بررسی پارامترهای شکست سنگ در نمونه دیسک ترک دار با سوراخ مرکزی تحت شرایط بارگذاری شبه استاتیکی

آزمایش‌ها نشان داده است که پارامترهای شکست سنگ  با نرخ بارگذاری تغییر  می‌کنند. در این مطالعه خواص میکروساختاری دو نوع مرمریت با استفاده از سه روش میکروسکوپی شامل مقطع نازک پتروگرافی، تکنیک جایگزینی رنگ فلورسنت و روش پراکنش میکروسکوب الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش آزمایشگاهی رفتار شکست دو نوع سنگ کریستالین با تغییر خواص میکروساختاری مطالعه شد. نمونه دیسک ترک‌دار با سوراخ مرکزی برای تعیین پارامترهای شکست سنگ انتخاب شد و برای اعمال بارگذاری متغیر دستگاه تراکم هیدرولیکی مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای شکست سنگ با استفاده از دوربین سرعت بالا و مدار الکترونیکی  برای پایش ترک  اندازه‌گیری و محاسبه شد. تغییرات چقرمگی، سرعت گسترش ترک و  بازشدگی نوک ترک با تغییر نرخ بارگذاری در محدوه بارگذاری شبه استاتیکی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. تفاوت خواص میکروساختاری مرمریت‌ها با تعیین ابعاد دانه‌بندی و فراوانی میکروترک‌ها در هر سه روش در دو نوع مرمریت مشخص شد. افزایش چقرمگی شکست و سرعت گسترش ترک  با افزایش نرخ بارگذاری در دو مرمریت با خواص میکروساختاری متفاوت از نتایج این مطالعه است. همچنین نتایج این کار نشان داد  چقرمگی شکست نمونه‌های باغات (درشت دانه‌تر و  با میکروترک کمتر) از چقرمگی شکست نمونه‌های مارون (ریز دانه‌تر و با میکروترک بیشتر) بالاتر است و اختلاف در میزان چقرمگی با افزایش نرخ بارگذاری افزایش می‌یابد.

Investigation Of Rock Fracture Parameters With Hollow Center Cracked Disc Under QuasiStatic Loading Condition

Experiments have indicated that the fracture properties of rocks change with variations of loading rate. In this study, the microstructural properties of two marbles are characterized by three different microscopic techniques including petrographic thin sections method, fluorescent replacement technique, and scanning electron microscopy (SEM). An experimental investigation is conducted to study the quasistatic fracture behavior in different microstructural features of crystalline rocks. The hollow center cracked disc (HCCD) method is employed to determine the fracture parameters with variations of loading rates using a hydraulic machine. Microscopic studies on microstructure deficits reveal that fractal dimension in Maroon marble is higher than in Baghat marble. Variations of toughness, crack propagation speed, and crack tip opening displacement (CTOD) with changes of loading rate are also investigated. The results indicate that toughness and crack propagation speed increase with loading rate, but the effect of microstructure in two marbles reduces the rate of growth. The fracture toughness in Baghat marbles is higher than in Maroon marble, and difference of fracture toughness is magnified with the loading rate.