مقاومت فشاری تک محوری سنگ تحت چرخه ذوب و یخبندان با استفاده از روش المان مجزا

هدف اصلی این مطالعه توسعه یک روش مبتنی بر المان مجزا برای مدل‌سازی و محاسبه مقاومت فشاری تک‌محوری نمونه سنگی در سنگ‌های آب‌دار ناشی از چرخه‌های انجماد- ذوب می باشد. نرم‌افزار مورد استفاده pfc3d مبتنی بر روش المان مجزا است. تعداد چرخه‌های در نظر گرفته شده 20، 40، 60، 80 و 100 می‌باشد. این روش، تورم ناشی از یخبندان در سنگ را با در نظر گرفتن انبساط ذرات یخ درون منافذ شبیه‌سازی می‌کند. مقاومت فشاری تک‌محوری با افزایش تعداد چرخه‌های ذوب- انجماد به ‌تدریج کاهش یافته است. به طوری که کاهش تقریباً 35 درصدی برای نمونه سنگی بعد از 100 چرخه نسبت به نمونه سنگ اولیه مشاهده شد. مقاومت فشاری تک‌محوری از 70.37 مگاپاسکال به 60.73، 65.49، 61.49، 56.87 و 47.46 مگاپاسکال بعد از 20، 40، 60،80 و 100 چرخه ذوب و انجماد رسیده است. این پدیده به علت افزایش حجم یخ در حفره‌ها در اثر چرخه‌های مکرر ذوب و انجماد رخ داده است. این افزایش حجم یخ باعث ایجاد نیروهای تورمی در داخل نمونه سنگ شده و با تکرار این چرخه‌ها، ترک‌ها به تدریج شکل گرفتند و تعداد آنها افزایش یافته است. همچنین، کرنش حداکثر با افزایش تعداد چرخه‌های انجماد- ذوب به طور قابل توجهی کاهش یافته است.