بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر ریز ترک ها بر رفتار مکانیکی نمونه‌های سنگی

Abstract

درزه‌ها و ترک‌ها جزء لاینفک سازه‌های سنگی بوده که بر اساس نوع کاربری سازه تحت تأثیر مجموعه‌‌ای از بارهای استاتیک و دینامیک قرار می‌گیرند. یکی از مهمترین عامل گسیختگی سازه‌های سنگی گسترش همین درزه‌ها و ترک‌های موجود در سنگ می‌باشد. ریز ترک‌ها در سنگ معمولاً به دو شکل طبیعی و القایی مشاهده می شود. در این تحقیق، تاثیر ریز ترک های القایی بر رفتار مکانیکی نمونه‌های سنگی بررسی شده است. برای این کار از حرارت برای القای ریزترک در داخل نمونه استفاده شده است سپس آزمون های آزمایشگاهی شامل اولتراسونیک، مقاومت فشارشی تک محوره و برزیلی در آزمایشگاه انجام گرفته و الگوی شکست نمونه‌ها در آزمون مقاومت فشاری تک محوره مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی نشان می-دهد که الگوی شکست نمونه‌های گرانیتی با افزایش ریز ترک ها از حالت "جدایش محوری" به حالت "شکست برشی" تبدیل می-شود . به عبارت دیگر افزایش تعداد ریز ترک ها در نمونه‌های گرانیتی باعث تغییر الگوی شکست نهایی نمونه‌ها از حالت شکست شکننده به شکست شکل‌پذیر می‌شود. همچنین با استفاده از نرم افزار RFPA، ناهمگنی ناشی از ریزترک‌ها به صورت عددی مدلسازی شده و تاثیر آن بر الگوی شکست نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده از مدلسازی عددی مشخص گردید که علت تغییر در الگوی شکست نمونه‌های سنگی با افزایش ریز ترک‌های القایی، کاهش ترک های کششی و افزایش ترک های برشی در نمونه‌ها می باشد.