بررسی پارامتری رفتار نیمه فضاهای غیرخطی دوبعدی تحت انفجار زیرزمینی

پیش بینی ناحیه آسیب دیده تحت انفجارهای زیرزمینی ناشی از انفجارهای تصادفی، حملات تروریستی یا انفجارهای صنعتی در مهندسی ژئوتکنیک حائز اهمیت فراوانی است. مطالعات متعددی با در نظر گرفتن رفتار خطی برای محیط اطراف انفجار انجام شده است. اما می دانیم که در نظر گرفتن رفتار خطی برای محیط سنگ یا خاک نمی تواند چندان دقیق باشد. در این تحقیق برای نزدیک شدن هر چه بیشتر به آنچه در واقعیت رخ می دهد با در نظر گرفتن یک محیط غیرخطی برای یک نیم فضای دوبعدی متقارن محوری به بررسی رفتار محیط سنگ یا خاک در اطراف محل انفجار پرداخته ایم. برای شبیه سازی از نرم افزار abaqus استفاده نموده ایم. بدین ترتیب که یک نیم فضای دوبعدی متقارن محوری را در این نرم افزار مدل کرده و رفتار غیرخطی محیط را توسط مدل ریاضی مور-کولمب و انفجار را به وسیله معادله حالت jwl شبیه سازی نموده ایم. برای حل مسئله در اطراف محل انفجار که جابه جایی های بزرگ رخ می دهد از مش بندی ale استفاده شده است. مدل به دست آمده نسبت به گام زمانی و سایز مش بندی کالیبره شده است. مطالعه پارامتری برای اندازه گیری تاثیر مشخصات محیط، شدت انفجار و عمق انفجار انجام پذیرفته است. پاسخ های مورد نظر برای اندازه گیری شامل سرعت اوج ذره (ppv)، فشار حداکثر در محیط و شعاع متوسط ناحیه پلاستیک (به عبارت دیگر ناحیه آسیب) بوده است. نتایج متعددی از مطالعه پارامتری به دست آمد، از جمله اینکه نرخ کاهش پاسخ ها در ناحیه الاستیک نسبت به ناحیه پلاستیک و همچنین روی سطح زمین نسبت به عمق زمین سریع تر می باشد. با افزایش سختی محیط، مقدار فشار حداکثر در آن افزایش یافته و مقدار سرعت حداکثر ذره و شعاع متوسط ناحیه پلاستیک کاهش می یابد. مقدار وزن ماده منفجره تاثیر زیادی روی نرخ کاهش پاسخ ها ندارد ولی دامنه آن ها را به شدت تغییر می دهد که البته این تغییر دامنه متناسب با تغییر وزن خرج است. در نهایت اینکه عمق انفجار اگر به اندازه کافی عمیق باشد تاثیر زیادی روی مقدار پاسخ ها نخواهد داشت.