تحلیل عددی اثر شبکه شکستگی‌های بالقوه شکست در روش اجزای مجزا-رویکرد ورونوعی بر مقاومت توده سنگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک-دانشگاه صنعتی شاهرود-شاهرود

2 دانشگاه صنعتی شاهرود

3 هیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود

10.29252/anm.2019.1632

چکیده

به طور کلی تمام مدل‌های ارایه شده برای لحاظ شبکه شکستگی‌ها در توده سنگ، برای مدل‌سازی شکستگی‌های بالفعل موجود در توده-سنگ با مقاومت کششی صفر است. در حالیکه، شبکه‌ای از سطوح ضعیف از جمله پل‌های سنگی، رگچه‌ها، سطوح تورق و غیره گزینه‌های اصلی برای شکست بوده که دارای مقاومت برشی و کششی هستند. در این مقاله، تاثیر شبکه سطوح بالقوه مذکور بر مقاومت توده سنگ در نرم‌افزار اجزای مجزا مطالعه شده است. در این راستا، شبکه شکستگی بالقوه کدنویسی و طبیعت ناهمگن آماری پارامترهای ژئومکانیکی در شبکه بالقوه نیز از طریق توزیع آماری در نظر گرفته شده است. با این رویکرد، سطوح ضعیف و بالقوه که پتانسیل بودن به صورت شکستگی را دارند نیز در شبکه شکستگی در نظر گرفته می‌شوند. به منظور مقایسه نتایج، چندین تکرار برای یک مقدار پارامتر شکل تابع توزیع ویبول و برای سه پارامتر مکانیکی شکستگی یعنی زاویه اصطکاک، چسبندگی و مقاومت کششی انجام و مدل‌سازی شد. حداکثر میزان اختلاف بین مقادیر مقاومت توده سنگ برای چهار گروه از شدت شکستگی‌های در نظر گرفته شده (2/1، 6/3، 6 و 4/8 (متر/1)) به ترتیب برابر 9/12، 4/7، 1/15 و 2/10 مگاپاسکال به دست آمد. نتایج بیانگر اهمیت رویکرد پیشنهادی برای ارزیابی مناسب‌تر مقاومت و نحوه شکست توده سنگ با در نظر گرفتن شبکه شکستگی‌های بالقوه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of rock mass strength using potential discrete fracture network (PDFN) in voronoi technique-DEM

نویسندگان [English]

  • Hadi Fathipour 1
  • SME Jalali 2
  • SR Torabi 3
1 Department of Mining Eng., Petroleum and Geophysics Shahrood University of technology, Iran
2 Department of Mining Engineering, Petroleum and Geophysics Shahrood University of technology, Iran
3 Department of Mining Engineering, Petroleum and Geophysics Shahrood University of technology, Iran
چکیده [English]

Almost all of the proposed models of Discrete Fracture Networks (DFN) embedded within rock masses are discontinuities with zero tension strength. While, potential discontinuities and weak surfaces such as rock bridges, veinlet and schistose surfaces are candidate for breakage under stress and have also significant effect on rock mass strength. Simultaneously with geometrical parameters, this geomechanical heterogeneous nature of fractures are crucial for understanding rock mass behavior and characteristics. This paper focuses on the probabilistic effect of potential discontinuities property on the rock mass strength using Potential Discrete Fracture Networks (PDFN)-bonded block models (BBM) framework. By means of this approach, potential fractures such as weak surfaces such as rock bridges, veinlet and schistose surfaces (surfaces with tension and shear strength) are considered, which have significant effect on rock mass strength. Maximum obtained rock mass strength differences for 4 fracture intensities: 1.2, 3.6, 6 and 8.4 m-1 are 12.9, 7.4, 15.1 and 10.2 MPa respectively. Results indicates performance and importance of the proposed model for assessment of realistic rock mass strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discrete fracture network
  • Stochastic Analysis
  • Fracture Properties
  • Cohesive Crack Model
  • Bonded Block Model
  • Numerical Modelling