وضعیت موجود و چشم انداز آینده آزمایش سه محوره حقیقی سنگ با معرفی دستگاه جدید ساخته شده

تعیین مشخصات و شناخت رفتار مکانیکی مواد طبیعی موجود در زمین از جمله سنگ و خاک و همچنین مواد مهندسی همچون بتن و شاتکریت از ضروریات انجام فعالیتهای مهندسی در ژئوتکنیک و ژئومکانیک میباشد. از جمله این فعالیتها میتوان به فعالیتهای مهندسی پی، مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی، مهندسی نفت و معدن اشاره نمود. این مواد ممکن است در محیط تحت شرایط مختلف تنشی قرار داشته باشند. از جمله این شرایط تنشی میتوان به بارگذاری تک محوره ( 1> 2= 3=0)، دو محوره ( 1> 2> 3=0) و سه محوره حقیقی ( 1> 2> 3> 0) اشاره نمود. با توجه به پیچیدگیهایی که شبیه سازی آزمایشگاهی حالت تنش سه محوره حقیقی دارد، در آزمایشگاه های مکانیک سنگ عموما از آزمایش بارگذاری سه محوره مرسوم بکمک سلول هوک استفاده میشود. در این دستگاه تنشهای اصلی میانی و حداقل بصورت برابر بر نمونه اعمال میشوند .( 1> 2= 3> 0) این آزمایش با این فرض انجام میشود که تنش اصلی میانی تاثیری در رفتار مکانیکی و خواص مقاومتی مواد مورد نظر ندارد. تحقیقات بعدی نشان داده است که این فرض درست نبوده و شرایط تنشی سه محوره مرسوم پاسخگوی بسیاری از مسائلی که در فعالیتها با آن روبرو هستیم نمیباشد. از این رو در سالهای اخیر تکنیکهای مختلفی برای اعمال شرایط بارگذاری سه محوره حقیقی در آزمایشگاه ارائه شده و در حال توسعه میباشند. در این راستا دستگاه هایی با مکانیزمهای مختلف اعمال بار طراحی و ساخته شده اند. در مقاله حاضر ضمن بررسی تکنیکهای مختلف توسعه یافته برای ایجاد شرایط تنش سه محوره حقیقی و بررسی نقاط قوت و ضعف آنها، به معرفی دستگاه جدیدی که اخیرا در دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شده است، پرداخته میشود. این دستگاه قادر به اعمال شرایط بارگذاری سه محوره حقیقی ( 1> 2> 3> 0) به همراه امکان اعمال فشار منفذی به نمونه میباشد.

کلیدواژه ها:

آزمایش بارگذاری سه محوره حقیقی ، آزمایش بارگذاری سه محوره مرسوم ، فشار منفذی ، تونل و فضاهای زیرزمینی ، ژئومکانیک مخزن