بررسي اثر فشار محصور كننده بر روي چقرمگي شكست مود اول و مود دوم ماسه سنگ لوشان

Effect of confining pressure on Mode I and Mode II Fracture Toughness of Lushan sandstone

توده سنگ به طور فزاينده اي به عنوان بستر در گستره وسيعي از فعاليت هاي انساني مورد استفاده قرار مي گيرد. امكانات مختلف مانند انبارهاي ذخيره سازي، چاه ها، تونل ها و نيروگاه هاي زيرزميني در شرايط مختلف مكانيك سنگي در انواع مختلف سنگ بستر قرار دارند. سنگ ها مواد طبيعي شكننده مي باشند كه تحت تاثير عوامل محيطي زيادي از قبيل دما ، فشار محصور كننده، رطوبت و فرسايش قرار دارند. از اين بين، تاثير فشارمحصوركننده بر روي شكست سنگ در بيشتر زمينه هاي علوم مهندسي مورد توجه قرار گرفته است. از جمله اين موارد مي توان به تعيين مقاومت سازه هاي سنگي براي انباشت ضايعات اتمي در مخازن زيرزميني، فرآيند شكست هيدروليكي جهت استخراج نفت و گاز از لايه هاي مختلف زمين و تحليل پايداري معادن زيرزميني اشاره كرد. در اين مقاله به بررسي تاثير فشارمحصوركننده بر روي چقرمگي شكست مود I و مود II سنگ، پرداخته شده است. براي بررسي اثر فشارمحصوركننده بر روي چقرمگي شكست مود I و II، از ديسك برزيلي با ترك چورون استفاده شده است. در اين پژوهش، نمونه ها تحت فشارمحصوركننده 3، 5، 7 و 10 مگاپاسكال قرار گرفته اند. نمونه هاي مورد مطالعه در اين آزمايش شامل ماسه سنگ لوشان مي باشد. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش فشارمحصوركننده، چقرمگي شكست مود I و II ماسه سنگ به ترتيب به صورت خطي و غير خطي افزايش مي يابد.

Rock masses are increasingly used as the substrate in a wide range of human activities. Facilities such as storage depots, wells, tunnels, and underground power plants are exposed to different rocky mechanics conditions in different types of bedrocks. Rock is a brittle naturally material that is subjected to a variety of environment impacts, such as temperature, confining pressure, humidity and water erosion. Moreover, the effect of confining pressure on rock fracture in most engineering fields has been considered. These include the stability analysis of rock to accumulate atomic waste in underground reservoirs, the hydraulic fracture process for extraction of oil and gas from different layers of the earth and analysis of the stability of underground mines. In this paper, Effect of confining pressure on Mode I and Mode II fracture toughness of Lushan sandstone were investigated. To investigate the effect of confining pressure on mode I and II fracture toughness, was used a Cracked Chevron Notched Brazilian Disc. In this study, the specimens were subjected to a confining pressure of 3, 5, 7and 10 MPa. In this experiments, samples of Lushan sandstone is studied samples. The results show that, with increasing confining pressure, mode I and II fracture toughness of sandstone increases linearly and nonlineary respectively.