بررسی تاثیر اندازه نمونه بر شکست دینامیکی نمونه های سنگی ترک دار

در بسیاری از شرایط واقعی، توده های سنگی تحت اثر بارهای ضربه ای همانند زلزله، انفجار معادن و برخورد پرتابه های مختلف قرار می گیرند. بنابراین، برای شکست آسان تر توده های سنگی برای حفاری معادن و یا جلوگیری از فروپاشی آن ها باید شرایط شکست مواد سنگی تحت بارهای دینامیکی و ضربه ای را مورد توجه قرار داد. برای این منظور می توان از مفاهیم علم مکانیک شکست استفاده کرد. در علم مکانیک شکست، پارامتری به نام چقرمگی شکست دینامیکی وجود دارد که به نوعی مقاومت شکست قطعات سنگی ترک دار در برابر بارهای دینامیکی را بیان می کند. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که مقدار چقرمگی شکست دینامیکی به ابعاد قطعه وابستگی دارد و برای تخمین شکست قطعات سنگی با ابعاد مختلف باید ارتباط بین مقدار چقرمگی شکست دینامیکی با ابعاد قطعه را دانست. هدف از این مقاله، بررسی اثرات اندازه در مقدار چقرمگی شکست دینامیکی مواد سنگی است. در این راستا، معیاری که مبانی آن بر اساس معیار بیشینه تنش محیطی اصلاح شده می باشد، پیشنهاد می گردد. در معیار پیشنهادی، برای محاسبه تنش های دینامیکی اطراف ترک، علاوه بر جملات تکین، از جملات مرتبه بالاتر نیز استفاده می شود. همچنین، پارامترهای مورد نیاز در این معیار همانند استحکام کششی و فاصله بحرانی، با توجه به شرایط بارگذاری دینامیکی محاسبه و جاگذاری می شوند. به منظور صحه گذاری این معیار، از نتایج آزمایشگاهی موجود در مراجع علمی که در آن مقدار چقرمگی شکست دینامیکی یک نوع سنگ مرمریت با استفاده از قطعات دیسکی شکل تخت شده دارای سوراخ و ترک مرکزی با ابعاد مختلف محاسبه شده است، استفاده می شود. نتایج ارزیابی نشان می دهد که معیار پیشنهادی علیرغم سادگی، می تواند تخمین مناسبی از مقدار چقرمگی شکست دینامیکی قطعات سنگی با ابعاد مختلف داشته باشد.