Study on Fatigue Life of Fractured Rock Under Constant Amplitude Cyclic Loading

Estudio sobre la vida a la fatiga de rocas fracturadas bajo cargas cíclicas de amplitud constante

El sistema electrohidráulico de carga servo se aplicó para realizar pruebas de carga cíclicas para muestras de roca fracturada. De acuerdo con los resultados de la prueba de fatiga (resistencia a la fatiga), el modelo de función de potencia se utilizó para ajustar y analizar los datos de la prueba; el grado de ajuste de la curva se determinó mediante el coeficiente de correlación, y se ajustó el resultado. Se analizaron los principales factores que influyen en la resistencia a la fatiga de las muestras. La tensión límite superior fue el factor más importante que afectó la vida a la fatiga (resistencia de fatiga) de las muestras. En las mismas condiciones, el espécimen tuvo una vida a la fatiga más corta cuando se aplicó por un límite superior de tensión; la roca de diferentes tipos y fuerzas no solo tuvo una vida a la fatiga diferente, sino que también tuvo diferentes grados de sensibilidad entre la vida a la fatiga y la tensión límite superior; la vida a la fatiga de los especímenes fue significativamente influenciada debido a diferentes daños iniciales.

INTRODUCCIÓN

Existen muchos defectos en las masas rocosas naturales, como: fracturas, juntas, etc. En el proceso de construcción y servicio de ingeniería de rocas, no sólo hay carga estática, sino también carga dinámica, especialmente la ingeniería de rocas a lo largo de la carretera, el ferrocarril y el puente. Debido al impacto a largo plazo de la carga de fatiga del tráfico, el campo de tensión interna de la roca está cambiando, la resistencia de la roca se atenúa continuamente con la acumulación de daños por fatiga, y la seguridad y la estabilidad a largo plazo de la ingeniería de rocas se ven muy afectadas.

Con la mejora de los requisitos de la gente sobre la seguridad y la durabilidad de la ingeniería de rocas, los estudiosos en el país y en el extranjero llevaron a cabo investigaciones relevantes sobre la fatiga de la roca. Xiurun (1987, 1992, 2003) investigó la deformación irreversible y la propiedad de fatiga de la roca bajo carga cíclica, y presentó el valor del umbral de fatiga al mismo tiempo. Yanbo, Xing y GuoJie (2017) investigaron la curva de proceso de tensión-deformación completa, el cambio de microestructura, las características de macrofractura y otras características de daño por fatiga de las rocas de yeso bajo la carga cíclica mediante el uso del sistema de emisión acústica y el microscopio electrónico de barrido ambiental. Erarslan y Williams (2012) investigaron el mecanismo de daño por fatiga de la toba bajo dos tipos diferentes de métodos de carga cíclica mediante el uso de SEM. Momeni, Karakus y Khanlari (2015) investigaron las propiedades mecánicas del granito bajo cargas cíclicas.

Según las investigaciones existentes, la resistencia, la deformación, las características de fractura y el mecanismo de fallo de los materiales rocosos sometidos a cargas cíclicas son obviamente diferentes de los de las cargas estáticas.