مدل رفتاری همزمان خرابی لگاریتمی و پلاستیک برای شبیه سازی عددی رفتار سنگها

مواد سنگی تحت تنشهای بالا، رفتار مکانیکی غیرخطی، برگشت‌ناپذیر، همراه با زوال صلبیت و نرم شونده از خود نشان می‌دهند. دلیل غالب رفتارهای غیرخطی سنگ جریان پلاستیسیته و فرآیند خرابی به صورت توامان در سنگ می‌باشد. از منظر میکروسکوپی جریان پلاستیک با لغزش برشی موضعی در شبکه کریستالی ماده کنترل می‌شود که از منظر ماکروسکوپی موجب کرنش های برگشت ناپذیر می شود. فرآیند خرابی از منظر میکروسکوپی با رشد، انتشار و گسترش ریزترک‌ها همراه است. نتیجه پدیدار شناختی و ماکروسکوپی فرآیند خرابی، زوال صلبیت و رفتار نرم‌شوندگی سنگ می‌باشد. در این مقاله، به‌منظورشبیه‌سازی رفتار برگشت‌ناپذیر و زوال خواص الاستیک مواد سنگی تحت بارگذاری، از مدل توأمان خرابی و پلاستیسیته استفاده شده‌است. برای توصیف زوال صلبیت و رفتار نرم‌شوندگی پس از مقاومت حداکثر از مدل خرابی لگاریتمی، وبرای لحاظ کرنش‌های برگشت‌ناپذیر از مدل پلاستیک با تابع تسلیم دراکر-پراگر استفاده شده‌است. پس از توسعه مدل رفتاری جدید و ارائه الگوریتم آن، این مدل توسعه‌ داده‌شده در محیط نرم افزارVC++ کدنویسی و سپس به عنوان یک مدل رفتاری جدید و مستقل، در محیط نرم‌افزار المان مجزایUDEC، استفاده شد. در نهایت، رفتار نمونه سنگ آهک اوولیتی تحت بارگذاری فشاری و کششی با استفاده از مدل رفتاری توسعه‌یافته، شبیه‌سازی، و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. براساس نتایج شبیه‌سازی عددی، رفتار نرم‌شوندگی، زوال صلبیت و تغییر شکل‌های برگشت‌ناپذیر به خوبی مطابق مشاهدات آزمایشگاهی بازتولید و شبیه سازی شده است. افزایش مقاومت و شکل‌پذیری سنگ با افزایش فشار همه جانبه نیز در نتایج مدل‌سازی عددی مشهود می‌باشد.