مطالعه آزمایشگاهی و عددی خرابی در سنگ گرانیتی با استفاده از تانسور ترک مرتبه دوم

یکی از رویکردهای مورد استفاده در بررسی اثرات ترک بر رفتار محیط ناپیوسته سنگی، مطالعه بر روی محیط پیوسته معادل محیط ترک خورده میباشد. از جمله این روش ها، روش مبتنی بر تانسور ترک است که اثرات هندسی حضور ترک ها شامل اندازه، امتداد، و چگالی عددی آنها را در بر می گیرد. نوشته حاضر به رویکرد جدید تعیین تانسور ترک از مرتبه دوم با استفاده از آزمایشات تعیین سرعت موج طولی در محیط پرداخته و نیز بر نقش آن در تسهیل بررسیها به عنوان یک رویکرد جایگزین برای برداشت های صحرایی و نیز مدل سازی های عددی کارا تا کید دارد. ماتریس های ساختاری به دست آمده در نوشتار حاضر امکان بررسی رفتار محیط ناپیوسته سنگی را با استفاده از مدل سازی عددی بر پایه روش المان محدود در محیط matlab فراهم ساختند که نتایج آن از تطابق قابل قبولی با داده های آزمایشگاه برخوردار بود. بدیهی است که بهبود دقت محاسبات از طریق افزایش تعداد نمونه های آزمایشگاهی و به کارگیری نتایج حاصل در برنامه کامپیوتری امکان پذیر می باشد.

Experimental and FEM Study on Damaged Granitic Rock Using Second Rank Crack Tensor

Any investigative approach towards rock behavior will necessitate inherent deficiencies such as pores and cracks to be taken into consideration. One of the methodologies employed to study cracked rock is to consider an equivalent continuum as for the domain with defects which will lend flexibility to experimental and numerical schemes due to its seamless effects on the constitutive relationships, hence reducing computational costs as well as experimental restraints in the laboratory. A case in point in such approach is the crack tensor model which is based upon the idea to represent cracks’ size, orientation, and number density as one single entity through which proper geometric characterization of the insitu rock is carried out. Following the introduction of crack tensor concept and its application in the technical literature, the current work focuses on the determination of second rank crack tensor using Pwave velocity measurements on damaged granite. The benefit of such approach is emphasized via its role in boosting the degree of accuracy of the numerical analysis code developed in Matlab that implements different compliance matrices for four different stages of loading. The calculation results showed promising trends in agreement with those of the experimental data. Apparently, more experimental procedure is required to improve results’ accuracy in projects for which fulfilling more stringent regulatory requirements is a must.