تحلیل شکست توده های سنگی ترک دار تحت بار فشار-برشی

سنگ که به عنوان ماده اصلی موجود در معادن، سدها، چاههای نفت و گاز و بسیاری دیگر از سازههای مهندسی مورد مطالعه محققین است، ساختاری شکننده دارد. این شکنندگی ناشی از وجود ریز ترکهای فراوان در سنگ میباشد که تحت اثر بارگذاریهای مختلف همانند زلزله، شروع به رشد میکنند و باعث خرابی سازههای مهندسی و تحمیل هزینههای سنگین میشوند. ترک­ها بسته به موقعیت قرارگیری­شان، می­توانند تحت بارهای مختلفی کشش، برش و فشار قرار گیرند. توده های سنگی که در زیر زمین قرار دارند، به واسطه­ی وجود توده­های 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 لبه­های ترک اجتناب گردد. سپس تنش مماسی در اطراف شیار با کمک روش اجزا محدود محاسبه می­گردد. در آخر، با یک تناسب ساده، بار شکست قطعه­ی 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 درضد قابل قبولی می­باشد.

کلیدواژه ها:

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