زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تأثیر بارگذاری دینامیک چرخه‌ای روی خصوصیات مکانیکی و رفتار خستگی سنگ های تونالیتی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود
2 دانشگاه بوعلی سینا همدان
3 دانشگاه لرستان
چکیده
در این پژوهش رفتار خستگی سنگ‌های تونالیت تحت بارگذاری چرخه‌ای تک‌محوره بررسی شد. بدین‌منظور دو نوع بارگذاری نیرو کنترل و جابه‌جایی کنترل استفاده شد. آزمون‌های نیرو کنترل در ترازهای تنش متغییر و دامنۀ بارگذاری ثابت (82% مقاومت تک‌محوری) و فرکانس یک هرتز انجام شد. آزمون جابه‌جایی کنترل به‌صورت پله‌ای با افزایش دامنۀ بارگذاری انجام شد. نتایج آزمون‌های خستگی انجام شده توسط پارامترهای آسیب خستگی شامل کرنش بیشینه و کمینۀ محوری، کرنش بیشینه و کمینۀ جانبی، مدول­های مماسی و متقاطع، چقرمگی و انرژی وارفتگی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این تیپ سنگی کاهش چشم‌گیری در مقاومت خود به‌دلیل آسیب خستگی نشان می‌دهد. از بین پارامترهای آسیب خستگی، پارامتر کرنش جانبی آسیب سه‌مرحله‌ای خستگی را به بهترین شکل نشان می‌دهد. این مطلب مؤید این نکته است که ترک‌های ایجاد شده در راستای بارگذاری جهت یافته­اند. هم‌چنین، آزمون­های جابه‌جایی کنترل نشان داد که رفتار این تیپ سنگی از نوع کرنش نرم‌شوندگی است.
کلیدواژه‌ها

1. Brighenti G., "Reactions of rock to fatigue loading", Proc. 4th Int. Con. On Rock Mechanics, Montreux, 1(1979) 65-70. 2. Stavrogin A.N., Tarasov B.G., "Experimental physics and rock mechanics", Balkem, Rotterdam (2001) 356. 3. Singh S.K., "Fatigue and strain hardening behaviour of Graywacke from the Flagstaff formation, New South Wales", Eng. Geol. 26: 171-9. 4. Zhenyu T., Haihong M., "Technical note: an experimental study and analysis of the behaviour of rock under cyclic loading", Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr. 27(1) (1990) 51-6. 5. Tien Y.M., Lee D.H., Juang C.H., "Strain, pore pressure and fatigue characteristics of sandstone under various load conditions", Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr. 27(4) (1990) 283-9. 6. Zhao M.J., Xu R., "The rock damage and strength study based on ultrasonic velocity", Chin. J. Geotech. Eng. 22(6) (2000) 720-2. 7. Akesson U., Hansson J., Stigh J., "Characterisation of microcracks in the Bohus granite, western Sweden, caused by uniaxial cyclic loading", Eng. Geol. 72 (2004) 131-142. 8. Xiao J.Q., Ding D.X., Xu, G., "Inverted S-shaped model for nonlinear fatigue damage of rock", Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. 46 (3) (2009) 643-8. 9. Xiao J.Q., Ding D.X., Jiang F.L., Xu, G., "Fatigue damage variable and evolution of rock subjected to cyclic loading", Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. 47 (2010) 461-468. 10. Erarslan N., Williams D. J., "Investigating the Effect of Cyclic Loading on the Indirect Tensile Strength of Rocks", Rock. Mech. Rock. Eng. 45 (2012) 327-340. 11. Chen Y. L., Ni J., Shao W., Zhou Y.C., Javadi A., Azzam R., Coalescence of fractures under uni-axial compression and fatigue loading", Rock. Mech. Rock. Eng. 45 (2012) 241-249. 12. Khanlari G.R., Momeni A., Karakus Murat., "Assessment of Fatigue Behavior of Alvand Monzogranite Rocks", Journal of Engineering Geology, Kharazmi university 8 (1) (2014) 2003-2020. 13. Momeni A., Karakus M., Khanlari, G.R., Heidari M., "Effects of cyclic loading on the mechanical properties of a granite", Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. 77 (2014) 89-96. 14. International Society for Rock Mechanics, "Rock characterization testing and monitoring. In: Brown ET (ed) ISRM suggested methods", Pergamon press, Oxford (1981).