کالیبراسیون مقاومت کششی مدل سنگ در نرم افزار PFC۲D با استفاده از تابع توزیع ریزترک و روش کلامپ

توانایی روش المان مجزا برای شبیه سازی شروع و گسترش ترک محققان را قادر ساخته تا مطالب مختلفی را در زمینه مکانیزم شکست در سنگ ها بررسی کنند که با استفاده از روش های المان محدود و المان مرزی امکان پذیر نیست. بررسی تعداد میکروترک ها و آستانه شکست در سنگ ها به فهم بهتر رفتار سنگ های شکننده تحت شرایط واقعی کمک می کند. نرم افزار PFC۲Dبر اساس روش المان مجزا بوده و قابلیت ویژه آن در مدل سازی گسترش ترک نسبت به دیگر روش های عددی است. مشکلی که محققان در مدل سازی با این نرم افزار مواجه هستند، عدم تطابق مقاومت کششی مدل عددی و الگوی شکست آن با نمونه واقعی با مقاومت فشارشی بالا است. در این تحقیق از نتایج آزمایشگاهی برای کالیبراسیون مدل های عددی استفاده شد. از نمونه سنگ گرانیت مقاطع نازک پتروگرافی و نمونه هایی نیز برای انجام مطالعات SEMتهیه شد. اطلاعات لازم در مورد توزیع دانه بندی و توزیع ریزترک ها در این نمونه سنگ با انجام مطالعات میکروسکوپی برای استفاده در مدل های عددی به دست آمد. علاوه بر این در این تحقیق برای دستیابی به الگوی شکست صحیح مدل ها مطابق با نمونه های آزمایشگاهی، از روشی که در آن اندازه کلامپ ها به وسیله یک شعاع تاثیر معلوم کنترل می شود، استفاده شد. استفاده از این نوع کلامپ ها مشخص نمود که نسبت مقاومت کششی به فشارشی به دست آمده از آزمایش های تک محوره و کشش از مقدار ۵/۰ (در حالت بدون کلامپ) به مقدار کمتر از ۱/۰ کاهش یافته و مقدار مقاومت کششی در نمونه های آزمایشگاهی با مقاومت فشارشی بالا تقریبا با مدل های عددی برابر می شود.

کلیدواژه ها:

روش المان مجزا ، کالیبراسیون مدل عددی ، PFC۲D ، توزیع ریزترک ها ، روش کلامپ