ارزیابی سه آزمون رایج جهت تعیین چقرمگی شکست مود I استاتیکی سنگ ها

Abstract

چقرمگی شکست مبین مقاومت در برابر گسترش ترک می باشد که یکی از مهمترین پارامترهای مکانیک شکستی سنگ ها و سایر جامدات می باشد. چقرمگی شکست مود I سنگ ها یکی از خواص ذاتی بسیار مهم آن ها جهت پیش بینی گسترش ترک در کشش و در فرآیند شکست هیدرولیکی می باشد. تاکنون، روش های متنوعی جهت تعیین چقرمگی شکست مود I سنگ ها ارائه شده است که نتایج آن ها در عمل انطباق چندان مناسبی با یکدیگر ندارند. در این مقاله سه آزمون نمونه ی استوانه ای با شیار چورون، آزمون برزیلی و آزمون برزیلی مسطح شده، جهت تعیین مقدار چقرمگی شکست مود I برروی نمونه ی سنگی بازالت انتخاب شدند. پس از بررسی نتایج آزمایشگاهی و مدلسازی عددی با روش المان محدود سه بعدی، نهایتا، آزمون نمونه ی استوانه ای با شیار چورون به دلیل رشد پایدار یک ترک طبیعی، کم تر بودن حجم ناحیه ی پلاستیک نسبت به حجم کل نمونه و در نتیجه صحت بیش تر فرض الاستیک خطی در این نمونه، همچنین عدم تاثیر شرایط مرزی بر مقادیر چقرمگی شکست و آماده سازی نسبتا مناسب آن بهترین آزمون در بین سه آزمون اشاره شده جهت تعیین چقرمگی شکست مود I سنگ ها تشخیص داده شد.