بررسی تأثیر دو مدل رفتاری اتصال مسطح و اتصال موازی خطی بر روی مکانیسم شکست ماسه‌سنگ آغاجاری در شبیه‌سازی نرم‌افزار PFC2D

Abstract

مدلسازی عددی به‌عنوان ابزاری حیاتی در تحلیل‌های مهندسی، به‌ویژه در علوم زمین و مهندسی ژئوتکنیک، نقش بسزایی دارد. نرم‌افزار PFC2D یکی از ابزارهای برجسته در این زمینه است که از روش ناپیوسته (Distinct Element Method) برای شبیه‌سازی فرآیندهای مرتبط با زمین‌شناسی مهندسی و تحلیل‌های ژئوتکنیکی استفاده می‌کند. این مقاله به تحلیل و مقایسه دو مدل تماسی رایج، یعنی اتصال مسطح (FJM) و اتصال موازی خطی (LPBM) می‌پردازد. آزمون مقاومت تک محوری (UCS) به‌عنوان معیاری برای کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل‌های PFC انتخاب شده است. نمونه‌های ماسه‌سنگی در این تحقیق از سازند آغاجاری در یال جنوبی تاقدیس مدار انتخاب شده‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهد که هر دو مدل تماسی در شبیه‌سازی UCS در فرایند کالیبراسیون از توانایی بالایی برخوردارند. از آنجاییکه این آزمون بیشتر برای کالیبره کردن مقدار نقطه شکست (σc) و همچنین مدول یانگ به کار می‌رود، مقادیر خروجی به دست آمده برای هر دو مدل تقریباً مشابه است. با این حال، رفتار پس از شکست در منحنی تنش-کرنش مدل‌ها با یکدیگر متفاوت است، به‌طوری‌که مدل اتصال مسطح (FJM) رفتار شکننده‌تری نسبت به مدل اتصال موازی خطی (LPBM) نشان می‌دهد. مدل FJM با قابلیت مدلسازی سطوح ناهموار و همچنین عدم پیوستگی مواد می‌تواند رخداد ترک‌های کششی و برشی را در مواردی که شکست و ترک‌خوردگی از اهمیت بسزایی برخوردار است را به نسبت مدل LPBM با عملکرد بهتری شبیه‌سازی کند. نتایج این پژوهش می‌تواند محققین را در انتخاب مدل مناسب برای شبیه‌سازی و تحلیل مکانیسم شکست سنگ‌ها، به ویژه در شرایطی که شبیه‌سازی دقیق از اهمیت بالایی برخوردار است، یاری رساند.