بررسي عددي تاثير نسبت حجمي سنگدانه در رفتار مكانيكي آبرفت‌هاي معدن شماره يك گل‌گهر با استفاده از نرم‌افزار PFC2D

يكي از چالش‌هاي موجود در معادن روباز قرار گرفته در مصالح آبرفتي بيمراك، كه شامل قطعات درشت سنگ در خميره‌اي ريزدانه مي‌باشد، تعيين خواص مكانيكي اين مواد مي‌باشد. معدن شماره يك گل‌گهر سيرجان يكي از اين معادن بوده كه عدم تعيين دقيق خواص مكانيكي بيمراك‌ها باعث ايجاد مشكلاتي در طراحي و بهره‌برداري از معدن گرديده است. تعيين خواص اين مواد با استفاده از آزمون‌هاي آزمايشگاهي و درجا با چالشهايي همچون مشكل تهيه نمونه، پراكندگي زياد نتايج آزمايشات، زمان‌بر بودن و صرف هزينه زياد همراه است. هدف اصلي اين مقاله، بررسي عددي تاثير نسبت حجمي سنگدانه بر روي رفتار مكانيكي بيمراك با استفاده از نرم افزار المان مجزا PFC2D مي‌باشد. در اين نرم‌افزار، سنگ بكر بصورت مجموعه‌اي از ذرات دايروي شكل كه در نقاط اتصال به يكديگر سيمان (باند) شده‌اند، شبيه‌سازي مي‌گردد. اين مشخصه، نرم‌افزار PFC2D را قادر به شبيه‌سازي رفتار بيمراك‌ها و مكانيزم شكست آنها مي‌نمايد. در اين تحقيق، نمونه‌هاي بيمراك با درصد حجمي سنگدانه مختلف شبيه‌سازي گرديده و اين نمونه‌ها تحت آزمون فشاري تك‌محوره قرار گرفتند. نتايج اين بررسي نشان داد كه با افزايش درصد حجمي سنگدانه، مقاومت فشاري تك محوره و مدول الاستيسيته كاهش و نسبت پواسون افزايش مي‌يابد. با افزايش محتواي حجمي سنگدانه، مكانيزم شكست وابسته به نحوه آرايش سنگدانه‌ها گرديده و نسبت ترك‌هاي كششي به برشي كه در مرز بين سنگدانه‌ها ايجاد مي‌گردند، افزايش مي‌يابد. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه مقاومت كلي بيمراك ها تا حد زيادي وابسته به ويژگي هاي ماتريس ريزدانه مي باشد.