اثر ابعاد هندسي و نرخ كرنش بر رفتار مواد سنگريز

The Effect of Geometrical dimensions and strain rate on the behavior of rockfill materials

بررسي خواص تنش-كرنش مصالح سنگي در شرايط بارگذاري چرخه‌اي در تحليل ايمني لرزه‌اي سدها امري حياتي است. در اين پژوهش، دو سري آزمايش براي بررسي اثر اندازه مصالح سنگي و نرخ كرنش بارگذاري بر مقاومت، تغيير شكل و خواص رفتاري تنش-كرنش مصالح سنگي بررسي شد. در ابتدا، يك سري آزمايش خُردكردن ذرات با اندازه‌ها و نرخ‌هاي بارگذاري مختلف انجام شد. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش نرخ كرنش، مقاومت ذرات افزايش مي‌يابد و اثر اندازه بر مقاومت ذرات به‌تدريج ضعيف مي‌شود. فرض مي‌شود كه دو نمونه داراي توزيع اندازۀ ذرات همتتيك و تراكم يكسان و از نظر هندسي مشابه هستند كه مي‌توان روابط اثر اندازه بر تنش ماكروسكوپي و تانسور كرنش را از آن مشتق كرد. مجموعه‌اي از آزمون‌هاي سه محوري استاتيكي و سيكلي براي اعتبارسنجي روابط مورد استفاده قرار گرفتند. در اين تحقيق سه نوع درجه‌بندي شبيه‌سازي‌شده از مصالح سنگي استفاده شده است كه حداكثر اندازۀ ذرات 20 ميلي‌متر، 40 ميلي‌متر و 60 ميلي‌متر است. نتايج نشان مي‌دهند كه وقتي فشار محصوركننده بيشتر شود، تنش انحرافي با افزايش حداكثر اندازۀ ذرات كاهش مي‌يابد زيرا با افزايش اندازۀ ذرات، به‌تدريج پيوستگي مصالح سنگي افزايش و زاويۀ اصطكاك داخلي كاهش مي‌يابد. همچنين با افزايش فشار محدود، كرنش حجمي در انتقال فاز به ‌تدريج افزايش مي‌يابد، درحالي‌كه نسبت تنش در انتقال فاز كاهش مي‌يابد.