بررسی مکانیزم شکست دیسک‌های شبه سنگی حفره‌دار در آزمون برزیلی

Abstract

بررسی و شناخت رفتار تغییر شکل نمونه‌های سنگ ترد در طول بارگذاری و تاثیر آن در مکانیزم آسیب و توسعه آن حایز اهمیت است. روش‌های مختلفی برای رفتارنگاری آسیب و شکست مصالح ارایه و بسط داده شده است. از بین آن‌ها، روش انتشار آوایی به علت داشتن ویژگی‌های منحصربه‌فرد و توانایی رفتارنگاری جامع در سال‌های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این تحقیق، مکانیزم شکست نمونه‌های شبه‌سنگی حفره‌دار با استفاده از آزمون برزیلی توصیف شده است. هدف این مقاله، بررسی مکانیزم شکست و تاثیر آن روی مقاومت کششی با استفاده از دو روش عددی المان مجزا (DEM) با نرم‌افزار UDEC و اجزای محدود (FEM) با نرم‌افزار RFPA است. در این تحقیق، تاثیر اندازه و موقعیت قرارگیری حفره‌ها بر الگوی شکست و مقاومت کششی نمونه بررسی شده است. بدین منظور، تعدادی مدلسازی عددی با تخلخل‌های مختلف برای شبیه‌سازی آزمون برزیلی انجام شد. شکست کششی معمولا از بالا یا پایین حفره شروع می‌شود و ترک‌ها تا سطح تماس نمونه و فک، گسترش می‌یابند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که مدل‌های ساخته ‌شده با نرم‌افزار UDEC و RFPA از لحاظ الگوی شکست و رشد ترک با آزمون‌های آزمایشگاهی، مطابقت قابل قبولی دارند. همچنین با افزایش تخلخل، مقاومت کششی، رخداد آوایی و انرژی تولید شده به‌ صورت نمایی کاهش می‌یابند. مدلسازی عددی، مقدار مقاومت کششی نمونه‌های شبه سنگی را به دلیل حل کرنش مسطحه، کمتر از آزمون‌های آزمایشگاهی تخمین می‌زند.