• شماره ركورد
    27444
  • پديد آورنده

    حسام الدين اصفهاني

  • عنوان
    بررسي شكست مواد سنگي در حضور شيار U شكل تحت مود اول بارگذاري
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي
  • سال تحصيل
    1396
  • تاريخ دفاع
    1401/8/3
  • استاد راهنما
    مجيد رضا آيت اللهي
  • استاد مشاور
    علي رضا ترابي
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    بررسي شكست توده‌هاي سنگي و تعيين مقاومت در برابر شكست آن‌ها يكي از مسائل مهم مهندسي مي‌باشد. مطالعه رفتار شكست سنگها با هندسه‌هاي مختلف، در مقابل انواع حالت‌هاي بارگذاري، در اكثر حوزه‌هاي مهندسي حائز اهميت مي‌باشد. با شناخت نحوه رفتار توده‌هاي سنگي در مقابل رشد ترك، مي‌توان شرايط تخريب و يا عدم تخريب سنگ‌ها را در حوزه‌هاي عملي پيش‌بيني كرد. در زمينه ژئومكانيك، اهميت اين موضوع از دو جنبه تخريب آسان‌تر صخره‌ها و بسترهاي سنگي و معدني براي استخراج آسان‌تر و اقتصادي‌تر نفت و برش راحت‌تر، آسان‌تر و ارزان‌تر يا جلوگيري از شكست توده‌هاي سنگي و به تبع آن جلوگيري از خسارات ناشي از تخريب نظير فروريزي و نشت چاه‌هاي نفت، تخريب سازه‌هاي بتوني و صخره‌هاي كناره جاده‌اي مي‌باشد. بنا به دلايل مختلفي همچون شرايط آب و هوايي و عمليات حفاري ممكن است در توده‌هاي سنگي شيارهايي با شكل‌هاي مختلف ايجاد شود. شيار U شكل يكي از انواع شيارها مي‌باشد كه باعث ايجاد تمركز شديد تنش در تودههاي سنگي شده و شرايط شكست آن‌ها را بحراني‌تر مي‌كند. بنابراين، لازم است تا افت بارپذيري توده‌هاي سنگي با شيار U شكل مورد توجه مهندسين در حوزه مواد مختلف از جمله مواد سنگي و معدني قرار گيرد. از جمله اهميت شكست سنگ‌ها در صنعت مي‌توان به كاربرد آن در عمليات راه‌سازي، تونل‌سازي، حفر چاه‌ها، شكست هيدروليكي چاه‌هاي نفت و ... اشاره نمود. به منظور شكستن سنگ‌هاي حاوي ترك و شيار ضروري است كه چقرمگي شكست در حضور ترك و شيار معلوم باشد كه اين پارامتر خود به عوامل مختلفي از جمله هندسه شيار و نوع بارگذاري (مود I، مود II و مود تركيبي يا ... ) بستگي دارد. بنابراين در حوزه مكانيك سنگ مي‌بايست چقرمگي شكست مواد پيش بيني شود. در اين پژوهش به بررسي شكست قطعات سنگي از جنس مرمر سفيد كه داراي شيارهاي U شكل مي‌باشند، پرداخته مي‌شود. بدين منظور در ابتدا، با انجام آزمايش‌هايي بر روي نمونه‌هاي ديسك برزيلي با شيار U شكل مركزي، اثرات اين نوع شيار بر بار شكست قطعات سنگي ارزيابي مي‌گردد. سپس نتايج دو معيار مكانيك شكست تنش نقطه‌اي و تنش متوسط مربوط به شيار‌هايU شكل با نتايج آزمايش‌‌هاي انجام گرفته، مورد مقايسه و صحت‌سنجي قرار مي‌گيرد. در پايان مقايسه نتايج نظري و آزمايشگاهي نشان مي‌دهند كه معيار تنش متوسط براي تخمين شكست قطعات سنگي داراي شيار U شكل، از دقت بالاتري نسبت به معيار تنش نقطه‌اي برخوردار است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/09/13
  • عنوان به انگليسي
    Investigation Of Rock Material Fracture In The Presence Of U-Shaped Notch Under First Loading Mode
  • تاريخ بهره برداري
    10/25/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    حسام الدين اصفهاني

  • چكيده به لاتين
    Investigation of fractures of rock masses and determination of their fracture resistance is one of the important engineering issues. Studying the fracture behavior of rocks with different geometries versus different loading modes is important in most engineering fields. By understanding the behavior of rock masses against crack growth, it is possible to predict the degradation or non-degradation conditions of rocks in geomechanical fields, Importance of this matter in two aspects of easier destruction of rocks and rock and mineral bedding for easier and more economical extraction of oil, easier and easier and cheaper cutting or preventing rock mass failure and consequently preventing damages such as collapse and leakage of oil wells, Destruction of idol structures Venny and the rocks on the side of the road. For various reasons such as climatic conditions and drilling operations, notches of different shapes may be formed in the rock masses. The U-shaped notch is one of the types of notches that causes severe stress concentration in the rock masses and makes their fracture conditions more critical. Therefore, it is necessary to reduce the loads of the U-shaped rock masses that are considered by engineers in the field of various materials including rock and minerals. The importance of rock breakage in industry can be used in road operations, tunneling, drilling of wells, hydraulic fracturing of oil wells. In order to break the cracks containing cracks and notches it is necessary to know the fracture toughness in the presence of cracks and notches. This parameter depends on various factors such as notch geometry and loading type (mode, mode, and combination mode or ...). Therefore, in the field of rock mechanics, the fracture toughness of materials should be predicted. This study investigates the fracture of white marble stone fragments with U-shaped notches. For this purpose, the effects of this type of notch on the fracture load of rock fragments are eva‎luated first by conducting experiments on Brazilian disk specimens with central U-shaped notch. Then the results of the experiments are compared and verified using two criteria of point stress and mean stress of the U-shaped notches. At the end of the comparison the theoretical and laboratory results show that the average stress criterion is better than the point stress criterion for estimating the fracture of U-shaped rock fragments.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شيار U شكل , نمونه ي آزمايشگاهي ديسك برزيلي , نيم ديسك برزيلي و SENB , شكست ترد , سنگ مرمر
  • كليدواژه هاي لاتين
    U-shaped notch , Brazilian disk laboratory specimen , Brazilian half disk SENB , Brittle fracture , marble
  • Author
    Hesamedin Esfahani
  • SuperVisor
    Dr. Ayatollahi