بررسي رفتار خستگي مونزوگرانيت هاي الوند

Assessment of Fatigue Behavior of Alvand Monzogranite Rocks

به‌منظور ارزيابي رفتار وابسته به‌زمان (خستگي) مونزوگرانيت‌هاي الوند، آزمون‌هاي آزمايشگاهي لازم انجام گرفت. قبل از انجام اين آزمايش‌ها و به‌منظور به‌دست آوردن اطلاعات لازم براي آزمايش‌هاي خستگي، چندين آزمايش در حالت بارگذاري استاتيكي انجام شد. آزمايش‌هاي خستگي در سه سطح بار ماكزيمم (85، 90 و 95% مقاومت تراكم تك‌محوري) و در دامنه بارگذاري 70%، با فركانس بارگذاري سيكلي 1 هرتز انجام شدند. نتايج به‌دست آمده نشان داده است كه تنش بيشينه تاثير بارزي بر روي رفتار خستگي اين سنگ‌ها دارد. هم‌چنين مشخص شد كه عمر خستگي به‌صورت تابع تواني با افزايش سطح تنش بيشينه كاهش مي‌يابد. روند آسيب خستگي انباشتي، رفتار سه مرحله‌اي شامل فاز شروع ترك، فاز رشد ترك با سرعت يك‌نواخت و فاز تسريع شونده‌اي را در گسترش ترك نشان مي‌دهد. فرآيند آسيب خستگي با استفاده از پارامترهاي كرنش بيشينه و كمينه محوري و جانبي، مدول‌هاي مماسي و متقاطع، چقرمگي و انرژي وارفتگي در هر دو شرايط بارگذاري و باربرداري ارزيابي شد. از ميان پارامترهاي مذكور، كرنش جانبي و محوري و مدول متقاطع رفتار آسيب خستگي سه مرحله‌اي بهتري را نشان مي‌دهند. هم‌چنين قابل ذكر است كه بيش‌تر ترك‌هاي ايجاد شده در جهت موازي با محور بارگذاري است كه در نتيجه آن، كرنش جانبي بيش از كرنش محوري تحت تاثير قرار خواهد گرفت.

Comprehensive laboratory tests were performed to assess fatigue behavior of Alvand monzogranite rock subjected to uniaxial cyclic loading. A series of static loading tests was done to obtain the required data for the fatigue tests. Three maximum load levels (85, 90, 95% uniaxial compressive strength (?c)) at amplitudes 70% were used with 1Hz cyclic loading frequency. The results indicated that maximum stress level significantly influenced fatigue behavior of this rock. It was found that fatigue life decreases in a power function with increasing maximum stress level. Accumulative fatigue damage process shows three stages of behavior including crack initiation phase, uniform velocity phase and acceleration phase. Fatigue damage process were analyzed according to axial and lateral maximum and minimum strain, tangent and second modulus, toughness and hysteresis energy in both loading and unloading conditions. Among these parameters, lateral strain, axial strain and second modulus show the best three-stage fatigue damage behavior. Also, it should be noted that most of the cracks generated in parallel to loading direction and lateral strain are affected by more than axial strain.