پیش‌بینی مقاومت فشاری سنگ دارای همسانگردی عرضی‌ با استفاده از روش المان مجزا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مکانیک سنگ، بخش مهندسی معدن، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار، بخش مهندسی معدن، دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

ناهمسانگردی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سنگ­های رسوبی و دگرگونی است که نقش تعیین‌کننده‌ای در تعیین رفتار این نوع سنگ‌ها تحت بارهای وارده بر آن‌ها ایفا می‌کند. به همین منظور مطالعات آزمایشگاهی گسترده‌ای باهدف بررسی تأثیر ناهمسانگردی بر رفتار مکانیکی و مقاومت نهایی چنین سنگ‌هایی انجام شده است. با توجه به قابلیت‌های موجود در روش‌های عددی با مبنای المان مجزا در مدلسازی فرآیند شکست نمونه‌های دارای ناهمسانگردی و همچنین توانایی این روش‌ها در رفتار نگاری شکست سنگ‌ها تحت فشارهای تک‌محوره و سه‌محوره، در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزار PFC رفتار سنگ دارای همسانگردی عرضی‌ مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا نمونه‌هایی با زاویه‌های مختلف لایه‌بندی (از 0 تا 90 درجه) با استفاده از نرم‌افزار PFC مدل و تحت فشارهای همه‌جانبه‌ی مختلف بارگذاری گردیدند.  نتایج نشان داد که روش المان مجزا دارای قابلیت بالایی در مدلسازی همسانگردی عرضی است که مقایسه نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی نیز این مطلب را تأیید می‌نماید.  نتایج حاصله نشان می‌دهد که مقاومت حداکثر سنگ به جهت صفحه­ی ناهمسانگردی بستگی داشته که در همین راستا مدلی برای پیش­بینی مقاومت فشاری حداکثر نمونه­های دارای همسانگردی عرضی‌ پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of Peak strength of transversely isotropic rocks by using distinct element method

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Azizian 1
  • Abdolhadi Ghazvinian 2
  • Mahmoud Behnia 3
چکیده [English]

The most common feature of the sedimentary and metamorphic rocks is anisotropy playing a significant role in behaviour of this type of rocks under applied forces. Therefore many experimental investigations are done to consider the influence of anisotropy on mechanical behaviour and peak strength of these rocks. Numerical method and especially Distinct Element Method (DEM) can be used to simulate brittle failure of rocks under uniaxial and triaxial loading. In this study the mechanical behaviour of a transversely isotropic rock is investigated by PFC code. Thus, samples with varying bedding angle (from 0 to 90 degree) are loaded under different confining pressures. Comparison of numerical and experimental results revealed that PFC is an efficient tool for simulation of failure behaviour of transversely isotropic rocks. Also it’s indicated that the peak strength of transversely isotopic rock is varied by anisotropy orientation; then, a model is suggested to predict the peak strength of transversely isotropic rocks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anisotropy
  • transversely isotropic
  • peak strength
  • distinct element