agrégats pour faciliter la construction extensive. Par conséquent, les strates permiennes tardives de Chhidru et de calcaire wargal pour les ressources en agrégats ont été envisagées pour évaluer leur mode optimal d'utilisation de la construction grâce à des analyses géotechniques, géochimiques et pétrographiques détaillées. L'analyse géotechnique a été réalisée selon les normes BS et ASTM avec l'aide de différents tests de laboratoire. Une analyse de régression simple a été utilisée pour déterminer les corrélations mutuelles entre les paramètres physiques. Sur la base de l'analyse pétrographique, le calcaire wargal est classé en mudstones et wackestone, et la formation de Chhidru est classée en microfaces de wackestone et de floatstone, contenant tous deux des constituants primaires de calcite et de bioclastes. L'analyse géochimique a révélé que le calcaire wargal et la formation de Chhidru comprennent l'oxyde de calcium (CaO) comme teneur minérale dominante. Ces analyses ont également montré que les agrégats de calcaire wargal ne présentent aucune vulnérabilité aux réactions d'agrégats alcalins (RAA), tandis que la formation de Chhidru a tendance à être sensible à la RAA et délétère. De plus, les caractéristiques de coefficient de détermination et de résistance, par exemple la résistance à la compression non confinée et le test de charge ponctuelle, ont été trouvées inversement associées aux concentrations de bioclastes et directement liées aux teneurs en calcite. Sur la base des analyses géotechniques, pétrographiques et géochimiques, le calcaire de Wargal s'est avéré être une source potentielle importante pour les projets de construction à petite et à grande échelle, tels que le CPEC, mais les agrégats de la formation de Chhidru doivent être utilisés avec une prudence accrue en raison de leur teneur élevée en silice.

Translated Description (Spanish)

El Corredor Económico China-Pakistán (CPEC) es un megaproyecto de construcción en curso en Pakistán que requiere una mayor exploración de nuevos recursos naturales de agregado para facilitar la extensa construcción. Por lo tanto, se previeron los estratos del Pérmico Tardío de Chhidru y Caliza de Wargal para los recursos de agregados para evaluar su forma óptima de uso de la construcción a través de análisis geotécnicos, geoquímicos y petrográficos detallados. El análisis geotécnico se realizó bajo los estándares BS y ASTM con la ayuda de diferentes pruebas de laboratorio. Se empleó un análisis de regresión simple para determinar las correlaciones mutuas entre los parámetros físicos. Con base en el análisis petrográfico, la piedra caliza de Wargal se clasifica en lutitas y wackstone, y la formación Chhidru se clasifica en microfacies de wackestone y floatstone, ambas conteniendo constituyentes primarios de calcita y bioclastos. El análisis geoquímico reveló que la Caliza de Wargal y la Formación Chhidru abarcan el óxido de calcio (CaO) como el contenido mineral dominante. Estos análisis también mostraron que los agregados de piedra caliza de Wargal no son vulnerables a las reacciones de agregados alcalinos (AAR), mientras que la formación Chhidru tiende a ser susceptible a la AAR y perjudicial. Además, las características del coeficiente de determinación y la resistencia, por ejemplo, la resistencia a la compresión no confinada y la prueba de carga puntual, se encontraron inversamente asociadas con las concentraciones de bioclastos y directamente relacionadas con el contenido de calcita. Con base en los análisis geotécnicos, petrográficos y geoquímicos, la piedra caliza de Wargal demostró ser una fuente potencial significativa para proyectos de construcción tanto a pequeña como a gran escala, como CPEC, pero los agregados de la formación Chhidru deben usarse con especial precaución debido al alto contenido de sílice.

Files

s41598-023-32294-0.pdf.pdf

Files (3.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:86f803e3faf1322b01e1c360784ae065
3.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف إمكانات الموارد الإجمالية الدائمة المتأخرة للاستخدام في الهياكل الهندسية من خلال التحليلات الجيوتقنية والجيوكيميائية والصخرية
Translated title (French)
Explorer le potentiel des ressources agrégées permiennes tardives pour une utilisation dans des structures d'ingénierie grâce à des analyses géotechniques, géochimiques et pétrographiques
Translated title (Spanish)
Explorando el potencial de los recursos agregados permianos tardíos para su utilización en estructuras de ingeniería a través de análisis geotécnicos, geoquímicos y petrográficos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4361304425
DOI
10.1038/s41598-023-32294-0

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1525955186
  • https://openalex.org/W1602671332
  • https://openalex.org/W1939600228
  • https://openalex.org/W1948539482
  • https://openalex.org/W1964873794
  • https://openalex.org/W1974414367
  • https://openalex.org/W1978420652
  • https://openalex.org/W1993109110
  • https://openalex.org/W1995261610
  • https://openalex.org/W1997268694
  • https://openalex.org/W2008218942
  • https://openalex.org/W2015008140
  • https://openalex.org/W2016306621
  • https://openalex.org/W2023683465
  • https://openalex.org/W2025270895
  • https://openalex.org/W2078885614
  • https://openalex.org/W2079556809
  • https://openalex.org/W2079930206
  • https://openalex.org/W2086349400
  • https://openalex.org/W2095431473
  • https://openalex.org/W2117173444
  • https://openalex.org/W2120750962
  • https://openalex.org/W2121039867
  • https://openalex.org/W2404186841
  • https://openalex.org/W2777384183
  • https://openalex.org/W2782595307
  • https://openalex.org/W2894990744
  • https://openalex.org/W2897196978
  • https://openalex.org/W2906856028
  • https://openalex.org/W2947696965
  • https://openalex.org/W2950057112
  • https://openalex.org/W2994960972
  • https://openalex.org/W3039645368
  • https://openalex.org/W3093829320
  • https://openalex.org/W3165411048
  • https://openalex.org/W3168697409
  • https://openalex.org/W4212988876
  • https://openalex.org/W4221065404
  • https://openalex.org/W4223981045
  • https://openalex.org/W4232240148
  • https://openalex.org/W4281734699
  • https://openalex.org/W4285197265
  • https://openalex.org/W4293172962
  • https://openalex.org/W4293771066
  • https://openalex.org/W4293791356
  • https://openalex.org/W4311396745
  • https://openalex.org/W4313641599
  • https://openalex.org/W4320918674
  • https://openalex.org/W590001249