مدلسازی آزمایشگاهی و عددی تاثیر درزه های ناممتد برالگوی شکست و نیروی شکست نمونه ها

مطالعه رفتار گسیختگی درزه‌های ناممتد با توجه به نقش آن‌ها در توسعه ناپایداری‌های موضعی و کلی در ساختارهای سنگی بسیار حائز اهمیت است. مطالعه این درزه ها بهبود طراحی در پروژه‌های مهندسی را به ارمغان می‌آورد. حضور درزه های ناممتد در توده‌های سنگ، ضمن تشکیل ساختارهایی به نام پل‌سنگ، مقاومت برشی را افزایش. به‌منظور مطالعه تاثیر درزه های ناممتد بر رفتار برشی پل سنگ، بارگذاری تک‌محوره روی 24 نمونه گچی حاوی درزه های ناممتد به ابعاد cm5×cm10× cm10 انجام گردید. هر نمونه شامل 4 درزه ناممتد می باشد. در نمونه های مختلف طول درزه ها متفاوت بوده ولی در یک نمونه طول درزه ها یکسان می باشد. طول درزه ها در نمونه های مختلف برابر است با cm1، cm2، cm3 و cm4. در نمونه با طول درزه یکسان، زاویه داری درزه ها عبارتست از °0، °15، °30، °45، °60 و °75 . نتایج نشان می دهند که الگوی رشد ترک تحت تاثیر طول درزه ، زاویه داری درزه و طول پل سنگ قرار دارد مادامیکه نیروی شکست نمونه ها تابع الگوی شکست مدل می باشد. همزمان با انجام آزمون های آزمایشگاهی، شبیه سازی های عددی توسط نرم افزار pfc2d انجام شد. مشابه نمونه های آزماِشگاهی، مدل های عددی دارای طول درزه cm1، cm2، cm3 و cm4 می باشند که در هر طول درزه، زاویه داری درزه °0 و°45 است. الگوی شکست مدل های عددی و نمونه آزمایشگاهی یکسان بوده مادامیکه نیروی شکست نمونه های عددی بیشتر از نمونه های آزمایشگاهی است.الگوی شکست مدلهای عددی و نمونه آزمایشگاهی یکسان است.با توجه به یکسان بودن نتایج نرم افزار pfc با نتایج آزمایشها می توان نمونه هایی که در آزمایشگاه قابل ساخت نیست را به صورت عددی مدلسازی و نتیجه گیری کرد

Numerical and experimental simulation of the effect of nonpersistent joint on the failure pattern and failure load of samples.

Investigation of behavior of nonpersistent joint is important in rock structure stability. This leads to improvement in rock engineering project design. Rock bridges in nonpersistent joint increase shear strength of failure surface. For investigation of shear behavior of rock bridge, 24 gypsum samples with dimension of 10 cm × 10 cm × 5 cm were prepared. The joint lengths in various samples are different but in the one sample the joint length are similar. Joint lengths change from 1 cm to 4 cm. in each joint length, joint angularity was 0, 15, 30, 45, 60, 75 degrees. These samples were tested under uniaxial compression test. The results show that failure pattern was affected by joint length, joint angularity and rock bridge length while failure load was controlled by failure pattern. Concurrent with experimental test, numerical simulation was performed using PFC2D software. The joint lengths in numerical model change from 1cm to 4 cm with increment of 1cm. In each joint length, the joint angularity is 0° and 45°. Failure pattern in numerical model was similar to experimental sample while failure load in numerical model was more than experimental outputs.