ارزیابی اثر پارامترهای ژئوتکنیکی در رفتار هیدرومکانیکی توده‌ی سنگ ساخت‌گاه سدهای بتنی با مدل‌سازی سه بعدی غیرخطی کاملاً هم‌بسته

Abstract

در این نوشتار، یک مدل سه بعدی کاملاً هم‌بسته‌ی تنش و تراوش پیوسته برای شبیه‌سازی رفتار توده‌ی سنگ توسعه و در پی سدها استفاده شده است. پس از معرفی معادلات حاکم بر پدیده، فرمول‌بندی اجزاء محدود با روش کالرگین استخراج شده است. ابتدا، جایگاه مدل با توجه به سطوح مختلف تحلیل هیدرومکانیکی در توده‌ی سنگ شامل ماده‌ی سنگ، درزه‌های تصادفی، دسته درزه‌ها و ناپیوستگی‌های عمده تبیین شده است. برای توصیف رفتار غیرخطی درزه‌ها، از مدل بارتون ـ بندیس با اعمال ناهمواری بسیج‌شده‌ی سطح درزه و اثرات مقیاس استفاده شده است. تأثیرات ناهمسانی و وابستگی تغییرات تراوایی ناشی از بازشدگی ناپیوستگی‌های توده‌ی سنگ درزه‌دار با مدل رفتاری چندلایه و الگوریتم حل مبتنی بر تحلیل الاستو ـ ویسکوپلاستیک با قانون جریان غیرهمراه و انتگرال‌گیری زمانی صریح به منظور تسریع همگرایی در نظر گرفته شده است. هدایت هیدرولیکی در مدل با قانون مکعب پیش‌بینی و روند محاسبه‌ی بازشدگی هیدرولیکی از بازشدگی مکانیکی تشریح شده است. کاربرد مدل و تحلیل حساسیت رفتار پی با تغییر پارامترهای هندسی مانند: تعداد دسته درزه‌ها، شیب و جهت آن، اثر مقیاس و... نشان می‌دهد که بسته به مورد در حالات مختلف، عدم توجه به تأثیرات هیدرومکانیکی و نتایج آن به دلیل افزایش تنش‌های برشی در پی به وضوح در خلاف جهت اطمینان است.