بررسی عددی اثر توام اندازه ذرات و نرخ بارگذاری بر مقاومت کششی سنگ

اثر اندازه ذرات بر روی مقاومت سنگ یکی از موضوعاتی است که در مهندسی ژئوتکنیک مورد توجه است . مطالعات گستردهای در زمینه اثر اندازه ذرات بر روی مقاومت استاتیکی سنگ انجام شده است . با این حال مطالعات انجام شده در خصوص اثر اندازه ذرات بر روی مقاومت دینامیکی سنگ به دلیل پیچیدگی موضوع و محدودیت های موجود کمتر مورد توجه بوده است . در این پژوهش اثر توام اندازه ذرات و نرخ بارگذاری بر مقاومت کششی سنگ با شبیه سازی عددی آزمایش هاپکینسون با استفاده از نرم افزار سه بعدی CA۳ مورد بررسی قرار گرفت . نمونه هایی با قطر و ضخامت ثابت و برابر با ۷/۱۲ میلیمتر با اندازه ذرات متفاوت در محیط المان گسسته و با مدل ذرات به هم متصل ساخته شد. نمونه ها بر اساس خصوصیات ماکرومکانیکی سنگ ماسه آبی پنسیلوانیا کالیبره و آزمایش شدند. نتیجه حاکی از آن است که مقاومت کششی استاتیکی سنگ با افزایش اندازه ذرات اندکی افزایش می یابد اما در شرایط بارگذاری دینامیکی ، این افزایش مقاومت بسیار بزرگتر است . با بررسی الگوی رشد ترک در نمونه نشان داده می شود که چقرمگی شکست و اثر اندازه دانه های سنگ بر آن، نقش اساسی در افزایش مقاومت کششی دینامیکی سنگ ایفا می کند.

کلیدواژه ها:

اثر اندازه ذرات ، اثر نرخ بارگذاری ، روش عددی ذرات بهم متصل ، چقرمگی شکست ، مقاومت کششی سنگ ، آزمایش هاپکینسون