مدل سازی خرابی ریزمکانیکی در محیط نرم افزار UDEC برای تحلیل رفتارسنگ های تحت ریزترک های باز

رفتار غیر خطی و برگشت ناپذیر سنگ ها تحت بارگذاری ناشی از ایجاد، رشد و انتشار ریزترک ها در سنگ یا فرآیند خرابی است. اغلب برای بررسی فرآیند خرابی از مدل های خرابی پدیدارشناسانه استفاده می شود. در این تحقیق به دلیل کارایی بیشتر مدل های خرابی ریزمکانیکی در برقراری ارتباط بین رفتار ریزمقیاس و بزرگ مقیاس سنگ از مدل های خرابی ریزمکانیکی استفاده شده است. در این مقاله دو الگوی توزیع رقیق و Mori-Tanaka ریزترک ها معرفی، بررسی و مقایسه شده اند. بدیمنظور مدل های خرابی دو الگوی توزیع رقیق و Mori-Tanaka در شرایط میدان تنش های کششی (ریزترک های باز) فرمولبندی شد. سپس فرمولبندی این مدل ها در محیط C++ کدنویسی شد و مدل رفتاری ریزمکانیکی توسعه داده شده در قالب یک فایل DLL در محیط نرم افزار UDEC به عنوان یک مدل رفتاری جدید فراخوان شد.به منظور استفاده عملی از مدل توسعه داده شده و اعتبارسنجی آن، از آزمایش مقاومت کششی تک محوره انجام شده بر سنگ گرانیت به عنوان مبنا استفاده شد. تلاش شد هندسه و شرایط آزمایش مطابق با واقعیت شبیه سازی شود. براساس نتایج شبیه سازی ها، مدل خرابی ریزمکانیکی براساس الگوی توزیع Mori-Tanaka توانسته است رفتار غیر خطی سنگ از شروع خرابی تا مقاومت حداکثر را به خوبی مطابق داده های آزمایشگاهی شبیه سازی کند. در صورتی که مدل خرابی براساس الگوی توزیع رقیق به دلیل محدودیت در لحاظ مقادیر بالای متغیر خرابی نتوانسته است رفتار غیرخطی سنگ را مدل سازی نماید. از سوی دیگر نتایج شبیه سازی با مدل خرابی بر مبنای الگوی توزیع Mori-Tanaka و تابع مقاومت خرابی کاهشی در مقایسه با تابع مقاومت خرابی افزایشی تطابق بهتری با داده های آزمایشگاهی دارد. بنابراین مدل خرابی با الگوی توزیع Mori-Tanaka و تابع مقاومت خرابی کاهشی رفتار غیر خطی سنگ در تنش هایی نزدیک به مقاومت حداکثر را بهتر مدلسازی کرده است.