بررسی تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی در آزمایش برزیلی

Abstract

یکی از چالش‌های مهندسان مکانیک‌سنگ، تغییر خواص مکانیکی سنگ‌ها با تغییر اندازۀ نمونه، با عنوان تأثیر مقیاس است. در بحث تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی، پژوهش‌های انجام شده روی سنگ‌ها بسیار محدود است و غالباً روی بتن انجام گرفته است. نتایج تعدادی از تحقیقات گذشته حاکی از کاهش مقاومت با افزایش قطر است، در حالی‌که در تعدادی دیگر بی‌تأثیر بودن مقیاس یا افزایش مقاومت گزارش شده است. هم‌چنین، اغلب این آزمایش‌ها روی دامنۀ کوچکی از قطر انجام شده و رابطه‌ای کلی که تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی سنگ‌ها را نشان دهد و دارای مقبولیت باشد، وجود ندارد. در این مقاله، تأثیر ابعاد نمونه بر مقاومت کششی برزیلی بررسی می‌شود. برای این منظور، نمونه‌های ماسه سنگ با قطر بین 19 تا 145 میلی‌متر تهیه و آزمایش برزیلی روی این نمونه‌ها انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش قطر نمونه مقاومت کششی کاهش می‌یابد. در ادامه این بررسی، با استفاده از آنالیز رگرسیون غیرخطی و با استفاده از مدل‌های هوک و براون، قانون تأثیر مقیاس SEL و قانون مقیاس چند فراکتال MFSL، روابطی برای تخمین مقاومت کششی در قطرهای مختلف ارائه شده و مشخص شد مدل SEL تخمین بهتری از تأثیر مقیاس بر مقاومت کششی ارائه می‌کند