مطالعه رفتار تغییرشکل توده سنگ با استفاده از روش المان مجزا و نتایج آزمایش بارگذاری صفحه در سد بختیاری

استفاده از روش های عددی به کمک نرم افزارهای تجاری، در طراحی مسائل ژئوتکنیکی و سنگی همواره یکی از کم هزینه ترین و معمول ترین روش ها بوده است. با این حال انجام تحلیل های عددی بدون تعیین دقیق پارامترهای مکانیکی محیط نمی تواند چندان معتبر باشد. از این رو همواره آزمایش های درجا و آزمایشگاهی در کنار نرم افزارهای عددی سعی بر کاهش خطاها در فرضیات طراحی دارند. انجام این آزمایش-ها در مقایسه با یک تحلیل عددی با نرم افزار بسیار پر هزینه تر و طولانی تر خواهد بود. مجموعه این عوامل اهمیت ایجاد یک ارتباط صحیح میان نتایج آزمایشگاهی و مدل سازی های عددی را نشان می دهد. دانستن چگونگی رفتار محیط برای ایجاد یک ارتباط صحیح میان روش عددی و نتایج آزمایشگاهی ضروری است. برای مثال در محیط های سنگی مکانیزم تغییرشکل به دو جز اصلی سنگ بکر و درزه ها (ناپیوستگی ها) تقسیم می شود که هر یک دارای ویژگی ها و رفتار مخصوص به خود است. اما برای درک صحیح از رفتار یک توده سنگی باید اثر همزمان سنگ بکر و درزه بررسی شود. برای توصیف رفتار تغییرشکلی توده سنگی پارامترهای مختلفی قابل تعریف است که مدول تغییرشکل یکی از آنها است. مدول تغییرشکل تعریفی بسیار مشابه با مدول الاستیسیته در یک محیط پیوسته دارد و مزیت استفاده از آن برای یک محیط سنگی این است که بعد از محاسبه مدول تغییرشکل می توان ادامه طراحی را با فرض پیوستگی و همسانی در جهتی که مدول تغییرشکل محاسبه شده انجام داد. در این تحقیق ابتدا نتایج آزمایش های بارگذاری صفحه انجام شده در پروژه سد و نیروگاه بختیاری که مستقیما مقدار مدول تغییرشکل را محاسبه می کنند شرح داده می شود. در ادامه برای استفاده بیشتر از این نتایج با استفاده از یک مدل سازی عددی با استفاده از نرم افزار udec پارامترهای اثر گذار ناپیوستگی ها به صورت عددی بررسی می شوند. در ابتدا با استفاده از یک تحلیل برگشتی مقدار سختی در درزه ها که توسط آزمایش ها به صورت مستقیم قابل شناسایی نیستند محاسبه شده است. نتایج این تحقیق همچنین میزان اثرگذاری پارامترهای درزه ای مانند زاویه اصطکاک و زاویه دیپ را بر رفتار توده سنگی بیان می کند.