آزمایش تعیین مقاومت کششی به روش غیر مستقیم (آزمایش برزیلی)

هدف از آزمایش برزیلی:

این آزمایش به منظور تعیین مقاومت کششی تک محوری غیرمستقیم یک نمونه سنگ می‌باشد که تحت عنوان تست برزیلی معروف است.

در واقع یک تنش کششی بر سنگ اعمال شده و تنش دیگری که مقدار آن حداکثر سه برابر تنش اصلی کششی، به صورت فشاری اعمال می‌گردد.

در این صورت در تنش کششی تک محوری شکست کششی حاصل می‌شود.

• وسایل مورد نیاز برای آزمایش برزیلی:

الف. دو صفحه بارگذاری فولادی (شعاع صفحه 1.5 برابر شعاع نمونه، عرض صفحات 1.1 ضخامت نمونه)

ب. دستگاه آزمایش جهت اعمال فشار

پ. جایگاه کروی ماشین آزمایش

• شرح مراحل آزمایش برزیلی:

الف. نمونه مورد آزمایش به صورت سیلندری باشد طوری که ارتفاع نمونه طبقه استاندارد ISRM، قطر نمونه باشد و قطر نمونه حداقل به اندازه مغزه (54mm) Nx کمتر نباشد.

تصویر نمایی از دستگاه آزمایش برزیلی (مقاومت کششی به روش غیرمستقیم)

ب. سر و ته نمونه باید کاملاً صاف شود.

پ. نمونه را زیر دستگاه مقاومت فشاری به صورت خوابیده قرار می‌دهیم.

ج. پس از قرار دادن نمونه در مقر کروی دو صفحه بارگذاری بایستی به موازات یکدیگر باشد.

میزان بار وارده بایستی به میزان 200 نیوتن در ثانیه اعمال شود.

طوری که در سست‌ترین بخش سنگ ظرف مدت 30-15 ثانیه شکست رخ دهد.

در بعضی از موارد لازم است که پس از شکست اولیه نمونه، بارگذاری طوری ادامه یابد که تکه‌های نمونه بار را تحمل نماید.

• محاسبات و نتایج حاصله از آزمایش برزیلی:

به طوری که:

= مقاومت کششی(MPa)

p= میزان بار وارده در شکست (N)

t= ضخامت نمونه (mm)

Dt= قطر نمونه (mm)

L= طول نمونه (cm)

و یا

به طوری که:

 = مقاومت کششی (kg/cm2)

p= بار وارده (گسیختگی) (kg)

= 3/14

D= قطر نمونه (cm)

براساس نتایج حاصله میانگین مقاومت کششی دو نمونه مورد آزمایش به ترتیب 45/670kg/cm2 و 32/699kg/cm2 به دست آمده است.

نتایج محاسبات در جدول زیر آمده است.

نتایج حاصل از 220 آزمایش نشان داده است که نسبت مقاومت تراکمی تک محوری به مقاومت کششی بر روی نمونه‌های آهکی در انگلستان 10 به 1 می‌باشد.

جدول نتایج آزمایش مقاومت کششی نمونه‌های سنگی را نشان می‌دهد.

گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان با نظارت علمی مهندس سیدعلی منتظری