ارائه یک مدل خرابی ریز مکانیکی با لحاظ سازوکارهای ترک باله¬ای و ترک ثانویه به‌صورت توأمان تحت بارگذاری دینامیکی

چکیده

مدل­های خرابی ریزمکانیکی به­عنوان روش­های نوین برای در نظر گرفتن فیزیک واقعی مساله در خصوص رشد و انتشار ریزترک­ها (جوانه­زنی ترک­های باله­ای) هستند. با توجه به این­که مواد سنگی توزیع مختلفی از ریزترک­های اولیه ازنظر اندازه و جهت‌دارند، لذا تحت بارگذاری دینامیکی اکثر ریزترک­های ذاتی موجود در مواد سنگی فعال­شده و رشد می­کنند. مدل­های خرابی ریزمکانیکی که تاکنون ارائه‌شده‌اند، خرابی ناشی از سازوکار ترک باله­ای را در فرمول­بندی خود در نظر گرفته­اند. مطالعات آزمایشگاهی انجام­شده توسط محققین مختلف رشد ترک­های ثانویه در امتداد ریزترک­های اولیه را به اثبات رسانده است. لذا در این تحقیق سازوکار ترک ثانویه (خرابی حاصل از رشد ترک ثانویه و کرنش­های غیر الاستیک ناشی از لغزش نامتقارن سطوح ترک ثانویه برشی) به ­همراه سازوکار ترک باله­ای (خرابی حاصل از رشد ترک باله­ای و کرنش­های غیر الاستیک ناشی از پدیده گوه­ای­شدن) مطالعه شده است. روش همگن­سازی خودسازگار برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک­ها استفاده‌شده است. برای اعتبارسنجی نتایج مدل خرابی ریزمکانیکی آزمایش فشاری هاپکینسون بر روی نمونه­های سنگی سونگون پورفیری به ازای نرخ­های کرنش دینامیکی انجام‌شده است. با توجه به قابلیت نرم­افزار تفاضل محدود  در شبیه­سازی بارگذاری­های دینامیکی، فرمول­بندی مدل خرابی ریزمکانیکی در قالب دستورات فیش در محیط این نرم­افزار کد نویسی شده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی­های عددی تطابق خوبی با نتایج مطالعات آزمایش فشاری هاپکینسون بر روی نمونه­های سنگی سونگون پورفیری دارد. لذا می­توان استنتاج کرد که مدل خرابی ریزمکانیکی توسعه داده‌شده قابلیت خوبی در شبیه­سازی فیزیک واقعی مساله تحت بارگذاری­های دینامیکی دارد.