تأثیر پارامترهای هندسی و تنش بر تغییر شکل پذیری، مقاومت و رفتار پس از مقاومت نهایی توده سنگ های درزه دار با استفاده از روش dfn-dem

مقادیر پارامترهای مکانیکی و مقاومتی توده سنگ ها و همچنین رفتار پس از شکست آن ها، در طراحی ها و تحلیل سازه های مختلف مهندسی سنگ از اهمیت ویژهای برخوردار است. تعیین این پارامترها با کمترین میزان عدم قطعیت، بر مباحث اقتصادی، ایمنی و زمان تحویل پروژه های مرتبط با سنگ تأثیر بسزایی دارد. در این پایان نامه، تأثیر چگالی شبکه های شکستگی و تنش اعمالی بر آن ها، روی مدول تغییر شکل پذیری، نسبت پواسون، مقاومت الاستیک و رفتار پس از مقاومت نهایی در توده سنگ های درزه دار بررسی می شود.مفاهیم کلی مورد استفاده در این مطالعه تئوری های الاستیسیته، اندازه ی نمونه ی معرف، تنسور عکس سختی و معیار مقاومت توده سنگ درزه دار می باشند. با توجه به میزان حضور درزه ها در واحد سطح سنگ، چگالی درزه ها در توده سنگ ها متفاوت است و رفتار های مکانیکی، مقاومتی و منحنی های شکست توده سنگ ها تحت تأثیر چگالی درزه ها و میزان تنش اعمالی به آن ها می باشد. بررسی چنین رفتارهایی در آزمایشگاه با نمونه های سالم بدون درزه با ابعاد کوچک امکان پذیر نبوده و روش های دیگری برای این بررسی مورد نیاز است. بجز آزمایش های برجا، روش های غیر مستقیم تجربی، تحلیلی و عددی برای تعیین پارامترهای مکانیکی و مقاومتی توده سنگ های درزه دار وجود دارد که در این میان روش عددی شبکه درزه مجزا - روش المان مجزا (dem-dfn)، روش منلسبی برای مطالعه ی تأثیر تنش و پارامترهای هندسی درزه بر مدول دگرشکل پذیری، ضریب پواسون، مقاومت الاستیک و رفتار بعد از آن در توده سنگ های درزه دار می باشد.در این مطالعه به منظور بررسی این تأثیرات، با استفاده از داده های درزه های برداشت شده در منطقهو روش شبیه سازی مونت کارلو تعداد زیادی مدل های تصادفی سنگ درزه دار در ابعاد و چگالی های مختلف تولید شدند. با بکارگیری روش المان های مجزا بر روی شبکه های شکستگی تولید شده و استفاده از نرم افزار udec، ماتریس عکس سختی و منحنی های تنش-کرنش مربوط به مدل هایdem در چگالی های مختلف برای تعیین پارامترهای دگرشکل پذیری و مقاومت الاستیک و همچنین بررسی رفتار پس از مقاومت، محاسبه و ترسیم گردید. پس از آن با در نظر گرفتن اثر اندازه ی مدل بر پارامترهای مختلف سنگ، اندازه ی نمونه ی معرف برای هر حالت تعییین شد و تأثیر تنش روی مقاومت نهایی آن بررسی گردید. نتایج نشان می دهد مقاومت و پارامترهای مکانیکی توده سنگ های درزه دار با افزایش چگالی درزه ها در شبکه های شکستگی کاهش مییابد و افزایش تنش های جانبی بر توده سنگ با عث افزایش مقاومت و کاهش دگر شکل پذیری می شود. در ادامه با رسم منحنی های شکست، مشخص شد که معیار شکست موهر-کولمب در مقایسه با معیار هوک و براون مطابقت بیشتری با نتایج بدست آمده از مدلسازی های عددی رفتار سنگ های درزه دار تحت تنش های جانبی مختلف دارد.