بررسي مدل‌هاي مختلف اتصال ذرات در نرم افزار PFC در پيش ‌بيني رفتار مكانيكي سنگها

امروزه نرم افزار PFC بصورت گسترده براي شبيه‌سازي رفتار مكانيكي سنگ‌ها اعم از تحليل پايداري ديواره‌هاي معادن روباز و پيش‌بيني مكانيزم شكست سنگ‌ها تحت بارهاي استاتيكي و ديناميكي بكار گرفته مي‌شود. در نرم‌افزار PFC، سنگ بكر بصورت مجموعه‌اي از ذرات كروي شكل (سه بعدي) يا دايروي شكل (دو بعدي) در نظر گرفته شده كه در محل تماس با يكديگر باند شده‌اند. سه روش باند تماسي (Contact Bond; CB)، باند موازي (Parallel Bond; PB) و باند مسطح (Flat Joint; FJ) روشهاي رايج براي اتصال ذرات مي‌باشند. هدف اصلي اين مقاله، بررسي توانايي اين سه روش براي شبيه سازي رفتار مكانيكي سنگها تحت رژيم‌هاي مختلف بارگذاري مي‌باشد. براي اين منظور، آزمون‌هاي فشاري تك محوره، فشاري سه محوره تحت فشارهاي جانبي مختلف و كششي مستقيم بر روي نوعي ماسه‌سنگ با استفاده از سه مدل باند تماسي، باند موازي و باند مسطح شبيه‌سازي گرديد و نتايج مدل‌هاي عددي با آزمون‌هاي آزمايشگاهي انجام گرفته، مقايسه گرديد. نتايج اين بررسي نشان داد كه روش‌هاي باند تماسي و باند موازي، نسبت مقاومت فشاري تك محوره به مقاومت كششي، مقدار زاويه اصطكاك و ثابت هوك و براون سنگ بكر mi را كمتر از مقادير آزمايشگاهي نشان مي‌دهند. اما نتايج حاصل از مدل باند مسطح، انطباق خوبي با نتايج آزمايشگاهي نشان داد. دليل اين انطباق بهتر در مدل باند مسطح را مي‌توان به شكل نحوه تماس ذرات و در نظر گرفتن پارامتر ضريب باندشدگي تماس‌ها براي در نظر گرفتن اثر ريزترك‌هاي داخل نمونه دانست.