شبیه سازی حالت بحرانی خاک دانه‌ای با دانه های چندگوشه به کمک روش اجزای مجزا

از روش اجزای مجزا برای شبیه‌سازی دو بعدی رفتار زهکشی‌شده و زهکشی‌نشده در مصالح دانه‌ای چندگوشه به منظور یافتن خط حالت بحرانی استفاده شده است. برای شبیه‌سازی رفتار زهکشی‌نشده، از دو روش حجم ثابت و استوانه بهره گرفته شده است. در روش حجم ثابت فرض می‌شود که حجم نمونه خاک با فرض تراکم ناپذیری آب در روند بارگذاری ثابت می‌ماند. ولی در روش استوانه، لوله‌ای میان حفره‌های همسایه در نظر گرفته می‌شود که امکان تبادل آب بین مرکز حفره‌های همسایه را فراهم می‌نماید. در این روش، قطر استوانه نماینده‌ای از نفوذپذیری خاک است. شبیه‌سازی رفتار زهکشی‌نشده محیط‌های دانه‌ای به کمک هر دو روش برای نمونه دانه‌ای، تحت تنش همه‌جانبه 200 کیلوپاسکال انجام شد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که پاسخ‌های حاصل از روش استوانه انطباق خوبی با روش حجم ثابت دارد و با افزایش سختی آب، نتایج هر دو روش بهم نزدیک‌تر می‌شوند. همچنین اثر سطح تنش همه‌جانبه بر رفتار زهکشی‌‌شده و رفتار زهکشی‌نشده به دو روش حجم ثابت و استوانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از هر سه دسته از شبیه‌سازی‌ها نشان داد که با افزایش تنش همه‌جانبه، تنش انحرافی و تمایل به تراکم در نمونه‌های زهکشی‌شده و زهکشی‌نشده افزایش می‌یابد. به منظور دستیابی به حالت بحرانی، تحلیل‌ها تا کرنش‌های بزرگ و تا ثابت شدن تنش انحرافی و نسبت تخلخل ادامه یافت. سپس موقعیت خط حالت بحرانی و همچنین پارامترهای آن تعیین شد. نتایج نشان داد که موقعیت خط حالت بحرانی به مسیر تنش بارگذاری بستگی ندارد و روش شبیه‌سازی در موقعیت خط حالت بحرانی تاثیر بسیار کمی دارد.