Shear mode fracture toughness of rock with different core-based specimen geometries
Çeşitli karot bazlı kaya numune geometrilerinin makaslama modu çatlak toklukları
- Tez No: 355304
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVEND TUTLUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Kaya çatlak, tokluğu, karot numuneleri, gerilme şiddeti modellemesi, ABAQUS, Rock fracture, toughness, core specimens, stress intensity modeling, ABAQUS
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 328
Özet
Makaslama modu çatlak tokluğu testleri karot bazlı gabbro nunumeleri ile yürütülmüştür. Testler, üç noktadan eğme altında ve Brazilyan tipi direkt olmayan yükleme ile test edilmiştir. Farklı geometri tiplerinden elde edilen farklı çatlak tokluğu değerlerinin nedenlerinin incelenmesi için modellemeler ABAQUS yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Mod II çentiği çevresindeki gerilme dağılımları analiz edilmiştir. Hangi numune geometrisinin plaka tipi saf mod II modeli ile aynı gerilme dağılımına sahip olduğunu belirlemek için değişik patikalar üzerinden alınan gerilme değerleri kıyaslanmıştır. Çentik kalınlığının gerilme şiddeti faktörü üzerine etkisi analiz edilmiştir. Deneylerde 100 mm çapa ve 60 mm kalınlığa sahip karot numuneleri kullanılmıştır. Başlangıç çentik uzunluğu 32 mm ile 72 mm olan Düz Çentikli Brezilyan Disk numuneleri için mod II çatlak tokluğu değerleri sırasıyla KIIc(CSTBD)=2.35 MPa√m ve KIIc(CSTBD)=1.76 MPa√m olarak saptanmıştır. Makaslama modu çatlak tokluğu değeri çentik uzunluğu arttıkça düşmüştür. Bu çatlak tokluğundaki düşüşün nedeni olarak, numune sınırının çatlak tokluğu üzerindeki etkisi olduğu sonucuna varılmıştır. SCB geometrisine ait mod I ve mod II çatlak tokluğu değerleri düşerek KIc(SCB)=1.77 MPa√m and KIIc(SCB)=0.92 MPa√m olarak belirlenmiştir. Diğer üç noktandan eğme altındaki disk tipi numunesi (SNDB), CSTBD methodu ile elde edilen sonuçlara KIc(SNDB)=2.10 MPa√m and KIIc(SNDB)=1.18 MPa√m yakın değerler üretmiştir. Üç noktadan eğme altında yüklenen numune geometrilerinin düşük çatlak tokluğu değerlerine sahip olmasının nedeni olarak, çentik ucu çevresinde oluşan büyük yenilme bölgesi ile numune sınırının çatlak üzerine etkisi olarak açıklanmıştır.
Özet (Çeviri)
Shear mode fracture toughness tests on core specimens of gabbro rock were conducted. Tests were conducted under three-point bending and Brazilian type indirect compression load. In order to investigate the reasons for having different fracture toughness values with the different testing methods and geometries, modeling with ABAQUS software was conducted. Stress distributions around the mode II notches were analyzed. In order to assess which specimen geometry results in similar stress distributions as in the stress state of a plate under pure mode II, stress distributions along some paths were compared. Effect of the thickness of the notches on the stress intensity factor was analyzed. In experiments, core specimens had 100 mm diameter and 60 mm thickness, were used. Mode II fracture toughness results were KIIc(CSTBD)=2.35MPa√m and KIIc(CSTBD)=1.76 MPa√m for the Brazilian type CSTBD specimens with notches of 32 mm and 72 mm in length, respectively. Mode II fracture toughness decreased as the notch length increased. This was attributed to the effect of boundary influence on the fracture toughness. Mode I and mode II fracture toughness values for the three-point bend SCB geometry were lower with KIc(SCB)=1.77 MPa√m and KIIc(SCB)=0.92 MPa√m. Another three-point bend circular plate type SNDB geometry method produced closer results to the CSTBD method with KIc(SNDB)=2.10 MPa√m and KIIc(SNDB)=1.18 MPa√m. Reasons for lower fracture toughness with three-point bending loading were explained in terms of having larger yield zones ahead of the notch and cracks, and the boundary influence issue.
Benzer Tezler
- Shear mode rock fracture toughness determination with a circular plate type specimen under three-point bending
Makaslama modu kaya çatlak tokluğunun üç noktadan eğme altında dairesel plaka tipi numune ile belirlenmesi
SİNEM ŞENER KARAKAŞ
Doktora
İngilizce
2011
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. LEVENT TUTLUOĞLU
- Investigation of fracture toughness with four point asymmetric bending on rectangular rock specimens
Dörtgen kesitli kaya numunelerinin çatlak tokluğunun dört nokta asimetrik eğilme deneyi ile araştırılması
UĞUR ALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVEND TUTLUOĞLU
- The fracability evaluation of Dadaş shale in Southeastern Turkey based on its geomechanical properties
Güneydoğu Türkiye'deki Dadaş şeylinin jeomekanik özelliklerine göre çatlatılabilirlik değerlendirmesi
OĞUZ CİHANER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL YILDIRIM
- Jeolojik süreksizliklerin keskilerin kesme performansı üzerine etkisinin araştıılması
Başlık çevirisi yok
CEMAL BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NUH BİLGİN
- Eğilme momentine maruz içi boş silindirik yapılarda dönmüş dış yüzey çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses of deflected external surface cracks in hollow cylindrical structures under bending moment
MUHAMMET ÇALIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN