TY - JOUR ID - 3952 TI - ارایه یک مدل رفتاری ریزمکانیکی کرنش غیرالاستیک-خرابی براساس سازوکار ترک بال و ترک ثانویه تحت بارگذاری دینامیکی JO - نشریه مهندسی عمران امیرکبیر JA - CEEJ LA - fa SN - 2588-297X AU - احمدی, محمد حسین AU - ملاداودی, حامد AD - پژوهشگر پسا دکتری مهندسی معدن (مکانیک سنگ)، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، AD - دانشگاه صنعتی امیرکبیر Y1 - 2021 PY - 2021 VL - 53 IS - 7 SP - 2735 EP - 2764 KW - ترک ثانویه KW - رشد خرابی KW - فاکتور شدت تنش KW - کرنش غیرالاستیک KW - روش همگن‌سازی خودسازگار KW - معدن مس سونگون DO - 10.22060/ceej.2020.17456.6568 N2 - در اغلب مواد سنگی تغییرشکل­‌های ناشی از جابه‌جایی در سطوح ریزترک اولیه و انتشار خرابی به دلیل جوانه‌­زنی و رشد ترک بال و ترک ثانویه به­‌گونه توأمان رخ می­‌دهد. وقتی مواد سنگی تحت بارگذاری دینامیکی قرار می­‌گیرند، اندرکنش بین ریزترک­‌ها نقش مهمی در رفتار مواد ایفا می­‌کند. در این تحقیق روش همگن‌­سازی خودسازگاری برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک­‌ها و تعیین پارامترهای مؤثر مواد حاوی ریزترک که تحت تأثیر رشد خرابی زوال یافته‌­اند، بکار گرفته شده است. هدف از ارائه این تحقیق توسعه مدل خرابی ریزمکانیکی با در نظر گرفتن مکانیزم رشد ترک بال و ترک ثانویه در کنار کرنش­‌های غیرالاستیک ناشی از جابه‌جایی سطوح ریزترک اولیه تحت بارگذاری فشاری دینامیکی می‌­باشد. همچنین، معیار مناسبی برای شروع رشد ترک ثانویه برای ترک­‌های بسته پیشنهاد شده است. نمونه­‌های سنگی برای مطالعات آزمایشگاهی از تیپ سنگی سونگون پورفیری (SP) از مجتمع معدنی مس سونگون تهیه شده‌­اند. پارامترهای چقرمگی برای شکست مد اول برابر با 0/77 و برای چقرمگی شکست مد دوم برابر با  1/4 برای تیپ سنگی SP با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی تعیین شدند. پارامترهای ریزساختاری سنگ (میانگین طول اولیه برابر با 96/5 میکرومتر و چگالی ریزترک­‌ها برابر با 108×5/46 در واحد سطح) با استفاده از اسکن میکروسکوپ الکترونی ارزیابی شدند. برای تعیین مقاومت فشاری دینامیکی، آزمایش فشاری هاپکینسون بر روی نمونه­‌های سنگی مکعبی­ شکل اجرا شد. مطابق با نتایج آزمایش هاپکینسون، افزایش نرخ کرنش تا حد  منجر به افزایش مقاومت فشاری دینامیکی تا مرز 350 مگاپاسکال نسبت به مقاومت فشاری استاتیکی 60 مگاپاسکالی می­‌شود. برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده­ شده، نتایج حاصل از شبیه‌­سازی­‌های عددی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه‌­سازی‌­های عددی به ازای نرخ کرنش یکسان تطابق خوبی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون دارد. نتایج حاصل از شبیه­‌سازی­‌های عددی نشان می­‌دهد که مدل ریزمکانیکی توسعه داده شده بسیاری از ویژگی­‌های رفتاری سنگ‌­ها از جمله رفتار نرم­‌شوندگی در ناحیه بعد از مقاومت فشاری، خرابی حاصل از ترک‌­های بال و ترک‌­های ثانویه و تغییرشکل­‌های بازگشت ­ناپذیر ناشی از جابه‌جایی سطوح ریزترک‌­ها را پیش‌­بینی می­‌کند. قانون مقیاس برای تیپ سنگی SP با استفاده از نتایج شبیه­‌سازی‌­های عددی و مطالعات آزمایشگاهی مطالعه شد. مطابق با این قانون، نرخ کرنش انتقالی برابر 1200 و مقاومت فشاری دینامیکی برابر با 120 مگاپاسکال برآورد گردید. همچنین مطابق با نتایج شبیه­‌سازی­‌های عددی افزایش نرخ کرنش از  به  منجر به افزایش طول ترک بال در حدود 15 میکرومتر و طول ترک ثانویه در حدود 4 میکرومتر می‌­شود که این امر باعث افزایش اندرکنش بین ریزترک‌­ها می‌­شود. UR - https://ceej.aut.ac.ir/article_3952.html L1 - https://ceej.aut.ac.ir/article_3952_20b46ec1773a8047ca9abf860b23cf00.pdf ER -