Spall Fracture Forms of High Rock Samples under Uniaxial Compression
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IOP Publishing Ltd
Abstract
ENG: Prof. L.I. Baron identified five forms of destruction during uniaxial compression of samples of regular geometry of rocks including truncated wedge, wedge, diagonal, longitudinal, and explosive forms. All of them are commonly characterized by the destruction of samples in their central parts showing two or more cracks, while the trajectories of crack development align with the corner points of the samples. Recently, was unexpectedly discovered a spall fracture in the form of a single crack emerged from the side wall of the specimen and propagating into it under uniaxial compression. Based on the discovery, the method for creating stress-strain diagrams for high rock samples was developed using four rock properties such as rock shear resistance limit, contact friction ratio, internal friction ratio, and modulus of elasticity. The stress-strain diagram of the spall fracture of high samples is described by a descending curve, which is typical for the diagrams of fracture created by two adjacent cracks of regular geometry samples. The maximum stresses required for the destruction of high rock samples are lower than those for the destruction of regular geometry samples of rocks with similar physical and mechanical properties.
UKR: Професор Л.І. Барон виділив п'ять форм руйнування під час одновісного стиснення зразків правильної геометрії гірських порід, включаючи усічену клинову, клинову, діагональну, поздовжню та вибухову форми. Усі вони зазвичай характеризуються руйнуванням зразків у центральній частині з двома або більше тріщинами, при цьому траєкторії розвитку тріщини збігаються з кутовими точками зразків. Нещодавно було несподівано виявлено відкол у вигляді одиночної тріщини, що виходить із бічної стінки зразка та поширюється в неї при одновісному стисненні. На основі відкриття було розроблено метод створення діаграм напруження-деформації для високих зразків порід із використанням чотирьох властивостей порід, таких як межа опору зсуву порід, коефіцієнт контактного тертя, коефіцієнт внутрішнього тертя та модуль пружності. Діаграма напруження-деформації відкольного руйнування високих зразків описується спадною кривою, що характерно для діаграм руйнування двох суміжних тріщин зразків правильної геометрії. Максимальні напруги, необхідні для руйнування високих зразків порід, нижчі, ніж для руйнування зразків правильної геометрії порід з подібними фізико-механічними властивостями.
UKR: Професор Л.І. Барон виділив п'ять форм руйнування під час одновісного стиснення зразків правильної геометрії гірських порід, включаючи усічену клинову, клинову, діагональну, поздовжню та вибухову форми. Усі вони зазвичай характеризуються руйнуванням зразків у центральній частині з двома або більше тріщинами, при цьому траєкторії розвитку тріщини збігаються з кутовими точками зразків. Нещодавно було несподівано виявлено відкол у вигляді одиночної тріщини, що виходить із бічної стінки зразка та поширюється в неї при одновісному стисненні. На основі відкриття було розроблено метод створення діаграм напруження-деформації для високих зразків порід із використанням чотирьох властивостей порід, таких як межа опору зсуву порід, коефіцієнт контактного тертя, коефіцієнт внутрішнього тертя та модуль пружності. Діаграма напруження-деформації відкольного руйнування високих зразків описується спадною кривою, що характерно для діаграм руйнування двох суміжних тріщин зразків правильної геометрії. Максимальні напруги, необхідні для руйнування високих зразків порід, нижчі, ніж для руйнування зразків правильної геометрії порід з подібними фізико-механічними властивостями.
Description
M. Malich: ORCID 0000-0003-4967-5378
Keywords
rocks, spall fracture, uniaxial compression, destruction, stress-strain diagram, гірські породи, відкольний злам, руйнування, одновісне стиснення, діаграма напруження-деформації, КГМ
Citation
Vasyliev L., Bulich Yu., Vasyliev D., Malich M., Rizo Z., Polishchuk A., Kress D., Kuttiubaev A. Spall Fracture Forms of High Rock Samples under Uniaxial Compression. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 1156 : Proceedings of the IV International Conference "Essays of Mining Science and Practice" (RMGET-2022), Dnipro, Ukraine, 09–11 November, 2022. 2023. 012036. DOI: 10.1088/1755-1315/1156/1/012036.