بررسي آرايش دانه‌ها در رفتار مصالح دانه‌اي ترد تحت بارگذاري تك‌محوري فشاري با روش المان گسسته

مصالح دانه‌اي در بسياري از پروژ‌ه‌ها همچون سدها، خطوط راه‌آهن و موج‌شكن‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. چون ابعاد مصالح دانه‌اي در اين پروژه‌ها از چند سانتي‌متر شروع و گاهي به يك متر نيز مي‌رسد، لذا انجام آزمايش‌هاي آزمايشگاهي بسيار پرهزينه، زمان‌بر و حتي غيرممكن مي‌گردد. بدين منظور، استفاده از مدل‌سازي عددي براي بررسي تأثير پارامترهاي مختلف بر رفتار مكانيكي اين نوع مصالح بسيار حائز اهميت مي‌باشد. از ميان عوامل مؤثر، عامل آرايش دانه‌ها  در اين تحقيق بررسي مي‌شود. بدين منظور، دانه‌هاي استوانه‌اي و مكعبي شكل به عنوان نماينده دانه‌هاي گردگوشه و تيزگوشه، در دو وضعيت آرايش منظّم و نامنظّم به روش المان گسسته مدل‌سازي شده و رفتار تنش - كرنش، انرژي اعمالي و مقادير شكست بعد از بارگذاري، بررسي مي‌گردند. استفاده از مدل غيرخطي هرتز و تعيين پارامترهاي آن بر اساس آزمايش‌هاي آزمايشگاهي، كنترل يكنواختي توزيع دانه‌ها بر اساس تعداد نقاط تماس به همراه شيب و راستاي قراگيري دانه‌ها، تعريف معيار شكست بر اساس معيار فون‌ميزز و اعمال الگوي شكست بر اساس دونيم شدن دانه‌ها از جمله ويژگي‌هاي مدل به كار رفته مي‌باشند. به منظور صحت‌سنجي مدل عددي، آزمايش‌هاي آزمايشگاهي مشابه نيز صورت گرفته و نتايج آن‌ها با يكديگر مقايسه شدند. نتايج حاصله حاكي از آن مي‌باشد كه مدل عددي مي‌تواند با دقت بالايي، تأثير نحوه قرارگيري دانه‌ها را بر رفتار مصالح بررسي نمايد. همچنين با توجه به وجود اشكال مختلف در مصالح دانه‌اي، نقش آرايش تركيبي با شكل‌هاي مختلف دانه‌ها نيز بر روي نتايج حاصله مورد بررسي قرار گرفت.