مطالعة آزمایشگاهی تأثیر پیش ترک بر رفتار خزشی سنگ‌های‌ شکننده

Abstract

پایداری بلند مدت سازه­های بنا شده در سنگ، وابسته به تغییر شکل خزشی سنگ­های در برگیرنده سازه می­باشد. بنابراین مطالعة تغییر شکل وابسته به زمان سنگ­ها، در طراحی سازه­های سنگی از اهمیت زیادی برخوردار است. در گذشته تحقیقات زیادی در زمینه رفتار خزشی سنگ‌های نرم مثل مارن، سنگ نمک و شیل انجام شده است. رفتار خزشی سنگ­های شکننده کمتر مورد توجه قرار گرفته است و این درحالی است که سنگ‌ها عموماً رفتاری ترد و شکننده دارند. در این مطالعه رفتار خزشی دو نوع سنگ شکننده با درجه شکنندگی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین از آنجایی که وجود ترک در سازه­های سنگی اجتناب‌ناپذیر است، تأثیر وجود ترک بر رفتار خزشی نمونه­های سنگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه­های سنگی مرمر و ماسه سنگ در دو حالت ترک‌دار و بدون ترک تحت بار ثابت خزش قرار داده شده­اند و بر اساس نتایج آزمون­های انجام شده رابطه­ای برای پیش­بینی رفتار خزشی سنگ­ها در مراحل اول و دوم خزش تحت بار کشش غیر مستقیم ارائه شده است. در نهایت رابطه­ای برای پیش­بینی زمان شروع مرحله سوم خزش تحت بار ثابت، پیشنهاد شده است. نتایج آزمایش­های انجام شده نشان می­دهد که وجود ترک در سنگ مرمر، با درجه شکنندگی بالاتر نسبت به ماسه سنگ، تأثیر بیشتری بر کاهش زمان و کرنش شکست نسبت به ماسه سنگ خواهد داشت. به عبارت دیگر، وجود ترک در سنگی با شکنندگی بالاتر تأثیر بیشتری در کاهش کرنش و به تبع آن زمان شکست دارد.