شبیه سازی یک شیب سنگی دوبعدی همگن (برنامه flac2d)

شبیه سازی یک شیب سنگی دوبعدی همگن و تعیین ضریب ایمنی گسیختگی قاشقی (برنامه FLAC2D)
مبانی: در برخی پروژه ها محیط سنگی چنان درزه دار است که در مقیاس کاری مدنظر می توان آن را به عنوان مجموعه ای همسانگرد که از بهم پیوستن تکه سنگ های کوچک زاویه دار که با هم درگیر هستند در نظر گرفت؛ در چنین شرایطی میتوان از معیار شکستی همچون معیار ارایه شده توسط هوک و براون بهره برد و پارامترهای مکانیکی و مقاومتی توده سنگ را به عنوان یک محیط همگن تخمین زد. در این مدل داده های توده سنگ با فرض فوق به دست آمده است. (rockmass.ir)

روند شبیه سازی: رفتار محیط سنگی غیر خطی فرض شده و معیار شکست مور- کولمب به کار رفته؛ پارامترهای گسیختگی با بهره گیری از نرم افزار RocLab و با برازش کردن پوش مور-کولمب روی پوش گسیختگی هوک و براون و به قرار زیر به دست آمده است.
Hoek Brown Classification (for Intact rock)
Uniaxial compressive Strength 50 MPa
Elasticity module 50 GPa
mi 10
GSI 30
Hoek Brown Criterion (for rock mass)
Mohr-Coulomb Fit
c 0.52 MPa
phi 39.0 degrees
Tension Strength 0.03 MPa
Deformation Modulus 4.1 GPa

مساله در 3 مرحله حل شده است؛ در مرحله اول فرض بر خطی بودن رفتار محیط است(model Elastic) و به مدل اجازه داده شده که تحت شتاب ثقل(set grav 10) تغییر شکل داده و به تعادل برسد؛ در ادامه و در ابتدای مرحله دوم جابجاییهای مرحله اول صفر شده Initial xdis 0 ydis 0)) و مدل با فرض رفتار الاستیک- کاملا پلاستیک و با بکارگیری معیار شکست مور- کولمب حل شده است؛ در این مرحله نیز مدل همگرا شده است. در مرحله سوم ضریب ایمنی در برابر گسیختگی برشی محاسبه شده است (solve fos) که جابجایی مربوط به زون گسیختگی آن در شکل اول صفحه آمده است؛ ضریب ایمنی برابر 1.93 به دست آمد؛ کد عددی به قرار زیر است. (rockmass.ir)

new
title Homogenoeus Rock Slope (Elastic-Perfectly Plastic Material)
;********************* First Stage: Linear Modelling
;1==================== General Setting
set plot jpg size 750 564 gray
set large
set grav 10
set beep off
;2==================== Type of 2D-Modelling
config ; plain strain
;3==================== Geometry & Constitutive Laws
grid 50 40
model elastic
initial x multiply 5 y multiply 5
gen line 0 100 75 100
gen line 75 100 125 200
model null region 1 30
;4==================== Properties
prop dens 2600 bulk 2.7e9 shear 1.6e9 notnull;(E=4.1GPa,v=0.25)
;5==================== Boundary Conditions
fix y j 1
fix x i 1
fix x i 51
;6==================== Solving
solve sratio 1e-4
save 8-1-1.sav
;********************* Second Stage: Nonlinear Modelling
initial xdis 0 ydis 0
model mohr-coul notnull
prop dens 2600 bulk 2.7e9 shear 1.6e9 notnull
prop fric 39 coh 0.5e6 ten .03e6 notnull;(UCS=2.1MPa)
solve sratio 1e-4
save 8-1-2.sav
;********************* Second Stage: Calculating Safety Factor
solve fos

توضیحات:
- بعد از استفاده از دستور solve fos برنامه یک روند حل نسبتا طولانی را در پیش می گیرد و با حل مدلهای پی در پی و با بکارگیری روش کاهش مقاومت برشی، ضریب ایمنی شیب سنگی را محاسبه می کند؛ روند کلی به این ترتیب است که ابتدا یک ضریب ایمنی کم (فرضا 0.5) را انتخاب کرده و پارامترهای مقاومتی مدل را (چسبندگی و تانژانت زاویه اصطکاک داخلی) بر آن تقسیم کرده و مدل را حل می کند؛ اگر مدل به تعادل برسد پس ضریب ایمنی از مقدار فرض شده بیشتر بوده و یک ضریب ایمنی بزرگتر (فرضا 0.6) را انتخاب کرده و مجددا مدل را حل می کند؛ روند افزایش تدریجی ضریب ایمنی ادامه دارد تا جایی که مدل دیگر همگرا نشده و جابجایی ها به طور فزاینده زیاد می شوند؛ در این حالت ضریب ایمنی همان ضریب ایمنی مدل است. ضریب ایمنی را می توان با در نظر گرفتن مقاومت کششی مدل و نیز پارامترهای مقاومتی المانinterface تعیین کرد (منوال FLAC2D) بعد از دستورsolve fos برنامه به طور خودکار نتایج شبیه سازی شده مربوطه را در فایل fosmode.fsv در پوشه حاوی فایل اجرایFLAC2D ذخیره میکند و میتوان با دستورrestore fosmode.fsv آن را باز کرده و نتایج را مشاهده کرد. برای ذخیره نتیجه شبیه سازی در مرحله اول یا دوم نیز می توان با بکارگیری دستور save rockmass.sav آن را ذخیره کرده و در زمان مورد نیاز با دستور res rockmass.sav آن را فراخوانی کرد؛rockmass اسم فایل بوده و می توان آن را به دلخواه جایگزین کرد.

حل مثال های عددی بیشتر با برنامه FLAC2D در وبسایت Rockmass.ir

[IMG]http://uc-njavan.ir/images/964q3jsy8ekl62vjn90x.jpg[/IMG] [IMG]http://uc-njavan.ir/images/ul14c4s0cxbqrto4cvsw.jpg[/IMG]