%34تخفیف

بررسی تغییرات چقرمگی شکست سنگ ناهمسانگرد(آنیزوتروپ)

تعداد113صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

مهندسی معدن- مکانیک سنگ

بررسی تغییرات چقرمگی شکست سنگ ناهمسانگرد(آنیزوتروپ)

چکيده

از کارهای مهم در طراحی سازه‌های سنگی بررسی رفتار سنگ تحت تنش و تعیین خصوصیات مکانیکی آن می‌باشد. آنیزوتروپی در سنگ پارامترهای مهمی است که در رفتار سنگ باید مورد بررسی قرار گیرد.سنگ‌های آنیزوتروپ خواص مکانیکی متفاوتی در جهت­های مختلف دارند که در طراحی سازه­های سنگی این اختلاف باید مدنظر قرار گیرد. چقرمگی شکست مواد سنگی یک پارامتر اصلی در بررسی شکست یا پایداریسازه‌های سنگی از قبیل پروژه‌های عمرانی، معدنی و نفتی می‌باشد. از این جهت شناخت چقرمگی شکست سنگ­های آنیزوتروپ در طراحی سازه­های سنگی مهم می­باشد. در این تحقیق چقرمگی شکست سنگ آنیزوتروپ مورد بررسی قرار گرفته است. برای تعیین چقرمگی شکست، نمونه­ها به صورتCCNBD و SCB که توسط انجمن بین‌المللی مکانیک سنگ (ISRM)پیشنهادشده‌ است، بوده­اند. نمونه‌هایCCNBD تحت بارگذاری قطری در مود I و مود II  قرار گرفته و نمونه‌هایSCB در مود I تحت بارگذاری خمش قرار گرفت. در هر یک از این حالات زاویه­ی بین صفحه‌ی آنیزوتروپی و محور بارگذاری از صفر تا 90 درجه و با اختلاف 15 درجه تغییر نمود ( 0، 15، 30، 45، 60، 75، 90 =ψ).درمجموع با توجه به این که هر آزمون حداقل 2 بار انجام شده، تعداد 70 نمونه به صورتCCNBD و SCBآزمایش شد. تغییرات چقرمگی شکست مود I و مود II در اثر تغییر زاویه­ی آنیزوتروپی مورد بررسی قرار گرفت.همچنین برای بررسی نحوه‌ی گسترش ترک از سیستم ثبت انتشار آوایی(AE)کمک گرفته شد. یکی از نتایج تحقیق این است که هر چه زاویه بین آنیزوتروپی با محور بارگذاری کم­تر شود چقرمگی شکست کاهش می‌یابد. همچنین آنیزوتروپی بر روی مقاومت سنگ اثر زیادی داشته به صورتی که در نمونه های برزیلین با افزایش زاویه آنیزوتروپی از صفر تا 30 درجه مقاومت کاهش مییابد و بعد از آن با افزایش زاویه آنیزوتروپی مقاومت نمونه افزایش مییابد.

کلمات کلیدی: چقرمگی شکست، سنگ آنیزوتروپ، نمونهCCNBD و SCBو ثبت انتشار آوایی(AE).

فصل 1: 1

مقدمه 1

1-1- مقدمه 2

1-2- روشتحقیق 2

1-3- ساختارپایاننامه 3

فصل 2: 4

ادبیاتموضوع 4

2-1- مقدمه 5

2-2- سنگآنیزوتروپ 5

2-2-1- انواعآنیزوتروپی 7

2-2-1-1- آنیزوتروپیذاتی 7

2-2-1-2- آنیزوتروپیالقایی 8

2-2-2- طبقه‌بندیآنیزوتروپیبراساسشکلمنحنیناهمسانگردی 8

2-2-2-1- آنیزوتروپیصفحه‌اییاکلیواژ 9

2-2-2-2- آنیزوتروپیصفحهلایه‌بندی 11

2-2-3- نسبتناهمسانگردی 13

2-3- تئوریمکانیکشکست 18

2-3-1- مودهایشکست 19

2-3-2-منطقهصدمه‌دیدگی 21

2-3-3- روشهایآزمایشگاهیتعیینچقرمگیشکست 22

2-3-3-1- دیسکترکدارباسوراخمرکزی 22

2-3-3-2- روشهایپیشنهادیانجمنبینالمللیمکانیکسنگ 23

2-3-3-3- دیسکبرزیلیمسطحشده 25

2-3-3-4- نمونهدیسکیبرزیلیبادوترکلبهای 26

2-3-3-5- روشبارگذاریفشاریقطریباترکسراسری 27

2-3-3-6- نمونهنیمدیسکشکافدارتحتخمش 27

2-3-3-7- دیسکبرزیلیباترکمستقیممرکزی(CSTBD) 29

2-3-3-8- دیسکبرزیلیباشکافVشکل(CCNBD) 30

2-3-3-9- مقایسهروشهایارائهشده 34

2-4- روشانتشارآوایی(AE) 35

2-5- مروریبرمطالعاتانجامشده 39

2-5-1- تعیینچقرمگیشکستموادلایهای 39

2-5-2- چقرمگیشکستدرسنگهایآنیزوتروپگرانیت 41

2-5-3- مقاومتکششیدربرخیازسنگهایآنیزوتروپ 47

2-5-4- تعیینچقرمگیشکستسنگآنیزوتروپتحتعواملمحیطی 52

2-5-5- تعیینچقرمگیشکستسنگآنیزوتروپبااستفادهازروشالمانمرزی 55

فصل 3:مطالعاتآزمایشگاهی 62

3-1- مقدمه 63

3-2- موقعیتجغرافیاییمنطقهیسدآزاد 63

3-3- خصوصیاتنمونهموردآزمایش 64

3-4- خواصفیزیکیومکانیکینمونهها 64

3-5- آمادهسازینمونه 68

3-6- دستگاهبارگذاریخودکنترل 72

3-7- سیستمثبتانتشارآواییAE 73

فصل 4:تحلیلنتایج 74

4-1- مقدمه 75

4-2- مقاومتکششینمونههایفیلیت 75

4-3- چقرمگیشکستنمونههایCCNBD 78

4-3-2- شکلشکستنمونههایCCNBD 81

4-4-چقرمگیشکستنمونههایSCB 84

4-4-1- شکلشکستنمونههایSCB 87

4-5- تحلیلپارامترهایانتشارآوایی 88

4-5-1- تعدادرخداد 88

4-5-2- انرژیلحظهشکست 90

4-5-3- دامنهامواج 91

4-5-4- تغییراتAFوRA 92

فصل 5: 95

نتیجهگیری 95

5-1- مقدمه 96

5-2- نتیجهگیری 96

5-4- پیشنهادات 97

مراجع 98

فهرست اشکال

شکل (2-1)طبقه‌بندیآنیزوتروپی [10]. 9

شکل (2-2)منحنیآنیزوتروپیUشکلدراسلیت[11]. 10

شکل (2-3)منحنیآنیزوتروپیدرفیلیت[10]. 10

شکل (2-4)آنیزوتروپیموجی[2]. 11

شکل (2-5)آنیزوتروپیصفحه‌یلایه‌بندی[9]. 12

شکل (2-6)تغییراتمقاومتفشاریتک‌محورینسبتبهزاویهبینصفحهضعفوتنشاصلیحداکثربرایآنیزوتروپیذاتیوالقایی[4]. 12

شکل (2-7)تغییراتمقاومتفشاریتک‌محوریفیلیتنسبتبهجهتبارگذاری[9]. 14

شکل (2-8)انواعمودشکست[19]. 20

شکل (2-9)سیستممختصاتکارتزینبرایتانسورتنش[20]. 21

شکل (2-10)شماتیکیازناحیهشکست[16]. 21

شکل (2-11)نمایششماتیکجزئیاتهندسیوچگونگیبارگذاریفشارینمونهدیسکترکدارباسوراخمرکزی(آیتاللهی،م, 1381). 23

شکل (2-12)الف: ژئومترینمونهCBب: نحوهاعمالبارگذاری[22]. 24

شکل (2-13)جزئیاتهندسینمونهSRوتشریحچگونگیآزمایش[22]. 24

شکل (2-14)نمونهدیسکبرزیلیمسطحشده (FBD) وچگونگیبارگذاری[25]. 25

شکل (2-15)الف: نمونهحلقهاصلاحشدهب: نمونه­یحلقه­یاصلاحشدهترکدار[26]. 26

شکل (2-16)هندسهنمونهدیسکبرزیلیبادوترکلبه­ایوچگونگیبارگذاریفشاریقطری[27]. 26

شکل (2-17)هندسه­ینمونهدرروشبارگذاریفشاریباترکسراسریالف: دیسککاملب: دیسکبادوسطحمسطحوموازی [28]. 27

شکل (2-18)طرحشماتیکنمونهSCBوچگونگیاجرایآزمایشچقرمگیشکستدرمودترکیبیI-II [19]. 28

شکل (2-19)دیسکبرزیلیباترکمستقیممرکزی (CSTBD)[33]. 29

شکل (2-20)ژئومترینمونهCCNBD [35]. 30

شکل (2-21)نحوه­یایجادنمونه­هایCCNBD [35]. 32

شکل (2-22)محدوده­یقابلقبولبرایابعادنمونهCCNBD [35]. 32

شکل (2-23)طرحشماتیکیازپارامترهاییکپالسصوتیدریکرخدادAE [40]. 36

شکل (2-24)تفاوتامواجصوتیثبتشدهدراثرنوعشکست [44]. 38

شکل (2-25)محدوده­یتغییراتفرکانسمتوسطوزاویهخیزبرایترک­هاینوعکششوبرش[40]. 38

شکل (2-26)رابطهچقرمگیشکستباوزنمخصوصویژهبااستفادهازروشضریبشدتتنش[45]. 40

شکل (2-27)رابطهچقرمگیشکستباوزنمخصوصویژهبااستفادهازروشبرآورد[45]. 40

شکل (2-28)رابطهچقرمگیشکستباوزنمخصوصویژهبااستفادهازروشانتگرالJ[45]. 40

شکل (2-29)نمایسهبعدیازسنگ Laurentian Granite[46]. 43

شکل (2-30)چقرمگیشکستسنگLaurentian Granite [46]. 44

شکل (2-31)نمایسهبعدیازسنگBarre Granite [46]. 44

شکل (2-32)چقرمگیشکستسنگBarre Granite [46]. 45

شکل (2-33)نمایسهبعدیازسنگStanstead Granite [46]. 45

شکل (2-34)چقرمگیشکستسنگStanstead Granite [46]. 46

شکل (2-35)نمایسهبعدیازسنگBigwood Granite [46]. 46

شکل (2-36)چقرمگیشکستسنگBigwood Granite [46]. 47

شکل (2-37)زاویهآنیزوترپیونحوه­یبارگذاریدرنمونههایبرزیلین [47]. 48

شکل (2-38)آزمونبرزیلینماسهسنگpostaer [47]. 49

شکل (2-39)آزمونبرزیلینسنگگنایسFreiberger [47]. 50

شکل (2-40)آزمونبرزیلینسنگگنایسLeubsdorfer [47]. 50

شکل (2-41)آزمونبرزیلینسنگاسلیتMosel [47]. 51

شکل (2-42)چگونگیشکستنمونههایبرزیلیندرسنگهایآنیزوتروپ [47]. 52

شکل (2-43)جهتیابیمیکروترکها [48]. 53

شکل (2-44)سرعتموجدرراستایمختلف [48]. 53

شکل (2-45)ایجادترکدرراستایمحورهای 1و3 درنمونههایSCB [48]. 54

شکل (2-46)محفظهیخلا [48]. 54

شکل (2-47)رابطه­یچقرمگیشکستوفشاربخارآب [48]. 55

شکل (2-48)نحوهیشکستنمونههایSCB [48]. 55

شکل (2-49)نمونهCSTBD [49]. 56

شکل (2-50)صفحه­یآنیزوتروپباترکمرکزی 45 درجه [49]. 58

شکل (2-51)نمونهCSTBDسنگآنیزوتروپ [49]. 59

شکل (2-52)ضریبشدتتنشبهازای= 5 نمونهشماره 1 [49]. 59

شکل (2-53)ضریبشدتتنشبهازای= 7 نمونهشماره 2 [49]. 59

شکل (2-54)ضریبشدتتنشبهازای= 5 نمونهشماره 3 [49]. 60

شکل (2-55)ضریبشدتتنشبهازای= 7 نمونهشماره 4 [49]. 60

شکل (3-1)موقعیتوراههایدسترسیبهپروژهسدآزاد [50]. 63

شکل (3-2)مقاومتفشاریبرحسبزاویهتورقبامحوربارگذاری [50]. 65

شکل (3-3)نتایجآزمایشگاهیونتایجپیشبینیشدهبرایآزمایشسهمحوری [50]. 67

شکل (3-4)نمونههایCCNBDتحتمودکششقبلازانجامآزمایش 68

شکل (3-5)دستگاهمغزهگیروساب 69

شکل (3-6)موقعیتصفحاتآنیزوتروپیدرنمونههایCCNBD 69

شکل (3-7)ضرایببدونبعدهندسیبراینمونهCCNBDباقطرmm54 70

شکل (3-8)ضرایببدونبعدهندسیبراینمونهCCNBDباقطرmm74 71

شکل (3-9)ضرایببدونبعدهندسیبراینمونهSCB 71

شکل (3-10)دستگاهبارگذاریخودکنترل 72

شکل (3-11)قطعاتدستگاهانتشارآوایی 73

شکل (4-1)آزمایشبرزیلین 75

شکل (4-2)آزمایشبرزیلینبراینمونهباقطرmm74 وmm54 76

شکل (4-3)شکلشکستنمونه­هایبرزیلین 77

شکل (4-4)نمونهCCNBDتحتمودکششدرحینانجامآزمایش 78

شکل (4-5)چقرمگیشکستمودکششبراینمونهباقطرmm74 وmm54 80

شکل (4-6)چقرمگیشکستمودبرشبراینمونهباقطرmm54 وmm74 80

شکل (4-7)شکلشکستنمونههایCCNBDباقطرmm54 مودکشش 82

شکل (4-8)شکلشکستنمونههایCCNBDباقطرmm74 مودکشش 82

شکل (4-9)نحوهشکستنمونهتحتمودکشش 83

شکل (4-10)شکلشکستنمونههایCCNBDباقطرmm54 مودبرش 83

شکل (4-11)شکلشکستنمونههایCCNBDباقطرmm74 مودبرش 84

شکل (4-12)نحوهشکستنمونهتحتمودبرش 84

شکل (4-13)نمونهSCBدرحینانجامآزمایشتحتمودکشش 85

شکل (4-14)چقرمگیشکستمودکششنمونهSCB 86

شکل (4-15)شکلشکستنمونه­هایSCBتحتمودکشش 87

شکل (4-16)نمودارنیروزمانبراینمونهCCNBDتحتمودکششبازاویهآنیزوتروپیصفردرجه 88

شکل (4-17)تعدادرخدادزمانبراینمونهCCNBDتحتمودکششبازاویهآنیزوتروپیصفردرجه 89

شکل (4-18)نمودارنیروزمانبراینمونهCCNBDتحتمودبرشبازاویهآنیزوتروپیصفردرجه 89

شکل (4-19)تعدادرخدادزمانبراینمونهCCNBDتحتمودبرشبازاویهآنیزوتروپیصفردرجه 90

شکل (4-20)انرژیآزادشدهدرلحظهشکستدرنمونههایSCB 90

شکل (4-21)تغییراتدامنهبرحسبزمانبراینمونهCCNBDبازاویهآنیزوتروپی60  درجهتحتمودکشش 91

شکل (4-22)تغییراتدامنهبرحسبزمانبراینمونهCCNBDبازاویهآنیزوتروپی60  درجهتحتبرش 92

شکل (4-23)تغییراتRAوAFبرحسبزمانبراینمونههایCCNBD 93

شکل (4-24)تغییراتAFوRAبراینمونهCCNBDتحتکشش 93

شکل (4-25)تغییراتAFوRAبراینمونهCCNBDتحتبرش 94

شکل (4-26)تغییراتAFوRAبراینمونهSCBتحتکشش 94

 

 

فهرست جداول

جدول (2-1)نسبتناهمسانگردیبرخیازسنگ‌ها (رامامورتی 1993)[11] 15

جدول (2-2)طبقه‌بندیسنگ‌هابراساسنسبتآنیزوتروپی[11] 16

جدول (2-3)طبقه‌بندیسنگ‌هایفولیاسیونداربرمبنای  [15] 17

جدول (2-4)ابعادنمونهSCB [30] 28

جدول (2-5)ابعادوهندسهیاستانداردنمونههایCCNBD [34] 31

جدول (2-6)مقدارU [36] 33

جدول (2-7)مقدارv [36] 33

جدول (2-8)روابطومقادیرAوB [19] 34

جدول (2-9)مقادیرTوS [19] 34

جدول (2-10)مقایسهیبرخیروشهایتعیینچقرمگیشکست[19] 35

جدول (2-11)کانیهایتشکیلدهنده­یسنگ­هایگرانیت[46] 41

جدول (2-12)خصوصیاتمیکروساختاریسنگهایموردمطالعه[46] 42

جدول (2-13)چقرمگیوخصوصیاتمیکروساختاری[46] 42

جدول (2-14)آزمونبرزیلینماسهسنگpostaer [47] 49

جدول (2-15)آزمونبرزیلینسنگگنایسFreiberger [47] 49

جدول (2-16)آزمونبرزیلینسنگگنایسLeubsdorfer [47] 50

جدول (2-17)آزمونبرزیلینسنگاسلیتMosel [47] 51

جدول (2-18)نتایجبهدستآمدهونتایجاتکینسون (1982) وچن (1998) بهازای=0.5  [49] 57

جدول (2-19)نتایجبهدستآمدهونتایجاتکینسون (1982) وچن (1998) بهازای=45β[49] 57

جدول (2-20)ضریبشدتتنشصفحه­یآنیزوتروپ [49] 58

جدول (3-1)کانیهایتشکیلدهندهنمونهفیلیت 64

جدول (3-2)خواصفیزیکینمونههایفیلیت 64

جدول (3-3)مقاومتتک‌محورینمونههایفیلیت [50] 65

جدول (3-4)نتایجآزمونسهمحوری [50] 66

جدول (3-5)مقدارچسبندگیوزاویهاصطکاکداخلی [50] 67

جدول (3-6)مشخصاتنمونه­هایCCNBDباقطرmm54 70

جدول (3-7)مشخصاتنمونه­هایCCNBDباقطرmm74 70

جدول (3-8)مشخصاتنمونه­هایSCB 71

جدول (3-9)مشخصاتدستگاهبارگذاریخودکنترل 72

جدول (4-1)آزمایشبرزیلینبراینمونههایفیلیت 76

جدول (4-2)چقرمگیشکستبراینمونههایباقطرmm54 79

جدول (4-3)چقرمگیشکستبراینمونههایباقطرmm74 79

جدول (4-4)چقرمگیشکستنمونههایSCB 85

9 دیدگاه برای بررسی تغییرات چقرمگی شکست سنگ ناهمسانگرد(آنیزوتروپ)

  1. Lolita

    Wonderful work! That is the kind of information that are supposed to be shared around the
    net. Shame on Google for no longer positioning
    this submit higher! Come on over and talk over with my website .
    Thank you =)

    Also visit my website: lexapro en ligne livraison rapide

  2. Ygaivl

    prescription medication for severe allergies does benadryl make you sweat claritin allergy sinus 12hr costco

  3. Estella

    Hi to every one, because I am Affordable recycled auto parts in Kansas City fact keen of reading this web site’s post to be updated on a regular basis.
    It includes nice material.

  4. Joleen

    This piece of writing is genuinely a nice one it assists new
    web people, who are wishing in favor of blogging.

    my web blog; acquisto di evorel marca Mylan

  5. Estella

    If you would like to increase your knowledge simply keep
    visiting this web page and be updated with the newest news posted
    here.

    Feel free to visit my site: Ibu online beschikbaar in Nederland

  6. Glenna

    Hi there Dear, are you truly visiting this site regularly, if so after that
    you will definitely take nice know-how.

    Feel free to surf to my web-site; Comprar prilosec en línea en España

  7. Owen

    Great article, totally what I wanted to find.

    Take a look at my website … glyburide online senza ricetta in Italia

  8. FloydSlusa

    mexico pharmacies prescription drugs: mexico pharmacy – mexico pharmacy

  9. PedroFug

    mexico pharmacy: purple pharmacy mexico price list – medicine in mexico pharmacies

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo