نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

ارائه یک مدل خرابی ریز مکانیکی با لحاظ سازوکارهای ترک باله‌ای و ترک ثانویه به صورت توأمان تحت بارگذاری دینامیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر و امور تحقیق و توسعه مجتمع مس سونگون
2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.
چکیده
مدل‌های خرابی ریزمکانیکی به‌عنوان روش‌های نوین برای در نظر گرفتن فیزیک واقعی مساله در خصوص رشد و انتشار ریزترک‌ها )جوانهزنی ترکهای باله‌ای( هستند. با توجه به اینکه مواد سنگی توزیع مختلفی از ریزترک‌های اولیه ازنظر اندازه و جهت دارند، لذا تحت بارگذاری دینامیکی اکثر ریزترک‌های ذاتی موجود در مواد سنگی فعال‌شده و رشد می‌کنند. مدل‌های خرابی ریزمکانیکی که تاکنون ارائه شده اند، خرابی ناشی از سازوکار ترک باله‌ای را در فرمول‌بندی خود در نظر گرفته‌اند. مطالعات آزمایشگاهی انجام‌شده توسط محققین مختلف رشد ترک‌های ثانویه در امتداد ریزترک‌های اولیه را به اثبات رسانده است. لذا در این تحقیق سازوکار ترک ثانویه (خرابی حاصل از رشد ترک ثانویه و کرنش‌های غیر الاستیک ناشی از لغزش نامتقارن سطوح ترک ثانویه برشی) به همراه سازوکار ترک بالهای (خرابی حاصل از رشد ترک باله‌ای و کرنش‌های غیر الاستیک ناشی از پدیده گوه‌ای‌شدن) مطالعه شده است. روش همگنسازی خودسازگار برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک‌ها استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج مدل خرابی ریزمکانیکی آزمایش فشاری هاپکینسون بر روی نمونه‌های سنگی سونگون پورفیری به ازای نرخ‌های کرنش دینامیکی انجام شده است. با توجه به قابلیت نرم‌افزار تفاضل محدود FLAC در شبیه‌سازی بارگذاری‌های دینامیکی، فرمول‌بندی مدل خرابی ریزمکانیکی در قالب دستورات فیش در محیط این نرم‌افزار کد‌نویسی شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های عددی تطابق خوبی با نتایج مطالعات آزمایش فشاری هاپکینسون بر روی نمونه‌های سنگی سونگون پورفیری دارد. لذا می‌توان استنتاج کرد که مدل خرابی ریزمکانیکی توسعه داده شده قابلیت خوبی در شبیه‌سازی فیزیک واقعی مساله تحت بارگذاری‌های دینامیکی دارد.
کلیدواژه‌ها