ارزیابی پاسخ شکست ماسه سنگهایی با درجه هوازدگی مختلف بر اساس مشاهده در مقیاس میکرو و مدلسازی ریز ساختارها در شرایط تر و خشک

اهمیت شکست سنگ را میتوان از این واقعیت دریافت که پیدایش و ادغام ریزشکستگی در توده سنگ منجر به شکستگی در مقیاس بزرگ میشود. سنگ ممکن است به دلیل افزایش تنش موضعی، شکستگیهای طبیعی، ایجاد ریزترک ناشی از هوازدگی شکسته شود. بنابراین، درک جامع مکانیسم شکست در مقیاس میکرو ماسه سنگهایی با درجه هوازدگی مختلف بر اساس مشاهده سطح میکرو و شبیه سازی مبتنی بر ساختار میکرو ضروری است. شکست در مقیاس میکرو ماسه سنگهایی با درجه هوازدگی مختلف در شرایط مرطوب و خشک مورد مطالعه قرار گرفت. هر نمونه برای شناخت ریز ساختار و ریزشکستگی با استفاده از آنالیز تصویر مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، میکروگرافهای به دست آمده نیز برای ایجاد مدلهای مبتنی بر ریزساختار استفاده شدند که سپس در نرم افزار ANSYS شبیهسازی بکار رفت. یافته های بدست آمده نشان داد، ماسه سنگهایی با درجه هوازدگی متوسط نسبت به ماسه سنگها با درجه هوازدگی کمتر کاهش وزن کمتری را نشان میدهند. همچنین نتایج به دست آمده نشان میدهد که با تر و خشک کردن نمونه تاثیر کمی بر شکل و اندازه ذرات دارند. با این حال، تغییر در شکل و اندازه ذرات نشان دهنده ی برهمکنش غالب سنگ و ذرات آب است. شبیه سازی در مقیاس میکرو نشان میدهد که هر دو UCS و BTS از 37 مگاپاسکال به 19 مگاپاسکال و 9 مگاپاسکال به 4 مگاپاسکال با افزایش چگالی ریز ساختار کاهش مییابند. بر این اساس انحراف شکست اولیه از محور بارگذاری با افزایش چگالی در ریزساختارهای افزایش مییابد، اگرچه این اثر با افزایش بیشتر تراکم در ریزساختارها کاهش مییابد.