تعریف مکانیک شکست سنگ
تعریف مکانیک شکست سنگ
تئوري مكانيك شكست براي اولين بار توسط گریفیث در سال 1920 وقتي كه مفهوم انرژي سطح مرتبط با گسترش ترك معرفي شد، ارائه شد. آیروین تئوري گريفيث را با معرفي كردن مفهوم فاكتور شدت تنش توسعه داد. مکانیک شکست، بررسی فرایند رشد ترک در یک قطعه تحت حوزه معین تنش میباشد. با فهم مکانیزم شکست در سنگها میتوان در طراحی سازه‌های سنگی با کنترل رشد ترک، کاربردهای فراوانی یافت. میزان مقاومت ماده در برابر جوانه‌زنی و پیشرفت ترک، چقرمگی شکست نامیده میشود و به عنوان مهم‌ترین پارامتر ترک در مکانیک شکست مورد استفاده قرار میگیرد. چقرمگی نرخ مصرف انرژی شکست مورد نیاز برای تشکیل سطوح جدید است. چقرمگی یک خاصیت ذاتی در ماده بوده که بوسیله ضریب شدت تنش اندازهگیری میشود. به علت وجود ترک، در نوک ترک تمرکز تنش ایجاد میشود. بزرگی و اندازه این تنش بسیار بیشتر از تنشهای اعمالی است که به درجه تیزی نوک ترک بستگی دارد. هنگامی که شدت تنش در نوک ترک بزرگتر یا مساوی مقدار بحرانی ضریب شدت تنش که به آن ضریب شدت تنش بحرانی گفته میشود برسد، شکست آغاز میشود و تا زمانی که شدت تنشهای موضعی به کمتر از ضریب شدت تنش بحرانی برسد، ادامه پیدا خواهد کرد. برای مواد همسانگرد با سیستم بارگذاری معلوم، هنگامی که ضریب شدت تنش به مقدار بحرانی برسد شکست آغاز میشود. اما برای مواد ناهمسانگرد چقرمگی خاصیت یکنواختی برای ماده نبوده و به جهت گیری ترکها نسبت به صفحات لایهبندی بستگی دارد[20].
به منظور تعیین مقدار چقرمگی شکست مواد آزمونهای ویژه‌ای بر روی نمونه‌های ترکدار صورت می‌پذیرد. مطابق نظریه ايروين و دِويت [21] مكانيك شكست شيوهاي كمي است كه براساس تحليل تنش، بين مقاومت شكست در برابر بار وارده و هندسه ساختاري مولفهي تركدار ارتباط برقرار ميكند. مكانيك شكست به خاطر اينكه گسترش ترك را بررسي ميكند و در مورد مكانيزم شكست بينش ميدهد اهميت دارد[20].
[20] Khan, K.h Al-Shayea N.,(1998),” Fracture toughness investigation of an indigenous limestone rock formation” , Faculty of the College of Graduate Studies King Fahd University of Petroleum & Minerals Dhahran, SAUDI ARABIA.
[21] Irwin, G.R., de Wit, R.,(1883),” A summary of fracture mechanics concepts”, J Test Eval;11(1). PP. 56–65.
منتظریم
