مطالعه عددی تأثیر محصورشدگی سنگ بر نفوذ ابزار در آزمون پانچ

چکیده

شکنندگی یکی از خصوصیات مهم سنگ است که به پیش‌بینی رفتار خردشدن سنگ، انرژی مصرف‌شده در برش سنگ و انتخاب هندسه برش بهینه می‌پردازد. آزمون نفوذ پانچ یکی از روش‌های مستقیم اندازه‌گیری شکنندگی و نیروی واردشده به ابزار طی نفوذ در سنگ است که در این آزمون از قالب فولادی و پرکننده سیمانی برای شبیه‌سازی محصورشدگی سنگ استفاده می‌شود. با توجه به انعطاف‌پذیری روش‌های عددی، در این مطالعه، با مدلسازی فرآیند نفوذ به‌روش المان‌محدود و اعتبارسنجی آن با آزمون آزمایشگاهی، به بررسی تأثیر محصورشدگی سنگ بر نفوذ ابزار و شکنندگی سنگ پرداخته شده‌است. نتایج نشان می‌دهد، با مدلسازی عددی آزمون نفوذ پانچ به‌روش المان‌محدود، می‌توان نتایج این آزمون را با دقت بالایی به‌دست آورد. همچنین مشاهده شد، مقدار حداکثر نیروی واردشده به نفوذگر و شاخص شکنندگی در حالت محصورشده سنگ نسبت به آزمون نفوذ پانچ افزایش می‌یابد و این افزایش در سنگ‌های صلب‌تر مانند گرانیت بیشتر مشاهده می‌شود.