تاثیر بارگذاری حرارتی بر رفتار منحنی تنش - کرنش در نمونه سنگ آهک کریستاله

در بسیاری از فعالیت های ژئومکانیکی ماننده بهره برداری از مخازن ژئوترمال، دفن زباله های هسته ای، حفر فضاهای زیرزمینی در اعماق زیاد حفر چاه های نفت و غیره، توده سنگ در معرض بارگذاری حرارتی قرار می گیرند. بارگذاری حرارتی تحت شرایط زمانی مختلف، نقش مهمی در ناپایداری توده سنگ های مجاور دارد. برای این منظور نمونه های استوانه ای سنگ آهک کریستاله در دماهای محیط ۱۶۰ و ۵۰۰ درجه سانتیگراد عمل آوری شدند. در ادامه با نصب کرنش سنج ها به صورت افقی وعمودی بر روی نمونه ها و انجام آزمایش مقاومت فشاری تک محوره با استفاده ازدستگاه بارگذاری خودکار، رفتار منحنی تنش - کرنش ترسیم شد. در پایان به منظور بررسی مکانیسم آسیب در اثر حرارت، از نمونه ها مقاطع نازک تهیه شد. نتایج نشان داد که هنگام آزمایش مقاومت فشاری تک محوره برای نمونه های عمل آوری شده در دمای ۱۶۰ درجه سانتی گراد، انقباض نمونه تا تنش نزدیک به ۲۰ مگاپاسکال (تقریبا یک سوم مقاومت فشاری نمونه )ادامه می یابد و پس از ان کرنش جانبی نمونه با سرعت بسیار کم تا لحظه شکست افزایش خواهد یافت. علت این امر ریزترک های القایی بین دانه ای تشکیل شده در اثر حرارت می باشد. با افزایش دما تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد و ایجاد ریز ترک های بین دانه ای و درون دانه ای و تغییر ساختار بلورها، کاهش در کرنش جانبی نمونه تا تنشی نزدیک به ۵ مگاپاسکال (تقریبا یک هفتم مقاومت فشاری نمونه) ادامه یافته و پس از آن کرنش جانبی نمونه با سرعت زیادی افزایش می یابد.

Keywords:

بارگذاری حرارتی , سنگ آهک کریستاله , ریز ترک القایی بین دانه ای , کرنش جانبی