| عنوان فارسی مقاله: |
تاثیر تنش اصلی میانگین بر رفتار شکست سنگ؛ مطالعه عددی |
| عنوان انگلیسی مقاله: |
The influence of the intermediate principal stress on rock failure behaviour: A numerical study |
چکیده
تاثیر تنش اصلی میانگین بر مقاومت سنگ به طور جامع توسط محققان پیشین مورد مطالعه قرار گرفته است. با این حال، دلیل اینکه مقاومت سنگ در ابتدا افزایش می یابد و پس از آن با افزایش تنش اصلی متوسط کاهش می یابد، هنوز معلوم نیست. در این مقاله، مکانیسم تاثیر تنش اصلی میانگین بر رفتار شکست سنگ به وسیله یک روش عددی با استفاده از سیستم EPCA3D (دستگاه الاستوپلاستی سلولی) آشکار می شود. در این مطالعه، هر دو سنگ همگن و ناهمگن در نظر گرفته شده است. ناهمگنی یک نمونه سنگ با معرفی توزیع آماری Weibull مدل سازی می شود. دو معیار، از جمله مدل های دراکر پراگر و موهر کولمب، برای تعیین اینکه آیا یک عنصر مزوسکوپیک در نمونه سنگ در حالت شکست است یا نه در طی فرآیند بارگذاری تنش چند محوره، مورد استفاده قرار می گیرد. شبیه سازی EPCA3D پدیده معمولی تاثیر تنش اصلی میانگین را که در برخی آزمایش های سنگ رخ می دهد، بازسازی می کند. با مطالعه انتشار صوتی و منحنی تنش-کرنش کامل شبیه سازی شده توسط EPCA3D، که نشان دهنده شکست اولیه، انتشار و به هم پیوستن در فرآیند شکست سنگ هاست، ماهیت تاثیر تنش اصلی میانگین دنبال می شود. به این نتیجه می رسیم که توزیع تنش ناهمگونی ناشی از ناهمگونی طبیعی سنگها و اثر بارگذاری بار، دو دلیل برای ایجاد تأثیر تنش اصلی متوسط است. مطالعات نشان می دهد که یک تنش اصلی متوسط محدود، شروع شکست موضعی را به تاخیر می اندازد که به نوبه خود منجر به افزایش مقاومت سنگ می شود. با این حال، هنگامی که تنش اصلی میانگین به مقدار مشخصی برسد، شکست موضعی از طریق اعمال تنش اصلی میانگین شکل می گیرد. این تعداد عناصر شکست خورده در ناحیه پیش اوج است که تعیین می کند که آیا مقاومت سنگ کاهش می یابد یا خیر. مقدار کاهش مقاومت سنگ هنگامی که تنش اصلی میانگین به مقدار خاصی می رسد با افزایش تنش اصلی حداقل، کاهش می یابد.
