زمین شناسی مهندسی، جلد ۱۳، شماره ۵، صفحات ۹۳-۱۲۰

عنوان فارسی اثر فرآیند گرم شدن سرد شدن روی چقرمگی شکست مود I سنگ‌ها
چکیده فارسی مقاله در مواردی از قبیل انفجار، آتش­سوزی و حفاری­های عمیق، سنگ‌ها تحت حرارت چشم‌گیری قرار می­گیرد. از این‌رو اثر درجه حرارت بر چقرمگی شکست مود I که هدف این تحقیق است ضروری به‌نظر می­رسد. برای رسیدن به این هدف روی نمونه‌های نیم‌دایره­ای چهار نوع سنگ طبیعی شامل ماسه­سنگ، سنگ­آهک، توف، آندزیت و یک سری  نمونه­های بتنی آزمایش خمش سه­نقطه­ای برای تعیین چقرمگی شکست مود I انجام شده است. آزمایش­ها، روی نمونه­هایی انجام شده است که ابتدا تا دمای 100، 200، 300، 500 و 700 درجۀ سانتی­گراد گرم و بعد از رسیدن به دماهای مورد نظر سرد شده­اند و یک سیکل گرم شدن و سرد شدن را تحمل کرده­اند. البته یک سری آزمایش روی نمونه­ها در دمای محیط(25 درجۀ سانتی­گراد) نیز انجام شده است. سرعت افزایش دما برای نمونه­ها در کوره الکتریکی، 15 درجۀ سانتی­گراد بر دقیقه و متناسب با افزایش دما در فرآیند آتش­سوزی در نظر گرفته شده است. برای شناخت ترکیب سنگ­ها مطالعات سنگ­شناسی و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شه است. علاوه بر این، به­منظور بررسی رفتار سنگ  مقدار تخلخل مؤثر و کاهش وزن نمونه‌های حرارت دیده نیز تعیین شده است. مقایسۀ نتایج آزمایش‌ها نشان داد که اثر دما بر چقرمگی شکست سنگ‌های ریزدانه بیش‌تر است. علاوه بر این، چقرمگی شکست با افزایش تخلخل مؤثر و کاهش افت وزن کاهش می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد که مقدار چقرمگی شکست مود I  نمونه‌های ماسه سنگ، توف، سنگ آهک، آندزیت و بتن که  یک سیکل گرمایش (تا 700 درجه)- سرمایش  را تحمل کرده‌اند در مقایسه با نمونه‌های حرارت ندیده به‌ترتیب 45، 17، 44 و 5/9 و 37 درصد کاهش یافته است. 
کلیدواژه‌های فارسی مقاله چقرمگی شکست، مود I، گرمایش، خمش سه‌نقطه ای، سیکل گرم شدن – سرد شدن

عنوان انگلیسی The Effect of Heating-Cooling Process on Mode I Fracture Toughness of Rocks
چکیده انگلیسی مقاله

In cases such as explosion, fire, deep drilling and geothermal energy extraction, rocks are exposed to high temperatures influencing the rock toughness. Thus, the aim of this study is to investigate the effect of temperature on the fracture toughness of the rocks. In this study, the effect of temperature on the mode I fracture toughness is investigated. To this end, three-point bending tests were performed on semicircular specimens of four types of natural rocks including sandstone, limestone, tuff, andesite, and a series of concrete specimens to determine the fracture toughness. The specimens were first heated to 100, 200, 300, 500 and 700 °C. After reaching the desired temperatures, the specimens were cooled. A series of tests was performed on the specimens at ambient temperature (25 °C). The heating rate in the electric furnace was 15 °C/min in accordance with the temperature rise in fires. Petrographic studies and X-ray diffraction analysis (XRD) were performed to identify the composition of the rocks. Furthermore, the effective porosity and the weight loss of heated specimens were determined to study the behavior of rocks. Comparison of the test results indicated the higher impact of temperature on the fracture toughness of fine-grained rocks. In addition, the fracture toughness decreased by increasing the effective porosity and decreasing the weight loss. According to the results, the mode I fracture toughness of sandstone, tuff, limestone, andesite and concrete specimens underwent a heating-cooling cycle up to 700 °C respectively decreased 45, 17, 44 and 9.5 and 37 percent compared with that of unheated specimens.
 

کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Fracture toughness, mode I, heating, three-point bending, heating-cooling cycle

نویسندگان مقاله احمد جباری | Ahmad Jabari
Department of Mining Engineering, Imam Khomeini International University, Ghazvin
دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، گروه مهندسی معدن

مهدی حسینی | Mehdi Hosseini
Department of Mining Engineering, Imam Khomeini International University, Ghazvin
دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، گروه مهندسی معدن


نشانی اینترنتی http://jeg.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1372-5&slc_lang=en&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده en
موضوعات مقاله منتشر شده ژئوتکنیک (مکانیک خاک و سنگ)
نوع مقاله منتشر شده مقاله استخراج شده از پایان نامه
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات