view in publisher's site

Dynamic Mechanical and Fracture Behaviour of Sandstone Under Multiaxial Loads Using a Triaxial Hopkinson Bar

Variations in stress conditions of rocks have been observed during blasting for excavation or large-scale seismic events such as an earthquake. A triaxial Hopkinson bar is developed to apply initial pre-stresses achieving various in situ stress conditions, including uniaxial (principal stresses σ1 > σ2 = σ3 = 0), biaxial (σ1 ≥ σ2 > σ3 = 0) and triaxial (σ1 ≥ σ2 ≥ σ3 ≠ 0) confinements, and then to determine properties of materials under multiaxial pre-stress states at high strain rate. A series of tests was conducted on sandstone specimens to investigate dynamic responses under multiaxial pre-stress states. A high-speed camera at the frame rate of 200,000 fps with a resolution of 256 × 256 pixels was used to capture the fracture characteristics rocks under biaxial compression tests. Experiments show that under the same impact velocity, dynamic properties (e.g. dynamic strength, elastic modulus, fracture modes) of sandstone exhibit confinement dependence. Dynamic strength decreases with increasing axial pre-stress σ1 along the impact direction, while it increases with the increase of lateral pre-stresses σ2 and σ3. The elastic modulus increases with the confinement varying from uniaxial, biaxial to triaxial compression. Rocks are pulverised into powder under uniaxial pre-stress impact, and fragments are ejected from the free face under biaxial compression, while they show slightly damaged or a macroscopic shear fracture under triaxial compression. The 3D imaging of fracture networks in the damaged/fractured specimens was acquired via the X-ray computed tomography system.

رفتار مکانیکی و شکست دینامیکی سنگ ماسه تحت باره‌ای چند محوری با استفاده از یک نمودار سه محوری

تغییرات در شرایط تنش سنگ‌ها در طول انفجار برای حفاری یا رویداده‌ای لرزه‌ای در مقیاس بزرگ مانند زلزله مشاهده شده‌است. یک میله هاپکینسون سه محوری برای اعمال پیش تنش اولیه با دستیابی به شرایط تنش در محل مختلف، شامل محدودیت‌های تک محوری (تنش‌های اصلی σ ۲ = σ ۳ = ۰)، دو محوری (σ ۱ σ ۲ σ ۳ = ۰)و سه محوری (σ ۱σ۲ σ ۳۰)، و سپس برای تعیین ویژگی‌های مواد تحت حالت‌های پیش تنش چند محوری در نرخ کرنش بالا توسعه داده شده‌است. مجموعه‌ای از آزمایش‌ها بر روی نمونه‌های ماسه سنگی به منظور بررسی پاسخ‌های دینامیکی تحت حالت‌های پیش تنش چندمحوری انجام شده‌است. یک دوربین با سرعت بالا در نرخ فریم ۲۰۰۰۰۰ fps با وضوح ۲۵۶ * ۲۵۶ پیکسل برای ثبت ویژگی‌های شکستگی سنگ‌ها تحت آزمون‌های تراکم دو محوری مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که تحت سرعت ضربه یک‌سان، خواص دینامیکی (به عنوان مثال مقاومت دینامیکی، مدول الاستیک، حالت‌های شکست)ماسه‌سنگ وابستگی محصورشدگی را نشان می‌دهند. مقاومت دینامیکی با افزایش تنش محوری σ ۱ در امتداد جهت برخورد کاهش می‌یابد، در حالی که با افزایش تنش‌های جانبی σ ۲ و σ ۳ افزایش می‌یابد. مدول الاستیک با تغییر محصورشدگی از فشار تک محوری، دو محوری تا سه محوری افزایش می‌یابد. سنگ‌ها تحت ضربه پیش تنش تک محوری به پودر تبدیل می‌شوند، و قطعات تحت فشار دو محوری از صورت آزاد خارج می‌شوند، در حالی که آسیب اندک یا شکستگی برشی ماکروسکوپی تحت فشار سه محوری را نشان می‌دهند. تصویربرداری سه‌بعدی از شبکه‌های شکستگی در نمونه‌های آسیب‌دیده / شکسته از طریق سیستم توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس به دست آمد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Geotechnical Engineering and Engineering Geology
  • ترجمه مقاله Geotechnical Engineering and Engineering Geology
  • مقاله مهندسی ژئوتکنیکی و مهندسی زمین‌شناسی
  • ترجمه مقاله مهندسی ژئوتکنیکی و مهندسی زمین‌شناسی
  • مقاله Earth and Planetary Sciences (miscellaneous)
  • ترجمه مقاله Earth and Planetary Sciences (miscellaneous)
  • مقاله علوم زمین و سیاره‌ای (متفرقه)
  • ترجمه مقاله علوم زمین و سیاره‌ای (متفرقه)
  • مقاله General Environmental Science
  • ترجمه مقاله General Environmental Science
  • مقاله علوم محیطی عمومی
  • ترجمه مقاله علوم محیطی عمومی
  • مقاله General Engineering
  • ترجمه مقاله General Engineering
  • مقاله مهندسی عمومی
  • ترجمه مقاله مهندسی عمومی
  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله General Earth and Planetary Sciences
  • ترجمه مقاله General Earth and Planetary Sciences
  • مقاله علوم زمین و سیارات عمومی
  • ترجمه مقاله علوم زمین و سیارات عمومی
  • مقاله Geology
  • ترجمه مقاله Geology
  • مقاله زمین‌شناسی
  • ترجمه مقاله زمین‌شناسی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.