نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه علم و صنعت

چکیده

بسیاری از توده‌های سنگی موجود در اعماق زمین، تحت تاثیر تنش‌های چند محوری قرار دارند و چون مبدا شروع شکست در آنها می‌تواند وجود ترک‌ها باشد، بنابراین تحلیل استحکام سازه‌های ترک‌دار تحت بارهای چند محوری بسیار با اهمیت است.  با این حال بسیاری از تحقیقات گذشته، در شرایط محیطی و بدون توجه به اثرات فشار جانبی موجود در شرایط واقعی، صورت گرفته است. در این مقاله به کمک تعداد زیادی مدلسازی سه بعدی اجزای محدود و با هدف بررسی اثرات فشار جانبی بر روی ضرایب شدت تنش مود اول و دوم (KI , KII) دو نمونه آزمایشگاهی ترک‌دار شامل دیسک برزیلی (BD) و نیم دیسک (SCB)، که تحت اثر بار قطری (F) هستند مورد بررسی قرار گرفته‌اند. برای مدلسازی اثر فشار جانبی، یک بار گسترده یکنواخت (Pm) به تمام وجوه نمونه‌ها وارد شده است. با تحلیل مدل ساخته شده برای مقادیر مختلف طول ترک، زاویه ترک و همچنین فشارهای جانبی مختلف، اثر فشار جانبی بر روی ضرایب شدت تنش مورد مطالعه قرار گرفته است. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که اعمال فشار جانبی اثر قابل توجهی بر ضریب شدت تنش مود اول دارد در حالی که بر روی ضریب شدت تنش مود دوم اثر قابل توجهی ندارد.
 
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Confining pressure on stress intensity factors in underground cracked rock masses

نویسندگان [English]

  • M.R Ayatollahy
  • M.M.S. Mousavi

University of Science and Technology

چکیده [English]

Many underground rock masses are usually subjected to multiaxial states of stress. Moreover, cracks are known as candidate locations for fracture extension. Therefore, it is important to investigate the fracture behavior of cracked rock masses under such multiaxial stress states. However, most of the previous investigations have focused on the ambient conditions and ignored the effects of confining pressure, which in reality exists for in-situ stress conditions. In this paper, to investigate the effects of confining pressure on the mode I and II stress intensity factors (KI and KII), a large number of 3D finite element models have been used for simulating two test specimens, a circular and a semi-circular disc with a center crack. The specimens are subjected to diametral compression load F. For simulating the confining pressure, a uniformly distributed pressure (Pm) is applied to all of the external faces of the specimens. By analyzing the created models for various crack lengths, crack angles and confining pressure values, the effect of Pm on the stress intensity factors is studied. The results show that the presence of confining pressure has a significant influence on the mode I stress intensity factor but it has little effect on the mode II stress intensity factor.
 
 

 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock
  • confining pressure
  • mixed mode loading
  • Stress intensity factors
  • FEM