چکیده

مدول تغییرشکل پذیری معرف میزان تغییر شکل توده سنگ می باشد و دانستن مقدار آن در طراحی، ساخت، اجرا و برآورد ایمن سازه های سطحی و زیرزمینی در توده سنگ مهم است. توده سنگ از ماتریس سنگ بکر و ناپیوستگی ها تشکیل شده که با توجه به تغییرشکل پذیری بسیار زیاد در ناپیوستگی در مقایسه با تغییرشکل پذیری سنگ بکر، رفتار توده سنگ به میزان زیادی متاثر از سیستم ناپیوستگی و پارامترهای هندسی آنها می-باشد. همچنین شرایط تکتونیکی تنش تاثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار مکانیکی توده سنگ دارد. مدول تغییرشکل پذیری توسط روش های برجا، تحلیلی، تجربی و عددی تعیین می شود. روش های برجا علاوه بر پرهزینه و زمان بر بودن، از نظر حجم بارگذاری شده، کنترل شرایط مرزی و تفسیر نتایج، شامل عدم قطعیت می باشند. روابط تجربی توانایی در نظر گرفتن آنیزوتروپی موجود در توده سنگ را ندارند و از طرفی این روابط از یک اصل مکانیکی تبعیت نمی کنند. روش های تحلیلی محدود به یک محیط معادل پیوسته و ناهمسانگرد با دسته درزه های منظم و متعامد می باشد و استفاده از این روش ها برای توده سنگ های شامل شبکه ناپیوستگی نامنظم، دشوار است. توسط روش های عددی می توان رفتار توده سنگ درزه دار را براساس هندسه ی ناپیوستگی و خواص مکانیکی سنگ بکر و ناپیوستگی و همچنین با درنظر گرفتن آنیزوتروپی و کنترل شرایط مرزی، بررسی نمود. در این تحقیق روش های عددی برای تعیین مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ درزه دار بررسی شده. برای نمایش ناپیوستگی ها از مدل های تصادفی DFN استفاده شده است که در این روش از پارامترهای آماری مربوط به خواص هندسی ناپیوستگی به عنوان ورودی استفاده شده است. سپس مدل های DFN تحت شرایط مرزی کنترل شده قرار گرفته است که با استفاده از نرم افزار های UDEC و 3DEC براساس DEM و نرم افزار ABAQUS براساس FEM کرنش های ایجاد شده در توده سنگ محاسبه شده است. با تعمیم دادن رابطه هوک برای حالات دوبعدی و سه بعدی، با استفاده از ماتریس عکس سختی می توان کرنش های ایجاد شده را به تنش های اعمال شده مرتبط ساخت و پارامترهای مکانیکی مربوط به توده سنگ را با استفاده از درایه های ماتریس عکس سختی، محاسبه نمود. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف ناپیوستگی بر مقدار مدول تغییرشکل پذیری بررسی شده است. نتایج حاصل از روش های عددی بستگی زیادی به هندسه ناپیوستگی ها و مدل های رفتاری استفاده شده برای ناپیوستگی ها دارد. مدل رفتاری براساس رابطه هذلولی رفتار واقع گرایانه تری را برای توده سنگ ارائه می دهد. بنابراین مطالعه رفتار توده سنگ براساس FEM با استفاده از نرم افزار ABAQUS، نتایج دقیق تر و واقع گرایانه تری را ارائه خواهد داد.

کليدواژه ها

مدول تغییرشکل پذیری، روش عددی، توده سنگ، شبکه شکستگی مجزا، اجزا مجزا، اجز محدود، اندازه حجم معادل

کد مقاله / لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :

نحوه استناد به مقاله

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:
مهرداد زنگنه , 1399 , مروری بر روشهای عددی در تعیین مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ درزه دار , دومین کنفرانس ملی مدلسازی در مهندسی معدن و علوم وابسته