ارایه رویکرد نوینی برای ساخت مغزه های مصنوعی شکسته با الگوی زبری تعریف شده برای آزمایش در شرایط مخزن

Abstract

در این مقاله به فرآیند ساخت مغزه‌های مصنوعی با قطر 5/1 اینچ برای مطالعه شکستگی نمونه‌های مخزنی پرداخته می‌شود. این نمونه‌ها دارای الگوی منظم‌اند و تمرکز اصلی در خصوص آن‌ها، امکان اجرای زبری بطور کنترل شده است، بنابراین از الگوی کنگره‌ای (دندانه اره‌ای) به عنوان ساختار مصنوعی مفروض در طراحی الگوهای زبر استفاده شد. در روش‌های ایجاد سطوح زبر از طریق شکست سنگ، علاوه بر خارج کنترل بودن زبری، میکروشکستگی‌هایی همراه شکستگی اصلی ایجاد می‌شود. چنانچه از روش‌های پیشرفته برشی مانند سیستم‌های کنترل عددی رایانه‌ای بدین‌منظور استفاده شود؛ باطله برش به اندازه‌ای است که حجم باقیمانده در قیاس با حجم اولیه و مقیاس الگو، از نظر فنی کاملا مردود است. این موارد در کنار هزینه‌بر بودن تامین تجهیزات، پژوهشگران را عملا به استفاده از مغزه‌های مخزنی توام با آزمایش‌های مخرب مجبور می‌کند. در این مقاله روشی ساده اما مبتنی بر رویکرد ابتکاری ارایه شده است که در آن با هزینه کمتر، هیچ یک از این مشکلات وجود نخواهد داشت. در این روش در عین توانایی در اجرای الگو، می‌توان سطح مقطع مغزه را به صورت دوار نگه داشت. همچنین با توجه به قالب‌گیری مغزه، هیچ میکروشکستگی در مغزه وجود نخواهد داشت. این موارد در کنار تشابه ساختاری و بافتی مغزه‌های مصنوعی ساخته شده از بتن ویژه با ابعاد خاص، منجر به پاس شدن آزمون‌های کنترل کیفی تعیین سرعت عبور امواج اولتراسونیک و مقاومت فشاری تک محوری شد و در نهایت در دو طرح اختلاط، مقاومت قابل قبول بیش از 9890 و 11380 psi به دست آمد.