شبيه سازي عددي براي پيش‌بيني ناهمسانگردي سنگ كروميت فارياب با استفاده از نرم‌افزار PFC

امروزه آنيزوتروپي موجود در سنگ ها به دليل تأثير بسزايي كه بر پايداري و طول عمر سازه هاي مهندسي دارد، اهميت فراواني در كليه مراحل طراحي سازه هاي مهندسي پيدا كرده است. با توجه به پيچيدگي رفتار سنگ ها در محيط هاي مختلف، به‌منظور ايجاد يك درك كامل تر از رفتار سنگ ها در مواجهه با سازه هاي مهندسي، انجام مطالعات جامع تري در مورد رفتار آنيزوتروپي سنگ ها مخصوصاً آنيزوتروپي موجود در خواص مكانيكي و مقاومتي بسيار ضروري است. با توجه به اين كه تاكنون از تأثير ميكروترك ها و ناهمسانگردي در مقاومت كششي نمونه سنگ كروميت اطلاعات زيادي در دسترس نبوده و همچنين در راستاي مدل سازي عددي در نرم افزار PFC2D و كاليبره كردن آن با نتايج عددي و اعمال شرايط مختلف و تحليل حساسيت ميكروپارامترها تحقيقات زيادي انجام نشده است، در اين پژوهش با انجام سري گسترده اي از آزمون هاي آزمايشگاهي و مطالعات عددي شامل شبيه سازي آزمون هاي مقاومت فشاري تك‌محوره، مقاومت كششي برزيلي و مقاومت فشاري سه محوره، ناهمسانگردي خواص مكانيكي سنگ كروميت معدن فارياب با حداقل سختي 2 و چگالي 53/55/4 گرم بر سانتي متر مكعب كه داراي يك سري سطوح تورق بسيار ريز بوده، با نرخ بارگذاري 100 نيوتون بر ثانيه در آزمون مقاومت فشاري تك‌محوره و 200 نيوتون بر ثانيه در آزمون مقاومت كششي برزيلي بررسي شده است تا در راستاي طراحي بهينه سازه هاي سنگي در معادن كروميت اطلاعات بيش تري در دسترس باشد. بعد از صحت سنجي، مدل سازي هاي عددي با استفاده از نرم افزار PFC2D انجام شده است كه يكي از پركاربردترين نرم افزارهاي مبتني بر روش هاي المان مجزا محسوب مي شود. بر اساس نتايج حاصل از اين پژوهش مي توان گفت در نمونه سنگ هاي كروميت معدن فارياب، بيش ترين ناهمسانگردي بين راستاي X و راستاهاي ديگر (Y و Z) رخ داده است؛ به‌طوري‌كه راستاي X كم ترين خواص مقاومتي را از خود نشان داده است. بااين‌حال اختلاف مقادير خواص مقاومتي راستاي X نسبت به ساير راستاها آن‌قدر زياد نبوده و بنابراين نمونه هاي سنگي كروميت معدن فارياب از همسانگردي پاييني برخوردار هستند. همچنين با بررسي هاي انجام شده مشخص شد كه فشار جانبي وارده بر اين سنگ ها تأثير بسيار زيادي در خواص مكانيكي آن ها شامل مقامت نهايي، گسترش ترك ها و كرنش هاي معادل آن ها دارد.