ارایه مدل خرابی ریزمکانیکی بر اساس الگوی همگن‌سازی برای سنگ ترد

Abstract

با افزایش نیاز‌های متعدد بشر، سازه‌های سنگی با کاربرد‌های متنوع معدنی، نفتی، عمرانی، دفاعی و هسته‌ای به کار گرفته شده است. این نیاز موجب افزایش ابعاد و عمق سازه‌های زیرزمینی شده که شرایط حاکم بر بارگذاری آن‌ها معمولا موجب گسترش ناحیه تخریب پیرامون فضای زیرزمینی می‌شود. شناخت رفتار غیر الاستیک سنگ تخریب شده در برگیرنده سازه‌های سنگی به ویژه پس از مقاومت حداکثر برای تحلیل پایداری سازه سنگی لازم است. روش‌های مبتنی بر مکانیک خرابی ویژگی‌های رفتار سنگ چون کاهش ظرفیت باربری پس از مقاومت حداکثر و زوال صلبیت الاستیک را به خوبی در نظر می‌گیرد. به طور کلی با دو رویکرد پدیدارشناسانه و ریزمکانیکی می‌توان خرابی سنگ را تشریح و تفسیر کرد. در این تحقیق به دلیل کارایی بیشتر مدل‌های خرابی ریزمکانیکی در برقراری ارتباط بین رفتار ریز مقیاس و بزرگ مقیاس سنگ از مدل‌های خرابی ریزمکانیکی استفاده شده است. در این مقاله، مدل خرابی ریزمکانیکی برای ریزترک‌های اصطکاکی بسته و باز با در نظر گرفتن کوپل بین لغزش اصطکاکی و بروز خرابی مورد بررسی قرار گرفته ‌است. از اینرو، ابتدا مفاهیم پایه مکانیک خرابی ریزمکانیکی ارایه شده است. برای محاسبه تانسور تاثیر از الگوی همگن‌سازی پونته کاستاندا و ویلیس استفاده شده است، سپس فرمول‌بندی این مدل‌ در محیط برنامه‌نویسی نرم‌افزار FLAC کدنویسی شده و مدل رفتاری پلاستیک- خرابی ریزمکانیکی توسعه داده شده در محیط نرم‌افزار استفاده عملی شد. برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده در مقیاس آزمایشگاهی از آزمایش مقاومت فشاری تک محوره انجام شده بر روی سنگ آهک مارنی سازند پابده به عنوان مبنا استفاده شد که مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی تطابق قابل قبولی داشت.

Keywords

• خرابی ریزمکانیکی
• همگن سازی
• شکست سنگ ترد
• شبیه سازی عددی