مقاومت فشاری تک محوری سنگ تحت چرخه ذوب ویخبندان با استفاده از روش المان مجزا

هدف اصلی این مطالعه توسعه یک روش مبتنی بر المان مجزا برای مدلسازی و محاسبه مقاومت فشاری تک محوری نمونه سنگی در سنگ های آبدار ناشی از چرخه های انجماد- ذوب می باشد. نرم افزار مورد استفاده PFC۳d مبتنی بر روش المان مجزا است . تعداد چرخه های در نظر گرفته شده ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰ و ۱۰۰ می باشد. این روش، تورم ناشی ازیخبندان در سنگ را با در نظر گرفتن انبساط ذراتیخ درون منافذ شبیه سازی می کند. مقاومت فشاری تک محوری با افزایش تعداد چرخه های ذوب- انجماد به تدریج کاهش یافته است . به طوری که کاهش تقریبا ۳۵ درصدی برای نمونه سنگی بعد از ۱۰۰ چرخه نسبت به نمونه سنگ اولیه مشاهده شد. مقاومت فشاری تک محوری از ۳۷.۷۰ مگاپاسکال به ۷۳.۶۰، ۴۹.۶۵، ۴۹.۶۱، ۸۷.۵۶ و ۴۶.۴۷ مگاپاسکال بعد از ۲۰، ۴۰، ۸۰،۶۰ و ۱۰۰ چرخه ذوب و انجماد رسیده است . این پدیده به علت افزایش حجم یخ در حفرهها در اثر چرخه های مکرر ذوب و انجماد رخ داده است . این افزایش حجم یخ باعث ایجاد نیروهای تورمی در داخل نمونه سنگ شده و با تکرار این چرخه ها، ترکها به تدریج شکل گرفتند و تعداد آنها افزایش یافته است . همچنین ، کرنش حداکثر با افزایش تعداد چرخه های انجماد - ذوب به طور قابل توجهی کاهش یافته است .

کلیدواژه ها:

سنگ ، چرخه ذوب و انجماد ، مقاومت فشاری تک محوری ، روش المان مجزا