شبیه سازی رفتار برشی ناپیوستگی ها با استفاده مدل ورونی

یکی از مراحل اصلی در تحلیل پایداری شیروانی های سنگی و سایر سازه هایی که در سنگ طراحی و اجرا می شوند، بررسی رفتار برشی ناپیوستگی ها می باشد. درک مجموعه عوامل موثر بر رفتار برشی ناپیوستگی ها، برای طراحی و ساخت سازه ها بر روی آنها ضروری می باشد. یکی از روش های بررسی رفتار برشی ناپیوستگی ها استفاده از مدل های عددی می باشد. برای غلبه بر ناتوانی و مشکلات موجود در روش های آزمایشگاهی، روش های عددی می توانند کمک شایانی در این خصوص نمایند. یکی از ابزارهای توانمند در شبیه سازی رفتار مکانیکی و مکانیزم شکست سنگ ها، استفاده از روش المان مجزا پایه دانه ای ورونی می باشد. در این روش ماده بصورت بلوک های چند ضلعی با اندازه تصادفی که در نقاط تماسی به یکدیگر متصل شده اند، شبیه سازی می شود. زمانی که تنش در صفحات تماس ذرات از مقاومت تماسی تجاوز کند، اتصال ذرات شکسته شده و امکان شبیه سازی مکانیزم شکست را مهیا می کند. در این مقاله رفتار برشی درزه ها تحت بارگذاری های مختلف با استفاده از مدل ورونی نرم افزار UDEC مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از نتایج آزمون های آزمایشگاهی انجام شده بر روی نوعی سنگ مصنوعی استفاده شده است. برای این منظور کالیبراسیون میکروپارامترهای مدل ورونی با استفاده از آزمون های فشاری تک محوره، کششی و فشاری سه محوره در نرم افزار UDEC انجام گرفت. سپس نمونه های درزه دندانه مثلثی با زاویه پایه 20 درجه شبیه سازی گردید و این نمونه ها تحت آزمایش برشی قرار گرفتند. سه مکانیزم لغزش، سایش و برش دندانه ها تحت تنش های قائم مختلف مشاهده گردید. مقایسه نتایج مدل سازی عددی با آزمون های آزمایشگاهی انجام شده حاکی از توانایی مدل ورونی در شبیه سازی مقاومت برشی و مکانیزم شکست درزه ها تحت رژیم های مختلف بارگذاری می باشد

Keywords:

رفتار برشی , مدلسازی عددی , نرم افزار UDEC , مدل ورونی , مکانیزم برش