تحلیل شکست توده های سنگی ترکدار تحت بار فشار-برشی

سنگ که به عنوان ماده اصلی موجود در معادن، سدها، چاه های نفت و گاز و بسیاری دیگر از سازه های مهندسی مورد مطالعه محققین است، ساختاری شکننده دارد. این شکنندگی ناشی از وجود ریز ترکهای فراوان در سنگ میباشد که تحت اثر بارگذاری های مختلف همانند زلزله، شروع به رشد میکنند و باعث خرابی سازه های مهندسی و تحمیل هزینه های سنگین میشوند. ترکها بسته به موقعیت قرارگیری شان، میتوانند تحت بارهای مختلفی کشش، برش و فشار قرار گیرند. توده های سنگی که در زیر زمین قرار دارند، به واسطه ی وجود توده های بالادستی، همواره تحت فشار قرار میگیرند. بنابراین، در اینگونه سنگها، بارگذاری فشاری-برشی مود غالب بوده و باید مورد بررسی قرار گیرد. لذا، در این مقاله، به تحلیل شکست قطعات سنگیترکدار تحت بارگذاری فشاری-برشی پرداخته میشود. برای این منظور، یک روش تنش-پایه، بر اساس معیار بیشنه تنش محیطی ارائه میگردد. ابتدئا، ترک به صورت یک شیار U شکل باریک در نظر گرفته میشود تا از پیچیدگیهای تعریف تماس در لبه های ترک اجتناب گردد. سپس تنش مماسی در اطراف شیار با کمک روش اجزا محدود محاسبه میگردد. در آخر، با یک تناسب ساده، بار شکست قطعه ی سنگی تخمین زده میشود. برای ارزیابی، روش پیشنهادی، از نتایج آزمایشگاهی که در مقالات علمی چاپ شده است، استفاده میگردد. ارزیابیها نشان میدهد که روش پیشنهادی قادر به تخمین بار شکست با درصد قابل قبولی میباشد .

کلیدواژه ها:

شکست سنگ ، قطعه ترک دار ، بارگذاری فشار-برش ، روش تناسبی ، اجزا محدود