TIME-DEPENDENT TENSILE STRENGTHS OF ROCK SALT AS AFFECTED BY CARNALLITE CONTENTS

Abstract

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหากำลังดึงเชิงเวลาของเกลือหินที่มีผลกระทบจากการเจือปนของแร่คาร์นัลไลต์ (C_%) การทดสอบการดัดงอแบบสี่จุดได้ดำเนินการโดยใช้แท่งตัวอย่างของโพแทชขนาด 50´50´200 มิลลิเมตร มีการผันแปรปริมาณแร่คาร์นัลไลต์จากร้อยละ 0 ถึง ร้อยละ 95 อัตราการให้แรงกดที่สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของความเค้นดึงที่จุดแตกอยู่ในช่วงระหว่าง 10^-6 ถึง 10^-3 เมกะปาสคาลต่อวินาที ระหว่างการทดสอบมีการตรวจวัดความเครียดดึงอย่างต่อเนื่อง ณ จุดที่จะเกิดการแตกภายใต้แรงดึง ผลการทดสอบระบุว่าค่ากำลังดึง (s_t) ของตัวอย่างหินมีค่าลดลงเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของปริมาณแร่คาร์นัลไลต์และเมื่อมีการลดลงของอัตราการให้แรงดึง (s_R) การผันแปรนี้สามารถอธิบายได้ด้วยสมการ s_t = 8.21× exp [-0.02 C_%] (s_R) × 0.17 เมกะปาสคาล ทั้งนี้การทดสอบได้มีการคำนวณค่าพลังงานความเครียดที่จุดแตก (W) และพัฒนาให้อยู่ในฟังก์ชั่นของ C_% โดย W = 2.17× exp [-0.03 C_%] กิโลปาสคาล แม็กเวลโมเดลถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการขึ้นกับเวลาของความเครียดดึงที่ตรวจวัดได้จากการทดสอบ ความยืดหยุ่นและความหนืดของตัวอย่างหินได้ถูกสอบเทียบจากค่าที่ได้จึงส่งผลให้สามารถร่างแผนภูมิของความเครียดดึงเชิงเวลาภายใต้ความเค้นดึงที่ผันแปร

This study aims at determining the time-dependent tensile strengths of rock salt under varying carnallite contents.  Four-point bending tests are performed on prismatic beams (50×50×200 mm) of potash specimens with carnallite contents ranging from 0 to 95%.  The applied loading rates are equivalent to the induced tensile stress rates at the crack initiation point ranging from 10^-6 to 10^-3 MPa/s.  The tensile strains are monitored at the point where the incipient tensile crack is induced.  The results indicate that tensile strengths (s_t) decrease when the carnallite contents (C_%) increase and the stress rates (s_R) decrease, which can be best represented by an empirical equation: s_t = 8.21× exp [-0.02 C_%] (s_R) × 0.17 MPa.  The strain energy at failure (W) has been calculated and derived as a function of C_%, which can be described by: W = 2.17× exp [-0.03 C_%] kPa.  The Maxwell model is used to describe the time-dependent tensile strain of the specimens.  Its tensile elasticity and viscosity are calibrated by regression analysis of the test results, and hence series of tensile strain-time curves can be constructed for various applied tensile stresses.