مطالعه عددی مکانیزم شکست سنگ های دارای همسانگردی عرضی تحت تنش همه جانبه با روش المان مجزا

ناهمسانگردی یکی از مهم ترین شاخصه های سنگ های رسوبی و دگرگونی است که در پایداری فضاهای روباز و زیرزمینی تاثیر گذار بوده و باید در طراحی ها در نظر گرفته شود. به همین منظور مطالعات آزمایشگاهی گسترده ای با هدف بررسی تاثیر ناهمسانگردی بر رفتار مکانیکی و مقاومت نهایی چنین سنگ هایی انجام شده است. مدلسازی عددی یک ابزار مهم در طراحی ساختارها و تحلیل پایداری آنها به شمار می رود. با توجه به قابلیت های موجود در روش های عددی با مبنای المان مجزا در مدلسازی فرآیند شکست نمونه های دارای ناهمسانگردی و همچنین توانایی این روش ها در رفتار نگاری شکست سنگ ها تحت فشارهای تک محوره و سه محوره، در این تحقیق با استفاده از روش المان مجزا (نرم افزار PFC) رفتار سنگ دارای همسانگردی عرضی تحت فشار سه محوره مورد بررسی قرار گرفت تا با استفاده از این روش عددی، رفتار سنگ های دارای ناهمسانگردی عرضی تحت شرایط مختلف بارگذاری مدلسازی شود و بنابراین قابلیت این روش در پیش بینی رفتار نمونه های آزمایشگاهی و برجا سنجیده شود. در این راستا نمونه هایی با زوایای مختلف لایه بندی (از 0 تا 90 درجه) با استفاده از روش المان مجزا مدل و تحت فشارهای همه جانبه ی مختلف بارگذاری شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که روش المان مجزا قابلیت مدلسازی این نوع ناهمسانگردی ها را داشته و تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین بررسی ها نشان داد که مقاومت حداکثر در سنگ دارای همسانگردی عرضی به جهت صفحه ی ناهمسانگردی بستگی دارد و تغییرات آن نسبت به زاویه ی لایه بندی موجود، منحنی هایی U شکل با شانه هایی نابرابر است که در زاویه ی لایه بندی صفر درجه، حداکثر مقدار و در زاویه ی 30 درجه کمترین مقدار را دارد. نتایج همچنین نشان داد که افزایش فشارهای همه جانبه مود شکست نمونه ی دارای همسانگردی عرضی را تغییر نمی دهد.