تحلیل دو بعدی تنش – کرنش در محیط‌های سنگی اطراف حفریات زیرزمینی با رفتار الاستو- پلاستیک غیرخطی به روش اجزای محدود

نوشته: دکتر مرتضی احمدی  *و   محسن مشاری*

چکیده

         در این مقاله تحلیل دو بعدی تنشی – کرنش در اطراف سنگ حفریات زیرزمینی در صورتی که محیط اطراف حفریات زیرزمینی زیر بار اعمال شده رفتار الاستو- پلاستیک ازخود نشان دهند، مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل تنش در این حالت نرم‌افزاری به نام برنامه اجزای محدود (FEP) تهیه شده است که اساس کار آن روش اجزای محدود است. در این راستا، ابتدا اساس کاربرد روش اجزای محدود(FEM) برای تحلیل تنش بیان گردیده و از این روش در حل معادلات اساسی مکانیک جامدات یعنی اصل انرژی پتانسیل کلی استفاده و روابط نهائی برای تحلیل ارائه شده است. سپس به بیان روابط اساسی پلاستیسیته پرداخته شده است. در نهایت با تلفیق این روابط با عبارات حاصل از حالت الاستیک، روابطی جهت تحلیل الاستو – پلاستیک به شیوه اجزای محدود حاصل شده است. اصلی‌ترین نتایج حاصله، محاسبه تنشها و کرنشها در شرایط الاستو – پلاستیک غیرخطی می‌باشد. برای بررسی عملکرد برنامه، مثالهای فرضی و کاربردی توسط برنامه FEP تحلیل شده و نتایج حاصل با روشهای دیگر تحلیل تنش موجود مقایسه گردیده است. انطباق خوبی بین نتایج برنامه FEP با دیگر برنامه‌های رایانه‌ای و روش تجربی دیده می‌شود. مهم‌ترین ویژگی‌ نرم‌افزار FEP نسبت به دیگر نرم‌افزارها تعریف معیارهای قابل استفاده در مکانیک سنگ کاربردی است.

کلید واژه‌ها: اجزای محدود، رفتار الاستو- پلاستیک، حفریات زیرزمینی، تحلیل تنش- کرنش

*دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی ومهندسی، ‌بخش معدن، تهران، ایران