مدل رفتاري همزمان خرابي لگاريتمي و پلاستيك براي شبيه سازي عددي رفتار سنگ ها

مواد سنگي تحت تنشهاي بالا، رفتار مكانيكي غيرخطي، برگشت‌ناپذير، همراه با زوال صلبيت و نرم شونده از خود نشان مي‌دهند. دليل غالب رفتارهاي غيرخطي سنگ جريان پلاستيسيته و فرآيند خرابي به صورت توامان در سنگ مي‌باشد. از منظر ميكروسكوپي جريان پلاستيك با لغزش برشي موضعي در شبكه كريستالي ماده كنترل مي‌شود كه از منظر ماكروسكوپي موجب كرنش هاي برگشت ناپذير مي شود. فرآيند خرابي از منظر ميكروسكوپي با رشد، انتشار و گسترش ريزترك‌ها همراه است. نتيجه پديدار شناختي و ماكروسكوپي فرآيند خرابي، زوال صلبيت و رفتار نرم‌شوندگي سنگ مي‌باشد. در اين مقاله، به‌منظورشبيه‌سازي رفتار برگشت‌ناپذير و زوال خواص الاستيك مواد سنگي تحت بارگذاري، از مدل توأمان خرابي و پلاستيسيته استفاده شده‌است. براي توصيف زوال صلبيت و رفتار نرم‌شوندگي پس از مقاومت حداكثر از مدل خرابي لگاريتمي، وبراي لحاظ كرنش‌هاي برگشت‌ناپذير از مدل پلاستيك با تابع تسليم دراكرپراگر استفاده شده‌است. پس از توسعه مدل رفتاري جديد و ارائه الگوريتم آن، اين مدل توسعه‌ داده‌شده در محيط نرم افزارVC++ كدنويسي و سپس به عنوان يك مدل رفتاري جديد و مستقل، در محيط نرم‌افزار المان مجزايUDEC، استفاده شد. در نهايت، رفتار نمونه سنگ آهك اووليتي تحت بارگذاري فشاري و كششي با استفاده از مدل رفتاري توسعه‌يافته، شبيه‌سازي، و با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديد. براساس نتايج شبيه‌سازي عددي، رفتار نرم‌شوندگي، زوال صلبيت و تغيير شكل‌هاي برگشت‌ناپذير به خوبي مطابق مشاهدات آزمايشگاهي بازتوليد و شبيه سازي شده است. افزايش مقاومت و شكل‌پذيري سنگ با افزايش فشار همه جانبه نيز در نتايج مدل‌سازي عددي مشهود مي‌باشد.