암석 강도에 대한 크기 및 응력 구배 효과
암석의 강도는 크기 를 포함한 다양한 요인에 의해 영향을받습니다. 그리고 스트레스 구배 경험. 이러한 효과를 이해하는 것은 광업, 토목 공학 및 지오메트리와 같은 다양한 분야에서 중요합니다.
1. 크기 효과 :
* 작은 샘플 : 일반적으로 더 높은 강도 값을 나타냅니다. 이것은 다음과 같습니다.
* 큰 결함이 없음 : 더 작은 샘플은 큰 균열, 포함 또는 응력 집중기 역할을 할 수있는 다른 결함을 함유하여 조기 고장을 초래할 가능성이 적습니다.
* 온전한 암석의 비율 : 더 작은 샘플은 온전한 물질의 비율이 높으므로 약한 구역 또는 변경된 암석의 영향을 최소화합니다.
* 표면적 대 부피 비율 : 더 작은 샘플은 표면적 대 부피 비율이 높아서 감금 및 응력 분포가 향상되어 강도가 증가합니다.
* 더 큰 샘플 : 다음으로 인해 더 낮은 강도 값을 나타내는 경향이 있습니다.
* 결함의 확률 증가 : 크기가 증가함에 따라 암석 질량 내에서 더 큰 결함과 이질성이 발생할 가능성이 증가합니다.
* 스트레스 농도 : 더 큰 샘플은 기존 결함 주위에서 더 높은 응력 농도를 경험하여 국소화 된 실패로 이어집니다.
* 이질성 : 더 큰 샘플은 다른 미네랄 조성, 입자 크기 및 파쇄가있는 구역을 포함하여 강도의 변동성에 기여할 가능성이 높습니다.
2. 스트레스 구배 효과 :
* 스트레스 구배 : 암석 질량 내에서 주어진 거리에 대한 응력 변화율을 나타냅니다.
* 높은 응력 구배 : 다음으로 인한 암석 강도를 증가시킬 수 있습니다.
* 마이크로 크랙 폐쇄 : 높은 응력 구배는 기존의 마이크로 크랙을 닫아 암석의 강성과 실패에 대한 저항을 효과적으로 증가시키는 경향이 있습니다.
* 스트레스로 인한 이방성 : 높은 응력 구배는 바람직한 강도 방향을 만들어 그 방향에서 암석을 더 강하게 만듭니다.
* 낮은 응력 구배 : 다음으로 인한 암석 강도를 줄일 수 있습니다.
* 균열 전파 : 응력 구배가 낮 으면 균열 개시 및 전파가 더 쉬워지면 국소화가 발생합니다.
* 결함에서 스트레스 농도 : 낮은 응력 구배는 기존 결함에서 응력 농도를 강조하여 고장을 가속화 할 수 있습니다.
크기 및 응력 구배 영향에 영향을 미치는 요인 :
* 락 타입 : 미네랄 조성, 입자 크기 및 질감과 같은 암석의 고유 특성은 크기 및 응력 구배 효과에 영향을 미칩니다.
* 결함 분포 : 암석 질량 내 결함의 위치, 크기 및 방향은 응력에 대한 반응에 크게 영향을 미칩니다.
* 하중 조건 : 하중 유형 (일축, 자극 등) 및 하중 속도는 다른 응력 구배에서 강도 거동에 영향을 줄 수 있습니다.
결론 :
암석 강도에 대한 크기 효과 및 응력 구배 영향을 이해하는 것은 엔지니어링 응용 분야에서 중요합니다. 도움이됩니다 :
* 안정적인 발굴 설계 : 프로젝트의 규모와 예상 응력 구배를 고려함으로써 엔지니어는 터널, 광산 및 기타 구조물의 안정성을 보장 할 수 있습니다.
* 암석 행동 예측 : 크기와 응력 구배가 강도에 어떻게 영향을 미치는지 아는 것은 다른 하중 조건에서 암석 행동을보다 정확하게 예측할 수 있습니다.
* 암석 역학 최적화 : 크기 및 응력 구배 효과를 수치 모델에 통합함으로써 엔지니어는보다 현실적이고 신뢰할 수있는 결과를 얻을 수 있습니다.
이것들은 일반적인 경향이며, 주어진 암석에 대한 크기 및 응력 구배의 특정 반응은 크게 다를 수 있습니다. 특정 암석 질량의 거동을 완전히 이해하려면 신중한 실험과 분석이 필요합니다.
