Abstract:
پارامترهای فیزیکی و مکانیکی از قبیل تخلخل، مقاومت فشاری، کششی و مدول الاستیسیته با معیار شکست در ارتباط هستند. توده سنگی عموما حاوی تخلخل و حفره است. مطالعه مکانیسم انتشار ترک ها در سنگ برای طراحی سازه های سنگی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف این مقاله، بررسی مکانیسم شکست در نمونه های شبه سنگی حاوی حفره و تاثیر آن روی مقاومت کششی با استفاده از روش عددی المان مجزا (DEM) است. نتایج مدلسازی عددی با تست های آزمایشگاهی، مقایسه شده است. در این مقاله تاثیر اندازه و موقعیت قرارگیری حفره ها بر الگوی شکست و مقاومت کششی نمونه ها بررسی شد. بدین منظور، تعدادی مدلسازی عددی با تخلخل های 0 ، 6.18 ، 6.25 ، 12.5 و 18.75 درصد برای نمونه های دیسکی از سنگ جهت شبیه سازی تست برزیلی انجام گرفت. نتایج مدلسازی عددی نشان داد که مدل های ساخته شده با نرم افزار UDEC مطابقت قابل قبولی از لحاظ الگوی شکست و رشد ترک با تست های آزمایشگاهی داشت. ترکهای کششی معمولا از بالا یا پایین حفره شروع می شود و نهایتا تا سطح تماس نمونه و فک، گسترش می یابند. با افزایش تخلخل از صفر تا 6.2 درصد، مقاومت کششی با روند خطی به شدت کاهش می یابد و سپس با افزایش تخلخل تا 18.75 درصد، به صورت نمایی کاهش محسوسی دارد. از مقایسه نتایج مدلسازی عددی با مدل های آزمایشگاهی نتیجه گیری شد که نرم افزار UDEC به دلیل حل کرنش مسطح، مقاومت کششی نمونه های شبه سنگی را کمتر از آزمونهای آزمایشگاهی تخمین می زند.
Machine summary:
هدف این مقاله، بررسی مکانیسم شکست در نمونههای شبه سنگی حاوی حفره و تأثیر آن روی مقاومت کششی با استفاده از روش عددی المان مجزا (DEM) است.
از مقایسه نتایج مدلسازی عددی با مدلهای آزمایشگاهی نتیجهگیری شد که نرمافزار UDEC به دلیل حل کرنش مسطح، مقاومت کششی نمونههای شبه سنگی را کمتر از آزمونهای آزمایشگاهی تخمین میزند.
جدول 2- خصوصیات مکانیکی مدل عددی {مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} 3-1- مدل عددی نمونههای بدون حفره (Solid) مدل عددی تست برزیلی برای نمونه بدون حفره (تخلخل صفر) همراه با تست آزمایشگاهی متناظر آن مطابق شکل 2 است.
18_B) همراه با تست آزمایشگاهی شکل 4 و 5، به ترتیب شکست نمونه مدل عددی حاوی دو حفره کوچک دایروی (2SH6.
25 درصد شکل 6 و 7، به ترتیب شکست مدل عددی نمونه شبه سنگی حاوی حفره بزرگ دایروی با تخلخل 6.
5 درصد شکل 8، شکست نمونه شبه سنگی حاوی دو حفره بزرگ دایروی با تخلخل 12.
75 درصد شکل 9، بیانگر نحوه شکست نمونه شبه سنگی حاوی سه حفره بزرگ دایروی با تخلخل 18.
شکل 11 منحنی مقاومت کششی در برابر درصد تخلخل را برای نتایج حاصل از آزمونهای آزمایشگاهی و مدلسازی عددی نشان میدهد.
نتایج مدلسازی عددی نشان داد که اندازه و موقعیت قرارگیری حفره در نمونه شبه سنگی بر الگوی شکست و مقاومت کششی تأثیرگذار است.
Application of Distict Element Method in Fracture Mechanism of Pseudo-Rock Samples Using Brazilian Test Abstract Physical and mechanical characteristics such as porosity, compressive and tensile strength and elasticity modulus are including parameters of rock mass in fracture criterion.