عنوان پایان‌نامه
توسعه آزمایش بار نقطه ای برای کاربرد در لبه سنگ
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1596;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51662
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آذر ۱۳۹۰
- دانشجو
- مجتبی پیرپناهی
- استاد راهنما
- مسعود پلاسی
- چکیده
- مقاومت فشاری تک¬محوری یکی از مهم‌ترین پارامترها جهت طبقه¬بندی و بررسی خصوصیات مکانیکی سنگ‌ها می‌باشد. آزمایش کلاسیک مقاومت فشاری به دلیل نیاز به نمونه¬ای با سطوح انتهایی کاملاً صاف، آزمایشی نسبتاً مشکل و پرهزینه محسوب می¬شود. از این رو آزمایش‌های دیگری به منظور تخمین مقاومت فشاری تک¬محوری به روش‌های غیر مستقیم ولی ارزان‌تر توسعه یافته‌اند. یکی از مهم‌ترین این آزمایش‌ها، آزمایش شاخص بار نقطه¬ای می‌باشد که در آن، نمونه سنگ توسط باری که توسط دو فک مخروطی شکل بر سطوح جانبی آن وارد می‌شود، عمدتاً در اثر کشش شکسته شده و مقاومت فشاری تک¬محوری با توجه به نتایج این آزمایش تعیین می‌شود. در مطالعه حاضر آزمایش جدیدی به نام آزمایش بار نقطه¬ای لبه معرفی می‌شود که با اعمال بار نقطه¬ای به نزدیکی لبه نمونه¬های مکعبی سنگ، نمونه دچار شکست در لبه می‌شود و از روی مقدار نیروی بدست آمده مقاومت فشاری تک¬محوری تخمین زده می‌شود. بدین منظور آزمایش‌های زیادی بر روی نمونه-های مختلف سنگ انجام شده است و برای انجام آزمایش بار نقطه¬ای لبه، از دستگاه آزمایش بار نقطه¬ای با اصلاح فک دستگاه و با تمهیدات ویژه¬ای استفاده شده است. نمونه¬های مورد آزمایش، نمونه¬های مکعبی با ابعاد مختلف از سنگ‌های با مقاومت‌های متفاوت می‌باشند که بار نقطه¬ای فقط از سمت بالا به نزدیکی لبه نمونه وارد می‌شود و موجب شکست لبه سنگ می‌شود. آزمایش مقاومت فشاری تک¬محوری و آزمایش بار نقطه¬ای نیز روی نمونه¬های استوانه ای سنگ‌ها انجام شده است. در انتها با تحلیل نتایج آزمایش‌ها رابطه¬ای بین مقاومت بار نقطه¬ای لبه سنگ، شاخص بار نقطه¬ای و مقاومت فشاری تک¬محوری معرفی می‌شود. همچنین تمامی آزمایش¬های بار نقطه¬ای، آزمایش¬های مقاومت تک¬محوری و آزمایش¬های بار نقطه¬ای لبه با اندازه¬گیری تغییر مکان انجام شده و سعی بر این شده تا تخمینی از مدول الاستیسیته را نیز بدست آوریم. آزمایش بار نقطه¬ای لبه توسط نرم افزار آباکوس مدل شده است و منحنی تنش-کرنش بدست آمده از آن با منحنی¬های بدست آمده از آزمایش¬ها مقایسه شده است.
- Abstract
- Uniaxial compressive strength (UCS) is considered as one of the key properties in characterization of rock materials in engineering practice. As the standard laboratory tests to determine UCS require machined specimens, and are time consuming and expensive, indirect tests such as Point Load Index are used to predict the UCS. The Point Load Strength Test is considered as a well-known index test to classify rock masses and to predict their compressive and tensile strength. Simple portable test equipment, little or no need for sample preparation, and acceptable accuracy of results have turned the point load test to an easy, inexpensive, and common test in rock mechanics. Broch and Franklin (1972) explained the test in detail, by compiling the prior studies and completing them, and the International Society for Rock Mechanics (ISRM) included and endorsed it as a recommended test in 1985. In this thesis, a new test for indirect estimation of rock strength is introduced. In this test which is called “Corner Point Load Strength Test” (CLT), the specimen is fractured by applying load through a conical platen close to the edge of cubic rock samples via modified point load test apparatus. A series of point load strength tests, uniaxial strength tests and corner point load tests have been conducted, the data obtained from these tests are presented and analyzed and a correlation is established between the results obtained from CLT, UCS and PLT tests. Furthermore, most of the corner point load strength tests and uniaxial strength tests have been conducted measuring displacements, and efforts were made to provide an estimation of the elasticity modulus. Corner point load strength tests have also been modeled by ABAQUS software.
