بررسی ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و ترک‌شناسی گرانیت در فرآیند خستگی

درزه و ترک جزء لاینفک سازه‌های سنگی می باشند. زمانی که این سازه ها تحت بار  قرار گیرند در اثر رشد ترک ها دچار گسیختگی می گردند. این مسئله در بارگذاری های چرخه ای دارای اهمیت فراوانی است زیرا شکست تحت سطوح بار گذاری پایین تر از حد تسلیم سنگ در اثر خستگی رخ می دهد. از این رو در این تحقیق به بررسی رشد و انتشار درز و ترک‌ها در بارگذاری خستگی به روش مقاطع میکروسکوپی فلورسانس پرداخته شده است. ابتدا مراحل مختلف خستگی سنگ گرانیت که یک سنگ پرکاربرد در مهندسی می باشد مشخص شده و سپس نمونه هایی تا هر یک از مراحل بارگذاری شده و تغییرات فیزیکی، مکانیکی و ترک ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ با افزایش تعداد چرخه ها کاهش پیدا کرده است. در مرحله یک خستگی ترک ها با شتاب زیادی در سنگ و کانی ها ایجاد می گردد و سپس در مرحله دوم انرژی اعمال شده بیشتر صرف رشد ترک  ها می گردد و مجددا در مرحله سوم شیب ایجاد ترک ها افزایش پیدا کرده و شبکه بهم متصلی ازترک ها به وجود می آید که سبب شکست سنگ می گردد. در میان کانی های سازنده فلدسپارها بیشترین میزان ترک خوردگی را نشان داده اند و کمترین میزان ترک در بیوتیت ایجاد شده است.

Investigating physical, mechanical and crack properties of granite in the fatigue process

Joints and cracks are an integral part of rock structures. When load applied to these structures, growth, and interaction of the cracks lead them to failure. This aspect is particularly crucial in cyclic loading because failure occurs at stress levels lower than the yield point due to the fatigue process. This research aims to study the growth and interaction of the cracks in the fatigue process by the fluorescence thin section method. At first, different stages of fatigue for granite rock were determined, then samples loaded up to each stage. Later, the physical, mechanical, and crack properties of the samples were investigated. The results show that physical and mechanical properties declined by increasing the number of cycles. During the first stage of fatigue, crack initiated at a high rate, and in the second stage, the increasing rate descended, and energy mostly consumed to increase the length of the cracks. In the last staged, which is the failure stage, the rate of crack initiation increases again and forms a complicated network of cracks, which leads the sample to failure. Among the constituent minerals, feldspar exhibits the highest crack density, and biotite shows the lowest density of the cracks.