برآورد مقاومت کششی ماسه سنگ با استفاده از روش المان مجزا

مقاومت کششی که یکی از پارامترهای مهم در کاربردهای مهندسی سنگ است به دلیل دشواری انجام آزمایشهای مستقیم، اغلب به طور غیر مستقیم اندازه گیری می شود. سنگها به طور کلی در برابر تنش کششی مقاومت کمتری دارند و ترکهای کششی معمولا پیش از شکست برشی یا فشاری رخ می دهند. در حالی که عملکرد مکانیکی لایه های سنگی تحت فشار به طور گسترده ای بررسی شده است، رفتار کششی آنها کمتر شناخته شده است. مطالعه حاضر شامل روش محاسباتی استوار بر روش المان مجزا برای ارزیابی تاثیر پارامترهای مکانیکی بر مقاومت و الگوی شکست سنگهای تحت کشش مداوم است. اثر دو پارامتر کلیدی شامل ظرفیت کششی تماس بین ذره ای (۸، ۱۰، ۱۲ و ۱۴ مگاپاسکال) و تخلخل اولیه نمونه (۰.۱، ۰.۱۵، ۰.۲ و ۰.۲۵) بر رفتار کششی مدل های ماسه سنگ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از نمودارهای تنش-کرنش نشان داد که افزایش کششی تماس بین ذره ای موجب افزایش محسوس مقاومت نهایی نمونه ها تحت بارگذاری کششی می شود که حاکی از نقش تعیین کننده پیوندهای بین ذره ای در انتقال تنش های کششی است. همچنین مشاهده شد که در تخلخل های پایین تر نظیر ۰.۱ و ۰.۱۵ مقاومت کششی به مراتب بالاتر بوده و ساختار پیوسته تری از انتقال نیرو فراهم می آید. در مقابل، افزایش تخلخل منجر به کاهش پیوستگی ذرات و در نتیجه کاهش مقاومت نهایی شد.

کلیدواژه ها:

ماسه سنگ ، مقاومت کششی ، کشش مستقیم ، المان مجزا ، تخلخل ، کششی ، تماس بین ذره ای