ارزیابی دقت روش های مختلف اندازه گیری چقرمگی شکست سنگ در شرایط کشش و برش با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی و مدلسازی عددی

اندازه گیری دقیق چقرمگی شکست سنگ ها بعنوان پارامتر کلیدی در تحقیقات مکانیک شکست سنگ، در حالت کشش و برش از اهمیت خاصی برخوردار است. برای تعیین این پارامتر روش های آزمایشگاهی مختلفی ارائه شده است که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. این پایان نامه تلاشی برای ارائه مقایسه ای جامع بین شش روش تعیین چقرمگی مود کششی و سه روش تعیین چقرمگی شکست مود برشی سنگ ها براساس میزان حساسیت نتایج آن ها به تغییر اندازه نمونه ها و تغییر طول ترک در نمونه هاست. به منظور نیل به این هدف و با توجه به ماهیت مقایسه ای این پژوهش، ابتدا 316 نمونه ی ترک دار لازم بطور مصنوعی با مصالح گچی ساخته شدند تا نمونه ها حتی الامکان همگن و همسانگرد بوده و رفتار الاستیک خطی داشته باشند. سپس نتایج بدست آمده از روش های مختلف بطور جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و میزان حساسیت نتایج آن ها به تغییر اندازه نمونه و طول ترک مشخص شده است. در گام آخر نیز با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus، نحوه ی توزیع تنش و جابجایی ها در نمونه های دیسکی ترک دار و نیم دیسکی ترک دار بررسی شده و رفتار شکست نمونه های آزمایشگاهی با نتایج مدلسازی عددی مورد مقایسه قرار گرفته اند که نتایج مطابقت بسیار خوبی را نشان می دهند. با در نظر گرفتن عوامل مختلف نظیر سادگی هندسه نمونه، سادگی بارگذاری، دقت نتایج و تجهیزات بارگذاری لازم، می توان عنوان کرد که براساس نتایج این پژوهش روش نمونه های دیسک برزیلی با ترک مرکزی شورن (ccnbd) که یکی از روش های استاندارد پبشنهادی انجمن بین المللی مکانیک سنگ می باشد، هم در حالت کشش و هم در حالت برش مناسب ترین روش بوده است.