تاثير مدل‌سازي كاهش سختي بر نتايج تحليل تفاضل محدودي آزمايش‌هاي اتساع حفره در خاك

در كارهاي مهندسي، معمولاً براي مد لسازي عددي رفتار خاك از يك سختي ثابت كه ميانگين سختي خاك در محدوده وسيعي از كرنش ها است، استفاده مي شود. اين در حالي است كه رفتار واقعي اكثر خاك ها، حتي در محدوده كرنش هاي كوچك به شدت غيرخطي است. در اين مقاله، با شبيه سازي عددي آزمايش پرسيومتر در خاك رسي جنوب تهران با استفاده از نر مافزار تفاضل محدود دوبعدي FLAC، مساله اتساع حفره استوان هاي داخل خاك مورد بررسي قرار گرفت. مدل رفتاري الاستوپلاستيك موهر-كولمب براي توده خاك در نظر گرفته شد و سختي خاك به دو صورت مدل گرديد: 1 - سختي ثابت و 2- سختي كاه شيابنده بر طبق يك رابطه تواني بر حسب كرنش برشي در طول بارگذاري. مشخصات مدل عددي و چگونگي انتخاب پارامترهاي مدل تشريح شده است. منحني فشار-حجم حاصل از مدل با سختي كاهش يابنده در مقايسه با سختي ثابت، انطباق بسيار بهتري را با منحني واقعي آزمايش نشان مي دهد. بيشترين اختلاف مقدار تغيير حجم پيش بيني شده توسط مدل نسبت به مقدار واقعي به دست آمده از آزمايش در محدوده رفتار الاستيك، در مد ل با سختي ثابت برابر 36 درصد مي باشد كه اين مقدار در مدل با سختي كاه شيابنده به كمتر از 5 درصد كاهش يافته است. ميدان هاي تنش و كرنش و تغييرشكل ايجاد شده در توده خاك اطراف حفره آزمايش پرسيومتر در دو مدل با سختي ثابت و متغير در اين مقاله ارائه شده و مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته اند. بررسي اختلاف تغييرشكل هاي حاصل از دو مدل در محدوده رفتار الاستيك و پلاستيك خاك و همچنين تاثير افزايش قطر حفره بر ميزان اين اختلاف نشان مي دهد كه استفاده از فرض سختي ثابت در تحليل هاي مربوط به اتساع حفره استوان هاي در خاك دقيق نبوده و منجر به برآوردهاي نادرست از تغييرشكل هاي ايجاد شده در توده خاك مي گردد.