ارزیابی اثر میکروپارامترها بر ویژگی‌های ماکرومقیاس خاک‌های دانه‌ای سیمانته شبیه‌سازی شده به روش اجزای منفصل

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22060/ceej.2022.20556.7462
چکیده

یکی از مدل­های تماسی پیوندی که برای شبیه ­سازی پیوندهای سیمانی شکل گرفته بین ذرات در یک نمونه سیمانته در روش اجزای منفصل به کار می ­رود، مدل "اتصال مسطح" است. تعداد میکروپارامترهای مورد نیاز برای تعریف این مدل تماسی در بین ذرات، بسیار بوده و اثر هر یک از این پارامترها روی پاسخ مصالح مشخص نیست. در این مطالعه، پس از انجام آزمایش ­های سه محوری استاتیکی و دینامیکی بزرگ مقیاس بر روی مصالح شنی سیمانته در آزمایشگاه، به شبیه­ سازی آن­ها با استفاده از مدل تماسی اتصال مسطح پرداخته شد. سپس، یک تحلیل حساسیت به منظور تعیین اثر میکروپارامترها روی پاسخ ماکروسکوپیک نمونه­ های سیمانته و مشخص نمودن موثرترین میکروپارامترها، جهت ساده ­سازی فرآیند کالیبراسیون، انجام شد. برای کمی کردن روابط بین پارامترهای میکرو و ویژگی ­های مکانیکی نمونه، تحلیل رگرسیون نتایج شبیه­ سازی­ ها صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که مقاومت بیشینه و پسماند برشی عمدتا به چسبندگی و نسبت سختی وابسته هستند. اثر مدول الاستیک و نسبت سختی روی مدول مماسی اولیه و مدول برشی قابل توجه است. نسبت پواسون تحت تاثیر نسبت سختی و چسبندگی می ­باشد. نسبت میرایی بیشتر به مدول الاستیک بستگی دارد. این نتایج می ­تواند به عنوان یک راهنما برای مدل ­سازی رفتار مصالح شکننده در روش اجزای منفصل به کار رود. با مقایسه نتایج حاصل از شبیه ­سازی­ های عددی و آزمایش ­های آزمایشگاهی، مشاهده می ­شود که مدل عددی به خوبی توانسته رفتار نرم­ شوندگی و اتساعی شن سیمانته را ارائه دهد.