این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۷، شماره ۶، صفحات ۴۴-۵۵
عنوان فارسی بررسی تاثیر ابعاد نمونه بر رفتار مکانیکی سنگ بکر
چکیده فارسی مقاله رایج‌ترین روش برای تعیین خواص مکانیکی سنگ‌ها، انجام آزمایش در مقیاس آزمایشگاهی و تعمیم آن به خواص درجا می‌باشد. اما نحوه تعمیم خواص آزمایشگاهی به خواص درجا یا بعبارت دیگر تاثیر مقیاس، یکی از چالشهای مهندسین ژئوتکنیک می‌باشد. تعدادی از تحقیقات گذشته، حاکی از کاهش مقاومت با افزایش قطر بوده، درحالیکه تعدادی دیگر افزایش مقاومت تا قطری خاص و یا عدم تاثیر مقیاس را گزارش نموده‌اند. در این مقاله، هدف بررسی تاثیر ابعاد نمونه بر رفتار مکانیکی سنگ بکر می‌باشد. برای این منظور، حدود 120 نمونه ماسه سنگ با قطر بین 19 تا 145 میلیمتر و نسبت لاغری بین 1 تا 4 تهیه گردید و این نمونه‌ها تحت بارگذاری تک محوره قرار گرفتند. نتایج آزمایشات نشان داد که با افزایش قطر نمونه تا حدود 50 میلیمتر، مقاومت فشاری تک محوره افزایش و پس از آن، قطر نمونه تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر مقاومت ندارد. همچنین مشخص گردید که قطر نمونه تاثیر چشم‌گیری بر مدول الاستیسیته و ضریب پواسون ندارد. بنابراین حداقل قطر حدود 50 میلیمتر که توسط استانداردهای ISRM و ASTM برای آزمایش فشاری تک محوره پیشنهاد شده، قطری است که در آن تاثیر مقیاس مشاهده نمی‌گردد. همچنین نتایج بررسی تاثیر نسبت لاغری نشان داد که با افزایش این نسبت تا حدود 5/2، مقاومت کاهش می‌یابد و پس از آن این تاثیر از بین می‌رود. برای بررسی دلیل این رفتار، مکانیزم شکست نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که در نسبت لاغری کم، مکانیزم شکست گسترش ترکهای کششی قائم می‌باشد که باعث ایجاد بالاترین مقاومت در نمونه‌ها می‌گردد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Size effect on the mechanical behavior of intact rock
چکیده انگلیسی مقاله Determination of the rock mass strength is a challenge for geotechnical engineers. Some part of this problem is related to complex interaction of rock mass components, intact rock and discontinuities, and the other part is related to difficulty in determination of the mechanical properties of intact rock and discontinuities. The common approach to determine the mechanical properties of rocks is undertaking laboratory experiments and extrapolate the insitu properties based on these laboratory experiments. This extrapolation, or in the other word size effect, has been remained as a challenge for practical rock engineers for decades. Size effect studies can be divided into two groups of one dimensional scale effect, in which the diameter of samples is fixed and the length of samples are changed, and three dimensional scale effect, in which the ratio of length to diameter, called slenderness ratio, is fixed and the diameter is changed. Review of previous studies on the effect of slenderness ratio on the strength of intact rock shows that in some studies as the slenderness increases up to specific value, the strength decreases while in other studies the slenderness ratio has no significant effect on the strength. Results of previous studies on the effect of sample diameter on the strength of intact rock are also inconclusive. Some studies show that as the diameter of sample increases, the strength decreases while other studies show the increase of strength up to specific diameter or no scale effect. This paper aims to study both one dimensional and three dimensional size effect on intact rock properties. To this end, around 120 sandstone samples with diameter between 19 to 145 mm and slenderness ratio of 1 to 4 were prepared and uniaxial compression tests were carried out on these samples. Uniaxial compression tests were carried out using MTS 815. Axial and circumferential extensometers were used to measure deformation of samples during experiments. Results of this study show that the increase of diameter up to 50 mm resulted in the increase of uniaxial compressive strength and no scale effect was observed for diameters greater than 50 mm. This trend was observed for all slenderness ratios. No scale effect was observed on the elastic modulus and the Poisson's ratio. Therefore, the minimum diameter of around 50 mm, which is suggested by ISRM and ASTM standards, is the size that scale has no effect on the results of uniaxial compression tests. It was found that the increase of slenderness ratio up to 2.5 results in the decrease of strength and no significant effect was observed for greater slenderness ratios. To find out the reason of observed behavior, failure mechanisms of samples at different slenderness ratios were studied. Four types of failure mode were observed in the experiments; generation of a single shear plane, multiple shear planes, shear plane with some cracks in the center of specimens and tensile cracks parallel to the loading direction. It was found that at low slenderness ratios, samples are failed by propagation of tensile cracks which results in higher strength compared to the other failure modes. Therefore, the higher strength of samples with slenderness ratio of 1 is related to this failure mechanism.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله مجتبی بهاالدینی | Mojtaba Bahaaddini
دانشگاه شهید باهنر کرمان

نشانی اینترنتی http://journals.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-16-18705-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات