پديد آورنده :
افشار، رشيد
عنوان :
تأثير اندازه دانه بندي بر چقرمگي شكست مواد شبه سنگي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مكانيك سنگ
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 95ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
لهراسب فرامرزي
استاد مشاور :
محمود بهنيا
توصيفگر ها :
چقرمگي شكست , آزمايش خمش سه نقطه اي , اندازه دانه بندي , زاويه گسترش ترك , طول ترك
استاد داور :
عليرضا باغبانان، مسعود چراغي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/13
رشته تحصيلي :
مهندسي معدن
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/14
چكيده فارسي :
شكستگي در سنگ ناشي از بار اعمالي منجر به شروع و گسترش ترك و درنهايت شكل گرفتن صفحات جدايي در سنگ ميشود. شكستگي در سنگ معمولاً تحت سه مود كششي، برشي و تركيبي انجام ميشود كه در علم مكانيك شكست شرايط بحراني سنگ تركخورده توسط شدت تنش موجود در نوك ترك تعيين ميشود. بهمنظور تحليل شدت تنش موجود در نوك ترك، پارامترهاي اصلي شكست K_I و K_II كه به ترتيب ضريب شدت تنش در مود I و مود II ميباشند، كه ميزان مقاومت ماده را در مقابل رشد و گسترش ترك مشخص ميسازند. چقرمگي شكست سنگ، در بسياري از حوزهها ازجمله پيهاي سنگي، شكست هيدروليكي و طراحي فضاهاي زيرزميني كاربرد دارد. در اين پژوهش، تعيين چقرمگي شكست با در نظر گرفتن اندازه دانهبندي و با استفاده از آزمايش خمش سهنقطه¬اي بر روي نمونه¬هاي بتني تعيينشده است. مقادير چقرمگي با معيارهاي مختلف شكست تعيين و مقايسه شده است. تأثير اندازه دانهبندي بر پارامترهاي شكست و مسير گسترش ترك ارزيابيشده است. براي اين منظور حداقل سه تكرار آزمايش جهت انجام آزمايش چقرمگي شكست بر روي نمونههاي SCB مورد بررسي قرار گرفتند. در اين تحقيق از معيار شكست كرنش مماسي حداكثر و كرنش مماسي حداكثر تعميميافته به همراه معيارهاي مرسوم شكست، جهت پيشبيني زاويه شروع ترك و مقادير چقرمگي شكست استفادهشده است. با افزايش اندازه دانهبندي، مقدار چقرمگي شكست تحت مود I، II و مود تركيبي I-II افزايش نشان داد. نمونههاي با اندازه دانهبندي 19-0 ميليمتر داراي بيشترين مقدار بار شكست و نمونههاي با اندازه دانهبندي 5-0 ميليمتر از كمترين مقدار بار شكست برخوردار بودند و اين نشاندهنده اين است كه با افزايش اندازه دانهبندي و همچنين با افزايش اندازه قطر نمونه متناسب با دانهبندي، مقدار بار شكست افزايش مييابد. با افزايش اندازه دانهبندي زاويه گسترش ترك كاهشيافته و براي نمونههاي با اندازه دانهبندي 19-0 ميليمتر داراي كمترين مقدار و نمونههاي با اندازه دانهبندي 5/9-0 ميليمتر بيشترين مقدار زاويه گسترش ترك را نشان داده است. با افزايش زاويه شيب ترك، نسبت طول ترك ثانويه به طول ترك اوليه افزايشيافته كه در نمونههاي با اندازه دانهبندي 5/9-0 ميليمتر داراي بيشترين مقدار و در نمونههاي با اندازه دانهبندي 5/12-0 ميليمتر كمترين نسبت طول ترك ثانويه به طول ترك اوليه را نشان داده است.
چكيده انگليسي :
Fractures in the rock due to the applied load lead to the crack initiation and propagation and eventually the formation of separation plates in the rock. Fracture in rock is usually done under three modes of tensile, shear and mixed. In fracture mechanics, the critical condition of a cracked rock is determined by the stress intensity at the crack tip. In order to analyze the stress intensity at the crack tip, the main fracture parameters K_I and K_II, which are the stress intensity factors in mode I and mode II, respectively, determine the strength of the material against crack growth and propagation. Rock fracture toughness is used in many fields including rock foundations, hydraulic fractures and underground space design. In this study, the fracture toughness was determined by considering the grain size and using a three-point bending test on concrete specimens. Toughness values have been determined and compared with different fracture criteria. The effect of grain size on fracture parameters and crack propagation path has been evaluated. For this purpose, at least three replications of the fracture toughness test were performed on SCB specimens. In this research, the maximum tangential strain fracture criterion and the extended maximum tangential strain criterion along with conventional fracture criteria have been used to predict the crack initiation angle and fracture toughness values. With increasing grain size, the amount of fracture toughness increased under modes I, II and mixed mode (I-II). Samples with a grain size of 0-19 mm had the highest fracture load and samples with a grain size of 0-5 mm had the lowest fracture load. This indicates that the amount of fracture load increases with increasing grain size and also with increasing sample size in proportion to grain size. With increasing grain size, the crack propagation angle decreased and for samples with a grain size of 0-19 mm had the lowest value and samples with a grain size of 0-9.5 mm showed the highest amount of crack propagation angle. With increasing crack inclination angle, the ratio of secondary crack length to primary crack length has increased, which has the highest value in samples with a grain size of 0-9.5 mm and in samples with a grain size of 0-12.5 mm, the lowest ratio of secondary crack length to initial crack length has Shown.
استاد راهنما :
لهراسب فرامرزي
استاد مشاور :
محمود بهنيا
استاد داور :
عليرضا باغبانان، مسعود چراغي