برآورد ويژگي‌هاي ژيومكانيكي سازند آسماري (زاگرس، باختر شيراز) با تلفيق آزمون‌هاي ‏آزمايشگاهي و مدل‌سازي عددي

Evaluation of Geomechanical Properties of the Asmari Formation ‎‎(Zagros, W Shiraz) with Incorporation of Laboratory Tests and ‎Numerical Modeling

در مكانيك سنگ مدل‌هايي كه از راه جبري قابل حل و تفسير هستند، تحليل مناسبي از تغييرشكل و شرايط شكست براي نمونه‌هايي كه هندسه و ويژگي مكانيكي ساده اي دارند ارايه ‏مي‌كنند. امروزه روش‌هاي متفاوت مدل‌سازي عددي، همچون روش تفاضل محدود (‏FD: Finite Difference‏) در تحليل رفتار پيوسته، ناپيوسته و شبه پيوسته، در كنار مدل‌هاي تحليلي ‏كاربرد بسيار دارد. در اين نوشتار تلاش شده است تا با كاربري از نتايج آزمايش‌هاي سه محوري روي نمونه‌هاي دست نخورده ‏‎ (Intact rock samples)‎‏ و همچنين با به كار بردن روش ‏تفاضل محدود، برآوردي منطقي از ويژگي‌هاي ژيومكانيكي بخش بالايي واحد آهكي آسماري ارايه شود. براي اين منظور، مدل‌هايي با شرايط مرزي ساده و تنها يك واحد ريولوژيكي ‏طراحي و تحليل شده است. براي شبيه‌سازي شرايط شكست در نمونه‌ها، مدل‌ساز ژيومكانيكي ‏Flac 2D‏ به كار برده شده است. شرايط تنش تجربه شده در هنگام شكست نمونه‌ها در ‏آزمايشگاه از داده‌هاي اصلي براي شبيه‌سازي شرايط شكست توسط روش تفاضل محدود بوده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ضريب چسبندگي و مقاومت تك محوري كششي از ‏متغيرهاي حساس در كنترل شرايط شكست هستند. از اين رو اگر ضريب چسبندگي و مقاومت كششي به ترتيب ‏‎26MPa‏ و ‏‎ 29MPa‏ اختيار شود، آن‌گاه براي بخش بالايي سازند ‏آسماري در گستره باختري شيراز مقدار ضريب يانگ و ضريب بالك به ترتيب ‏‎260GPa‏ و ‏‎ 23GPa‏ برآورد مي‌شود.‏

The analytical models in rock mechanics represent suitable analysis of deformation and failure conditions of the samples bearing simple ‎geometry and mechanical properties. Nowadays different methods of numerical modeling, like finite difference method (FDM), are used for ‎analysis of continuous, non- and quasi- continuous behavior. This paper represents logical estimate of geomechanical properties of the ‎Asmari formation with usage of the results of triaxial tests on intact rock samples of the upper limy part of this formation and also the finite ‎difference methods. For this purpose, we designed some models containing simple boundary condition and only one rheological unit. To ‎simulate the failure conditions of the samples, a geomechanical simulative software (Flac 2D) was used. The failure of samples under the ‎experienced stress conditions in laboratory were of basic data for simulation of failure conditions by finite difference method. The results ‎show that the cohesion coefficient and uniaxial tensile strength are of sensitive parameters in controlling the failure conditions. This study ‎suggests that the values of Youngʹs and Bulk modulus are 260GPa, 23GPa, respectively, when the uniaxial tensile strength and cohesion ‎coefficient are considered 29MPa and 26MPa, respectively. ‎