مطالعه آزمايشگاهي رشد ترك در نمونه هاي گچي ديسكي برزيلي ترك دار و بررسي تاثير شيب ترك در رفتار شكست آن

Experimental Investigation of Crack Propagation in Cracked Brazilian Disc Gypsum Specimens and Influence of Crack Inclination in Failure Mechanisms

محیط­های سنگی عموما حاوی ترك­های متعددی بوده و در اكثر موارد این ترك­ها رفتار مكانیكی آن را كنترل می­كنند. در فرآیند رشد ترك، اطلاع از میزان بار منجر به انشعاب ترك، زاویه انشعاب ترك، نوع مود رشد ترك ضروری می­باشد. شیب ترك تاثیر قابل توجهی در رفتار شكست محیط ترك­دار دارد. در این مقاله با استفاده از مصالح گچی نمونه­های دیسكی برزیلی ترك­دار با مقادیر مختلف شیب ترك تهیه و تحت بار فشاری قرار گرفته است. برای تمامی نمونه­ها بار منجر به شكست نمونه، زاویه انشعاب ترك­ها از نوك ترك اصلی و مود رشد ترك­های جدید ثبت شده است. نتایج حاصل نشان می­دهد كه وجود ترك مركزی با طول یك سوم قطر دیسك، بسته به شیب ترك حدود 60 تا 80 درصد مقاومت نمونه را كاهش می­دهد و شیب ترك در میزان كاهش مقاومت تاثیر بسزایی دارد. بر مبنای نتایج بدست آمده، شیب صفر درجه بیشترین مقاومت و شیب 45 درجه كمترین مقاومت را در برابر رشد ترك دارا هستند. همچنین با افزایش شیب ترك میزان زاویه انشعاب ترك­های جدید نسبت به راستای ترك اصلی كاهش می­یابد

Rock mediums commonly contain many cracks. These cracks control the mechanical behavior of rock masses. To study the crack propagation process, understanding of crack initiation load, crack initiation angle and crack initiation mode is important. Crack inclination angle has efficient influence on crack propagation mechanisms. In this paper, cracked Brazilian disc specimens with different crack inclination angles are prepared from gypsum and their behaviors are studied under compressive loads. The crack initiation mode, crack initiation angle and failure loads are determined. The results show that in specimens containing a crack with the length of 1/3 of specimen diameter, related to the crack inclination, the compressive strength of cracked specimens 60 to 80 percentage decreases in comparison to the un-cracked specimen. The specimen with flat crack show highest strength and the 45 degree cracked specimen show lowest strength. With the increasing of crack inclination angle, the tension mode initiated crack angle decreases.