شماره راهنما :
1179 دكتري
پديد آورنده :
جمالي زواره، سعيد
عنوان :
مطالعه شكست خستگي سنگهاي كريستاله تحت بار معكوس شونده
گرايش تحصيلي :
مكانيك سنگ
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده معدن
صفحه شمار :
چهارده، ۹۵ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميد هاشم الحسيني، عليرضا باغبانان
توصيفگر ها :
خستگي سنگ , سنگ بكر بلوري , روش تنش – عمر , بارگذاري كاملاً معكوس شونده , حد دوام , معيارهاي خستگي
استاد داور :
مرتضي احمدي، محمدرضا فروزان، محمود بهنيا
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/02/31
كد ايرانداك :
ID1179 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در طي پديده خستگي جسم به علت تجمع آسيب و گسترش ترك ناشي از تكرار روند بارگذاري در تنشي كمتر از مقاومت استاتيكي خود بهصورت ناگهاني و ترد ميشكند تجربيات گذشته نشان مي دهد كه بيش از 09 درصد از مجموع شكست هاي مكانيكي كه در ساير مواد از جمله فلزات اتفاق مي افتد ناشي از اثر خستگي است سازندها و سازههاي سنگي ازجمله گسلها درزهها صفحات اليهبندي مخازن زيرزميني ديواره تونلها ديواره حائل پلها پي راهها و سدها و ميتوانند تحت تأثير بارهاي ديناميكي ناشي از زمينلرزههاي بزرگ انفجار سنگ آتشباري حفاري ترافيك قرار گيرند اگرچه بررسي هاي زيادي در مورد شكست سازه هاي سنگي تحت بار خستگي صورت نگرفته است ولي بدون شك در سازه هاي سنگي نيز به علت وجود شكستگي هاي و ترك هاي بسيار زياد و همچنين تأثير طيف وسيعي از انواع بارگذاري هاي ديناميكي بر سازه هاي سنگي مطالعه شكست خستگي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است در اين تحقيق با انجام چند مجموعه مطالعه آزمايشگاهي رفتار سنگها تحت تأثير بارگذاري متناوب بر اساس روش تنش عمر بررسي شده است براي اين منظور دستگاه آزمايش خستگي تير سنگي چرخان با الهام از دستگاه تير چرخان تحت خمش كه در فلزات كامال متداول و رايج است توسعه داده شد نتايج بهدستآمده از آزمايش خستگي روي پنج نوع سنگ ساختماني پركاربرد با تركيب كانيشناسي و منشأ ساخت متفاوت نشان ميدهد كه در نمودار تنش عمر براي همه سنگ ها با كاهش مقدار تنش اعمالي به نمونه تعداد دوره تحمل شده بهصورت لگاريتمي افزايش پيدا ميكند رابطه بين تنش و عمر در نمونه هاي سنگي تطابق مناسبي با روابط وهلر باسكواين استرومير و ويبول دارد اما نتايج آزمايش ها بهترين تطبيق را با رابطه وهلر دارد همچنين برآورد مقدار حد دوام به كمك اين نوع آزمايش امكان پذير شده و نتايج نشان ميدهد كه تمام سنگ هاي آزمايش شده داراي حد دوام هستند حد دوام استخراج شده از نتايج نشان مي دهد كه براي همه سنگها حد دوام در محدوده يك تا ده ميليون دوره بارگذاري و براي سنگهاي آزمايش شده در محدوده 4 0 تا 6 0 مقاومت كششي خمشي آنهاست تحليل ها نشان داد كه حد دوام بيشترين وابستگي را به مقاومت كششي تحت خمش دارد و رابطه اي درجه دو به فرم رابطه برند و ساترلين مناسب ترين نتايج را براي برآورد حد دوام از روي مقاومت كششي خمشي براي سنگ ها دارد بررسي اثر فركانس بارگذاري روي مقاومت خستگي نمونه ها نشان دهنده ي افزايش عمر خستگي در پي افزايش فركانس است اما فركانس بارگذاري بر مقدار حد دوام تاثيرگذار نيست و نمونه هايي تحت تنش كمتر از حد دوام توانستند بيش از يك ميليون دوره را تحمل كنند بررسي سطح مقطع شكست خستگي نشان داد كه ترك خستگي به صورت منحني انتشار يافته و ناحيه مربوط به گسترش ترك خستگي با حالت موج هاي جهت يافته و قسمت مربوط به سطح مقطع باقيمانده نمونه كه بعد از گسترش ترك خستگي در انتهاي دوره بارگذاري به صورت ناگهاني جدا شده را از هم جدا ميكند همچنين جدا شدگي دانه ها و پودر شدگي در تصاوير ميكروسكوپي مربوط به شكست خستگي به وضوح از شكست استاتيكي بيشتر است نتايج بررسي تاثير تنش ميانگين بر حد خستگي نشان داد كه افزايش مقدار تنش ميانگين چه در حالت كششي و چه در حالت فشاري باعث كاهش مقدار حد خستگي شد و اين نتايج آزمايشگاهي سنگ براي تاثير تنش ميانگين بر مقاومت خستگي بيشترين مطابقت را با معيار گودمن اصالح شده دارند تطابق مناسب نتايج حاصلشده با نتايج ساير مصالح تأييد ميكند كه دستگاه ساختهشده و روش مورد استفاده در اين تحقيق براي برآورد خستگي سنگها مناسب است كلمات كليدي خستگي سنگ سنگ بكر بلوري روش تنش عمر بارگذاري كامال معكوس شونده حد دوام معيارهاي خستگي
چكيده انگليسي :
92 مراجع 1 Shigley J E C R Mischke R G Budynas X Liu and Z Gao Mechanical engineering design 9th ed New York USA McGraw Hill 2011 2 Stephens R I A Fatemi R R Stephens and H O Fuchs Metal fatigue in engineering USA John Wiley Sons 2000 3 Bagde M N and V Petro Fatigue properties of intact sandstone samples subjected to dynamic uniaxial cyclical loading International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 42 2 pp 237 250 2005 4 Bagde M N and V Petro Waveform effect on fatigue properties of intact sandstone in uniaxial cyclical loading Rock mechanics and rock engineering Vol 38 3 pp 169 196 2005 5 Bagde M N and V Petro Fatigue and dynamic energy behaviour of rock subjected to cyclical loading International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 46 1 pp 200 209 2009 6 Bagde M N and V Petro Dynamic Properties of Sandstone Rock Subjected to Cyclic Loading ISRM India Journal Half Yearly Technical Journal of Indian National Group of ISRM Vol 1 1 pp 5 16 2012 7 Cerfontaine B and F Collin Cyclic and fatigue behaviour of rock materials review interpretation and research perspectives Rock Mechanics and Rock Engineering Vol 51 2 pp 391 414 2018 8 Nielsen K and T Malvik Grindability enhancement by blast induced microcracks Powder Technology Vol 105 1 3 pp 52 56 1999 9 Aliabadian Z M Sharafisafa and M Nazemi Simulation of dynamic fracturing of continuum rock in open pit mining Geomaterials Vol 3 03 pp 82 2013 10 Chen X Q Zhang S Li and D Liu Geo mechanical model testing for stability of underground gas storage in halite during the operational period Rock Mechanics and Rock Engineering Vol 49 7 pp 2795 2809 2016 11 Barto ov Stresses from loading on rigid pavement course Slovak Journal of Civil Engineering Vol 1 pp 32 37 2003 12 Burdine N Rock failure under dynamic loading conditions Old SPE Journal Vol 3 1 pp 1 8 1963 13 Haimson B C and C M Kim Mechanical Behavior of Rock under Cyclic Fatigue in Stability of Rock Slopes United States ASCE 1971 14 Attewell P and I Farmer Fatigue behaviour of rock in International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Geomechanics Abstracts Elsevier 1973 15 Singh S Fatigue and strain hardening behaviour of graywacke from the flagstaff formation New South Wales Engineering geology Vol 26 2 pp 171 179 1989 16 Ray S M Sarkar and T Singh Effect of cyclic loading and strain rate on the mechanical behaviour of sandstone International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 36 4 pp 543 549 1999 17 Lavrov A Kaiser effect observation in brittle rock cyclically loaded with different loading rates Mechanics of materials Vol 33 11 pp 669 677 2001 18 Lee H Y Park T Cho and K You Influence of asperity degradation on the mechanical behavior of rough rock joints under cyclic shear loading International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 38 7 pp 967 980 2001 19 Li N P Zhang Y Chen and G Swoboda The mechanical properties and a fatigue damage model for jointed rock masses subjected to dynamic cyclical loading International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 38 7 pp 1071 1079 2001 20 Gatelier N F Pellet and B Loret Mechanical damage of an anisotropic porous rock in cyclic triaxial tests International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol 39 3 pp 335 354 2002 21 Gong M and I Smith Effect of waveform and loading sequence on low cycle compressive fatigue life of spruce Journal of materials in civil engineering Vol 15 1 pp 93 99 2003
استاد راهنما :
حميد هاشم الحسيني، عليرضا باغبانان
استاد داور :
مرتضي احمدي، محمدرضا فروزان، محمود بهنيا
