توسعه یک روش تحلیلی برای محاسبه معادله منحنی پوش شکست موهر - کولمب

اگرچه رفتار مقاومتی سنگ­ها تحت تاثیر حالت تنش سه­بعدی قرار دارد اما به دلیل محدودیت­های موجود در زمینه اجرای آزمایش­های سه محوره واقعی بر روی نمونه­ها، همچنان معیارهای شکست دوبعدی کاربرد گسترده­ای در مکانیک سنگ دارند. معیار موهر - کولمب یکی از پرکاربردترین معیارهای تئوری برای ارزیابی شکست سنگ است. آزمایش­ها نشان می­دهند که رفتار مقاومتی سنگ­ها در دامنه وسیع تنش­های محصورکننده،­ کاملا غیرخطی است. به دلیل ضعف معیارهای تئوری در برآورد رفتار غیرخطی سنگ­ها، برخی روابط تجربی ارائه شده­ است که ارزیابی بهتری از رفتار مکانیکی سنگ­ها تحت حالات مختلف تنش و تغییر شکل فراهم می­آورند؛ اما استفاده آگاهانه از روابط تجربی نسبتا دشوار است زیرا پارامترهای به کاررفته در این معیارها عموما دارای مفاهیم فیزیکی مشخصی نیستند؛ بنابراین ارائه یک روش­ تحلیلی برای محاسبه دقیق­تر ضابطه معیار شکست که بر مبنای محاسبات ریاضیاتی استوار بوده و از ضرایب یا پارامترهای فیزیکی ملموس استفاده می­کند، می­تواند موجب بهبود عملکرد معیار شکست موهر کولمب برای سنگ­ها شود. در این تحقیق ابتدا با حل دستگاه معادلات عمومی دسته دوایر شکست موهر و محاسبه جواب غیرعادی آن، معادله­ی پوش غیرخطی دوایر شکست سنگ بکر به صورت تحلیلی محاسبه شده است. در ادامه، به کمک یک کد کامپیوتری، روش جدید در کنار روش خطی کولمب و روش تجربی هوک - براون به صورت یک نرم افزار کامپیوتری پیکربندی شده است؛ به طوری که امکان کاربرد، اعتبار سنجی و مقایسه نتایج روش­های مختلف به کمک داده­های آزمایشگاهی به سادگی فراهم شود. روش ارائه شده در این تحقیق ازنظر سادگی محاسبه پارامترهای ورودی، دقت نتایج و ارائه معادله غیرخطی پوش شکست برحسب تنش برشی و تنش عمودی وارد بر صفحه شکست نسبت به روش­های پیشین برتری نسبی دارد.

Keywords:

پوش شکست غیرخطی , معیار برشی سنگ بکر , حل معادله دسته دوایر موهر