بررسی رفتار مکانیکی نمونه‌های بازالت دارای ترک‌های باتعداد و زوایای متفاوت در تنش فشاری تک‌محوره

محمدفاروق حسینی, حسن قاسم زاده

چکیده


در این مطالعه آزمایش‌های فشاری تک‌محوره بر روی نمونه‌های بازالت دارای ترک‌های مصنوعی با تعداد و زوایای متفاوت بوسیله دستگاه بارگذاری هوشمند و نیز از طریق مدلسازی عددی انجام شد. نتایج نشان می‌دهند که مقدار مقاومت فشاری تک محوره، مدول یانگ و کرنش محوری در نمونه‌های با ترک‌های مصنوعی کمتر از نمونه بکر بوده و میزان این کاهش به هندسه ترک مصنوعی وابسته است. نحوه بهم وصل شدن ترک‌ها نیز در نمونه‌ها مطالعه و انواع ترک‌های گسترش یافته از نوک ترک‌های مصنوعی در نمونه‌ها توصیف شدند. ایجاد انواع ترک‌های کششی، برشی و ترکیب کششی-برشی و نحوه بهم وصل شدن ترک‌های مصنوعی بستگی به هندسه ترک مصنوعی دارد و با استفاده از آن، مد شکست و فرآیند ایجاد ترک در این نمونه‌ها مطالعه می‌شود. همچنین تأثیر بهم وصل شدن ترک‌ها بر مقاومت و رفتار شکست نمونه‌های بازالت تحت فشار تک محوره مورد بررسی قرار می‌گیرد. این بررسی رفتار مکانیکی ترک‌های با تعداد و زوایای متفاوت، درک بیشتری از مفاهیم شکست سنگ تحت فشار تک محوره را فراهم می‌نماید.

مراجع


Horii H, Nemat‐Nasser S. Compression‐induced microcrack growth in brittle solids: Axial splitting and shear failure. Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978–2012) 1985;90(B4):3105-25.

Shen B. The mechanism of fracture coalescence in compression—experimental study and numerical simulation. Engineering Fracture Mechanics 1995;51(1):73-85.

Shen B, Stephansson O, Einstein HH, Ghahreman B. Coalescence of fractures under shear stresses in experiments. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 1995;100(B4):5975-90.

Zhu WS, Chen WZ, Shen J. Simulation experiment and fracture mechanism study onpropagationof echelon pattern cracks. Acta Mechanica Solida Sinica 1998;19:355-60.

Bobet A. The initiation of secondary cracks in compression. Engineering Fracture Mechanics 2000;66(2):187-219.

Wong R, Chau K, Tang C, Lin P. Analysis of crack coalescence in rock-like materials containing three flaws—part I: experimental approach. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2001;38:909-24.

Yang S, Jiang Y, Xu W, Chen X. Experimental investigation on strength and failure behavior of pre-cracked marble under conventional triaxial compression. International Journal of Solids and Structures 2008;45(17):4796-819.

Wang E, Shrive N. Brittle fracture in compression: mechanisms, models and criteria. Engineering Fracture Mechanics 1995;52(6):1107-26.

Bobet A, Einstein H. Fracture coalescence in rock-type materials under uniaxial and biaxial compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 1998;35(7):863-88.

Wong RH, Chau K. Crack coalescence in a rock-like material containing two cracks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 1998;35(2):147-64.

Vasarhelyi B, Bobet A. Modeling of crack initiation, propagation and coalescence in uniaxial compression. Rock Mechanics and Rock Engineering 2000;33(2):119-39.

Wong L, Einstein H. Systematic evaluation of cracking behavior in specimens containing single flaws under uniaxial compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2009;46(2):239-49.

Zhang X, Wong L. Cracking processes in rock-like material containg a single flaw under uniaxial compression: a numerical study based on parallel bonded-model approach. Rock Mechanics and Rock Engineering 2012;45:711-737.

Zhang XP, Wong LNY Crack initiation, propagation and coalescence in rock-like material containing two flaws: a numerical study based on bonded-particle model approach. Rock Mechanics and Rock Engineering 2013;46:1001-1021.

Fairhurst C, Hudson J. Draft ISRM suggested method for the complete stress-strain curve for intact rock in uniaxial compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 1999;36(3):279-89.

ZhuW, TangC. Micromechanical model for simulating the fracture process of rock. Rock Mechanics and Rock Engineering 2004;37(1):25-56.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


---------------------------------------------------------------------------

تمام حقوق این نشریه برای انجمن مکانیک سنگ ایران محفوظ است.