مقایسه نتایج مدلسازی عددی و آزمایشگاهی شکست واژگونی خمشی دینامیکی

شکست واژگونی خمشی، یکی از انواع شکست های محتمل در شیروانی های سنگی می باشد. این نوع شکست در اثر تنش کششی ناشی از خمش ستون سنگ ها رخ می دهد. در سال 2009، امینی و همکارانش شکست واژگونی خمشی را به روش فیزیکی و تئوریک مدلسازی کردند. در این تحقیق، ابتدا این مدل های فیزیکی با استفاده از نرم افزار عددیdm -udec در شرایط استاتیکی و دینامیکی شبیه سازی شدند. مدلسازی عددی درشرایط استاتیکی شامل ایجاد مدل بلوکی و تغییرات در آن، تعریف مدل رفتاری و خصوصیات مواد، شرایط مرزی و اولیه است. در مدلسازی دینامیکی سه نکته مهم باید در نظر گرفته شود. نکته اول، اعمال شرایط مرزی و بارگذاری دینامیکی است. به دلیل نامحدود بودن مرزهای جانبی مسائل ژئومکانیکی، از مرز ویسکوز برای کاهش انعکاس موج و افزایش دقت استفاده می شود. در این مدلسازیها، به دلیل محدود بودن ابعاد مدل فیزیکی، از مرزهای غیر ویسکوز جهت مرزبندی مدل و به دلیل صلب در نظر گرفتن کف مدل از داده های سرعت برای بارگذاری دینامیکی استفاده شد. نکته دوم ، اعمال میرایی دینامیکی است. به طور کلی، میرایی از اتلاف انرژی حاصل می شود که خود نتیجه اصطکاک داخلی در سنگ بکر و یا حرکت در امتداد سطوح درزه ها است. به همین منظور در یک تحلیل دینامیکی به روش عددی، میرایی باید ایجاد شود تا اتلاف انرژی در سیستم های طبیعی شبیه سازی شود. جهت میرا کردن نوسانات طبیعی سیستم می توان از میرایی محلی و میرایی رایلی استفاده کرد. در این مدلسازی ها، از میرایی محلی جهت میرا کردن انرژی استفاده شده است. نکته سوم، انتشار موج در مدل است. برای انتشار موج بدون اشکال در مدل ، اندازه بزرگترین المان (?l ) باید کوچکتر از یک هشتم تا یک دهم طول موج وابسته به بیشترین بسامد موج ورودی باشد. با توجه به محاسبات انجام شده اندازه المان ها باید کمتر از 75/5 سانتی متر باشد و چون اندازه المان مدل ها در حد میلی متر است لذا موج با کمترین اعوجاج از درون مدل عبور می کند. همچنین به منظور عدم تاثیر سختی درزه ها در انتقال موج مقدار آنها بسیار زیاد فرض شد. پس از مدلسازی عددی، نتایج آنها با نتایج مدلهای آزمایشگاهی و روش تحلیلی مقایسه گردید. مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی و تئوریک نشان می دهند که نرم افزار عددی dm-udec ابزاری قدرتمند برای تحلیل شکست واژگونی خمشی در شرایط استاتیکی و دینامیکی می باشد.