ارایه یک مدل رفتاری ریزمکانیکی کرنش غیرالاستیک-خرابی براساس سازوکار ترک بال و ترک ثانویه تحت بارگذاری دینامیکی

در اغلب مواد سنگی تغییرشکل های ناشی از جابجایی در سطوح ریزترک اولیه و انتشار خرابی به دلیل جوانه زنی و رشد ترک بال و ترک ثانویه به گونه توامان رخ می دهد. وقتی مواد سنگی تحت بارگذاری دینامیکی قرار می گیرند، اندرکنش بین ریزترک ها نقش مهمی در رفتار مواد ایفا می کند. در این تحقیق روش همگن سازی خودسازگاری برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک ها و تعیین پارامترهای موثر مواد حاوی ریزترک که تحت تاثیر رشد خرابی زوال یافته اند، بکار گرفته شده است. هدف از ارایه این تحقیق توسعه مدل خرابی ریزمکانیکی با در نظر گرفتن مکانیزم رشد ترک بال و ترک ثانویه در کنار کرنش های غیرالاستیک ناشی از جابجایی سطوح ریزترک اولیه تحت بارگذاری فشاری دینامیکی می باشد. در این تحقیق، معیار مناسبی برای شروع رشد ترک ثانویه برای ترک های بسته پیشنهاد شده است. پارامترهای چقرمگی نمونه های سنگی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی تعیین شده است. پارامترهای ریزساختاری سنگ (میانگین طول اولیه و چگالی ریزترک ها) با استفاده از اسکن میکروسکوپ الکترونی مطالعه شده است. برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده، نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی بازای نرخ کرنش یکسان تطابق خوبی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی نشان می دهد که مدل ریزمکانیکی توسعه داده شده بسیاری از ویژگی های رفتاری سنگ ها از جمله رفتار نرم شوندگی در ناحیه بعد از مقاومت فشاری، خرابی حاصل از ترک های بال و ترک های ثانویه و تغییرشکل های بازگشت ناپذیر ناشی از جابجایی سطوح ریزترک ها را پیش بینی می کند.