Παρουσιάσεις

Τίτλος εργασίας: Επίδραση της τριβής στις δοκιμές μονοαξονικής θλίψης
Τίτλος στα Αγγλικά: Effect of friction on uniaxial compression tests

Τριμελής εξεταστική επιτροπή

1.Γεώργιος Ξηρουδάκης, επικ. καθηγητής σχολής ΜΗΧΟΠ (Επιβλέπων)

2. Ζαχαρίας Αγιουτάντης, καθηγητής Πανεπιστημίου Kentucky

3. Δρ. Παντελής Λιόλιος, μέλος ΕΔΙΠ σχολής ΜΗΧΟΠ

Περίληψη

Οι δοκιμές μονοαξονικής θλίψης αποτελούν μία από τις πιο διαδεδομένες και θεμελιώδεις πειραματικές μεθόδους στη μηχανική πετρωμάτων και στη γεωμηχανική, καθώς παρέχουν κρίσιμες πληροφορίες για την αντοχή, την παραμορφωσιμότητα και τον μηχανισμό αστοχίας των δειγμάτων υπό αξονική φόρτιση. Τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε εφαρμογές όπως η σχεδίαση υποστηριγμάτων σε υπόγειες κατασκευές, η εκτίμηση της ευστάθειας πρανών, η γεωμηχανική αξιολόγηση υποδομών και η μοντελοποίηση της μηχανικής συμπεριφοράς της βραχομάζας. Παρά την απλότητα της διάταξης, τα πειράματα μονοαξονικής θλίψης επηρεάζονται σημαντικά από διάφορους παράγοντες που μπορούν να οδηγήσουν σε συστηματικά σφάλματα ερμηνείας των μετρήσεων.

Ένας από τους πιο κρίσιμους παράγοντες είναι η τριβή μεταξύ των πλακών φόρτισης  και του δείγματος. Η ύπαρξη ή η μεταβολή του συντελεστή τριβής στα όρια του δείγματος περιορίζει τις πλευρικές διαστολές κοντά στα άκρα, προκαλεί μη ομοιόμορφη κατανομή τάσεων κατά μήκος του δείγματος και επιδρά τόσο στην καταγεγραμμένη αντοχή όσο και στη μορφολογία θραύσης (π.χ. barreling). Οι επιδράσεις αυτές είναι εντονότερες για χαμηλούς λόγους ύψους προς διάμετρο (H/D) και μπορούν να προκαλέσουν συστηματική υπερεκτίμηση της αντοχής και του φαινομενικού μέτρου ελαστικότητας, δυσχεραίνοντας τη συγκρισιμότητα μεταξύ εργαστηριακών δοκιμών και τη μεταφορά αποτελεσμάτων σε εφαρμογές πεδίου.

Πιο συγκεκριμένα, κατά την δοκιμή μονοαξονικής θλίψης και λόγω της τριβής το σχήμα του δοκιμίου από κυλινδρικό τείνει να παραμορφωθεί σε σχήμα βαρελιού (barreling). Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας έχει ως στόχο να ερμηνεύσει την επίδραση της τριβής στις δοκιμές μονοαξονικής θλίψης και πως αυτή επηρεάζει τις αντοχές των εν λόγω πετρωμάτων, το μέτρο ελαστικότητας καθώς και τον λόγο Poisson.

Τα πετρώματα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία είναι:

• Ασβεστόλιθος Lecce
• Μάρμαρο Α & Β
• Ψαμμίτης (Καλαθάς Χανίων)

Κατά τον τρόπο αστοχίας των προαναφερθέντων πετρωμάτων παρατηρείται ότι υπερισχύει ο διατμητικός τύπος αστοχίας, καθώς 20 από τα 43 δοκίμια αστόχησαν με αυτόν τον τρόπο, 13 δοκίμια έσπασαν σε αξονική κατάτμηση, ενώ τα υπόλοιπα έσπασαν με την υοειδή αστοχία (Y-shaped failure). Από τα πειράματα παρατηρήθηκε ότι η χρήση λιπαντικής ουσίας δίδει μικρότερη αντοχή στο εξεταζόμενο πέτρωμα, σε σχέση με αυτή χωρίς χρήση αντιτριβικών μέσων. Με την προσθήκη βαζελίνης στα άκρα του δοκιμίου παρατηρείται μείωση της γωνίας τριβής σε όλα τα εξεταζόμενα πετρώματα. Η μεγαλύτερη διαφορά γίνεται αντιληπτή στο πέτρωμα του ασβεστόλιθου Lecce. Τέλος, παρατηρήθηκε ότι η ύπαρξη της τριβής υπερεκτιμά τις αντοχές σε μονοαξονική θλίψη που η διαφορά αυτή φτάνει έως και 6.9% για το μάρμαρο Β.

Λέξεις Κλειδιά: Αντοχή Μονοαξονικής θλίψης, Επίδραση Τριβής, Πειραματική Διερεύνηση, Υπερεκτίμηση Αντοχών