ارائه مدل خرابی ریزمکانیکی براساس الگوی همگن سازی برای سنگ ترد

با افزایش نیاز‌های متعدد بشر، سازه‌های سنگی با کاربرد‌های متنوع معدنی، نفتی، عمرانی، دفاعی و هسته‌ای به کار گرفته شده است. این نیاز موجب افزایش ابعاد و عمق سازه‌های زیرزمینی شده که شرایط حاکم بر بارگذاری آنها معمولاً موجب گسترش ناحیه تخریب پیرامون فضای زیرزمینی می‌شود. شناخت رفتار غیر الاستیک سنگ تخریب شده در برگیرنده سازه‌های سنگی به ویژه پس از مقاومت حداکثر برای تحلیل پایداری سازه سنگی لازم است. روش‌های مبتنی بر مکانیک خرابی ویژگی‌های رفتار سنگ چون کاهش ظرفیت باربری پس از مقاومت حداکثر و زوال صلبیت الاستیک را به خوبی در نظر می‌گیرد. به طور کلی با دو رویکرد پدیدارشناسانه و ریزمکانیکی می‌توان خرابی سنگ را تشریح و تفسیر کرد. در این تحقیق به دلیل کارایی بیشتر مدل‌های خرابی ریزمکانیکی در برقراری ارتباط بین رفتار ریز مقیاس و بزرگ مقیاس سنگ از مدل‌های خرابی ریزمکانیکی استفاده شده است. در این مقاله، مدل خرابی ریزمکانیکی برای ریزترک‌های اصطکاکی بسته و باز با در نظر گرفتن کوپل بین لغزش اصطکاکی و بروز خرابی مورد بررسی قرار گرفته‌است. ازاینرو، ابتدا مفاهیم پایه مکانیک خرابی ریزمکانیکی ارائه شده است. برای محاسبه تانسور تاثیر از الگوی همگن سازی پونته کاستاندا و ویلیس استفاده شده است. سپس فرمول‌بندی این مدل‌ در محیط برنامه نویسی نرم افزار flac کدنویسی شد و مدل رفتاری پلاستیکخرابی ریزمکانیکی توسعه داده شده در محیط نرم افزار استفاده عملی شد. به منظور اعتبار سنجی مدل توسعه داده شده در مقیاس آزمایشگاهی، از آزمایش مقاومت فشاری تک محوره انجام شده بر روی سنگ آهک مارنی سازند پابده به عنوان مبنا استفاده شد که مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی تطابق قابل قبولی داشت.

A proposed upscaling based micromechanical damage model for brittle rock and its validation in the laboratory scale

Understanding the nonelastic behavior of demolished rock in the rock structures, especially after maximum resistance, is required for the stability analysis of the rocky structure. Mechanical failure theory is a method for analyzing the behavior of rocks, especially after maximum resistance. Methods based on fracture mechanics consider the behavior of the rock well, such as reducing load capacity after maximum resistance and elastic rigidity. In this research, a microstructural failure model for open and closed friction microcrack is considered, taking into account the coupling between frictional slip and damage. Therefore, the basic concepts of mechanical mechanics failure are presented first. To calculate the effect tensor, the PonteCastaneda and Willis (1995) homogenization pattern has been used. Then, the formulation of this model was coded in FLAC software environment and the micromechanics damage behavior model developed in the FLAC software environment was called as a new behavioral model. In order to use the developed model and validate it on a laboratory scale, a axial compressive strength test on limestone was used as the basis, and its results with acceptable numerical model were acceptable.