Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (May 2017)
بررسی خستگی سنگ بکر بلوری تحت بارگذاری کاملاً معکوس شونده
Abstract
در طی پدیده خستگی جسم به علت تجمع آسیب و گسترش ترک ناشی از تکرار روند بارگذاری، در تنشی کمتر از مقاومت استاتیکی خود به‌صورت ناگهانی و ترد می‌شکند. سازندها و سازه‌های سنگی ازجمله گسل‌ها، درزه‌ها، صفحات لایه‌بندی، مخازن زیرزمینی، دیواره تونل‌ها، دیواره حائل پل‌ها، پی راه‌ها و سدها و ... می‌توانند تحت تأثیر بارهای دینامیکی ناشی از زمین‌لرزه‌های بزرگ، انفجار سنگ، آتشباری، حفاری، ترافیک قرار گیرند. در این کار تحقیقاتی رفتار سنگ‌ها تحت تأثیر بارگذاری کاملاً معکوس شونده (کشش – فشار) و به کمک دستگاه آزمایش خستگی ساخته‌شده بر اساس آزمایش رایج خستگی فولاد بررسی شده است. از دو نمونه سنگ بلوری گابروی نطنز و مرمر سبز با ترکیب کانی‌شناسی و منشأ ساخت متفاوت جهت بررسی پدیده خستگی با این روش استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که در نمودار S-N برای هر دو نوع سنگ با کاهش مقدار تنش اعمالی به نمونه، تعداد دوره تحمل شده به‌صورت لگاریتمی افزایش پیدا می‌کند و نمودار هر دو سنگ از رابطه وهلر پیروی می‌کنند. همچنین امکان ارزیابی حد دوام به کمک این نوع آزمایش وجود دارد، درحالی‌که در تحقیقات قبلی این امکان وجود نداشته است. نتایج نشان می‌دهد که حد دوام برای گابروی نطنز در حدود 7/14 مگا پاسکال (53% مقاومت کششی در حالت استاتیکی) و برای مرمر سبز حدود 8/10 مگا پاسکال (60% مقاومت کششی در حالت استاتیکی) است. مقایسه نتایج حاصل‌شده با نتایج سایر مصالح تأیید می‌کند که دستگاه ساخته‌شده و روش مورداستفاده در این تحقیق برای برآورد خستگی در سنگ‌های بلوری مناسب است.
