Η δοκιμή τριαξονικής θλίψης στη μηχανική των πετρωμάτων - Αμπντουλμάνοβ, Αιμήλ (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλευτικής. Εργαστήριο Τεχνολογίας Διάνοιξης Σηράγγων, 2015)
Στα πλαίσια της παρούσης Διπλωματικής εργασίας, στο Εργαστήριο Τεχνολογίας Διάνοιξης Σηράγγων της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων - Μεταλλουργών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, πραγματοποιήθηκαν τρεις σειρές πειραματικών εργαστηριακών δοκιμών μονοαξονικής - ανεμπόδιστης θλίψης και τριαξονικής θλίψης. Η πρώτη σειρά πειραματικών δοκιμών περιλαμβάνει δοκιμές μονοαξονικής θλίψης με έλεγχο φορτίου, έλεγχο παραμόρφωσης και με έλεγχο αξονικής βράχυνσης σε δοκίμια τσιμεντοκονιάματος με παράλληλη καταγραφή των αξονικών και διαμετρικών μετατοπίσεων – βραχύνσεων, των τροπών αλλά και της δραστηριότητας ακουστικής εκπομπής με αισθητήρες πιεζοηλεκτρικού στοιχείου. Επιπλέον, εφαρμόστηκαν διαφορετικοί ρυθμοί φόρτισης και τα αποτελέσματα των μετρήσεων αξιοποιήθηκαν στην εξαγωγή πολύτιμων συμπερασμάτων. Οι δοκιμές αυτές είχαν ως αντικείμενο τη διερεύνηση των μηχανικών παραμέτρων ( κορυφαία αντοχή, μέτρο ελαστικότητας, λόγος Poisson) και της επίδρασης της διαδρομής, του τρόπου και του ρυθμού φόρτισης στην αντοχή των δοκιμίων πετρωμάτων και συνεπώς και της περιβάλλουσας αστοχίας που προκύπτει στις δοκιμές τριαξονικής θλίψης. Από την αξιολόγηση των διαγραμμάτων της τάσης συναρτήσει του χρόνου και των γεγονότων ακουστικής εκπομπής μελετήσαμε την εξέλιξη της αστοχίας ενός δοκιμίου που υποβάλλεται σε μονοαξονική θλίψη. Ακόμη εξετάστηκαν οι τρόποι αστοχίας και επιχειρήθηκε μία μεθοδολογία διόρθωσης για τον υπολογισμό της πραγματικής βράχυνσης δοκιμίου με αναγωγή από τη βράχυνση που καταγράφουν οι μορφοτροπείς αξονικής βράχυνσης μεταξύ των πλακών φόρτισης της συσκευής και τη βράχυνση των πλακών και εμβόλων σφαιρικής έδρασης της τριαξονικής θλίψης. Η δεύτερη σειρά πειραματικών δοκιμών περιλαμβάνει δοκιμές τριαξονικής θλίψης σε δοκίμια τσιμεντοκονιάματος και εξέταση των μηχανικών παραμέτρων των δοκιμίων. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές πολλαπλής αστοχίας με δύο εναλλακτικές διαδρομές φόρτισης και μεμονωμένες δοκιμές και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων αξιοποιήθηκε στη εκτίμηση της εγκυρότητας και της συσχέτισης της περιβάλλουσας αστοχίας που προκύπτει από δοκιμές πολλαπλής αστοχίας σε σχέση με αυτή που προκύπτει από μεμονωμένες δοκιμές. Επιχειρήθηκε εκ νέου μεθοδολογία διόρθωσης της βράχυνσης που καταγράφουν οι μορφοτροπείς αξονικής βράχυνσης για την εύρεση της πραγματικής βράχυνσης των δοκιμίων. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές μονοαξονικής θλίψης για την αξιολόγηση της επίδρασης των δοκιμών τριαξονικής θλίψης στις μηχανικές παραμέτρους των δοκιμίων όπως το μέτρο ελαστικότητας και η κορυφαία αντοχή. Η τρίτη σειρά πειραματικών δοκιμών περιλαμβάνει δοκιμές πολλαπλής αστοχίας σε δοκίμια Πετρωμάτων από την ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Αττικής με παράλληλη καταγραφή της δραστηριότητας ακουστικής εκπομπής ενώ επιχειρήθηκε επιπλέον η καταγραφή των ακτινικών, διαμετρικών μετατοπίσεων με ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών προέκυψαν συμπεράσματα για τις μηχανικές παραμέτρους των πετρωμάτων, όπως λόγος Poisson, γωνία εσωτερικής τριβής και συνοχή. Εκτελώντας αρκετά στάδια – διαδοχικούς κύκλους φόρτισης με διαδοχική αύξηση της πλευρικής πίεσης παρατηρήθηκε η μετάβαση από την ψαθυρή στην όλκιμη κατάσταση και η επίδραση της πλευρικής πίεσης στη μεταβολή της μηχανικής συμπεριφοράς του πετρώματος. Από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων της ακουστικής δραστηριότητας αποτυπώθηκε η διακύμανση της παραμέτρου b – value καθ’ όλη τη διάρκεια της δοκιμής πολλαπλής αστοχίας και σε συνδυασμό με τα διαγράμματα τάσης συναρτήσει χρόνου και γεγονότων ακουστικής δραστηριότητας εξάγαμε συμπεράσματα για την εξέλιξη της αστοχίας ενός πετρώματος με την πρόοδο μιας δοκιμής.