Anisotropy is prevalent in various

Anisotropy is prevalent in various types of rocks, especially in
sedimentary and metamorphic rocks that contain weak planes, such
as bedding, foliation, or schistosity. These weak planes in various forms
are sources of large deformation and low shear strength and contribute
significantly to the anisotropic behavior of rocks [1–3]. As
elastic and strength behavior of anisotropic rock is substantially
different from that of isotropic rock, proper consideration of anisotropy
is of great importance. Since a theoretical continuum anisotropic
elasticity has been established half a century ago [4],
numerous models have been suggested to account for elastic and
strength behavior of rock [5–9]. Of many forms of elastic symmetry in
anisotropic model, the most relevant model for applications involving
rock mechanics is the transversely isotropic model in which the weak
planes can be viewed as the planes containing the axis of symmetry
[2,4]. There are also extensive lists of experimental evidence showing
the rock anisotropy. Niandou et al. [7] observed that the plastic
deformation and failure mechanisms of Tournemire shale were
highly dependent on the orientation of bedding planes. Tien et al.
[10] investigated the fracture initiation and propagation of transversely
isotropic rock in order to classify failure modes as sliding and
non-sliding failures. Abbass and Vervoort [11] and Debecker and
Vervoort [12] conducted experimental studies of fracture patterns
on disk-shaped layered rock to investigate the effect of anisotropy on
the failure mechanism. Cho et al. [2] presented various deformations
and strengths of anisotropic rock obtained from laboratory experiments
on three different types of rock. Fjaer and Nes [13] performed
uniaxial and triaxial compressive strength tests using Mancos
shale, and they observed that the shear sliding along the planes of
weakness before the occurrence of a major failure could reduce the
strength of anisotropic rock.
In addition to fundamental observations of anisotropic rock behavior,
the importance of anisotropy has been recognized in various
engineering applications. Amadei [1] and Hakala et al. [14] showed
how the anisotropy of rock affects the estimation of in situ stress,
especially when the overcoring method is used. Okland et al. [15]
conducted hollow cylinder tests to investigate the critical bedding
inclination angle of shale that can cause severe borehole damage
during extended reach drilling. Meier et al. [16] observed that the
lowest stress is required to induce borehole breakout when the
borehole is sub-parallel to the bedding planes, and predicted variation
of strengths and breakout pattern around borehole by means of
modifying failure criterion proposed by Vernik and Zoback [17]. It was
shown that drilling along bedding planes was very risky and boreholes
may become unstable if the deviation angle of drilled well
applied to sub-horizontal bedding planes is too high as a result of rock
strength anisotropy [15,16,18,19]. While various analytical and experimental
studies on anisotropic rock have been conducted, few
numerical studies are available that directly simulate the anisotropic
mechanical behavior of rock mass so that the model can be applied to
solve specific engineering problems.As one of the most rapidly developing areas of computational
mechanics, the discrete element method (DEM) in particulate and
blocky systems has undergone a significant development from early
stage of development applied to rock and soil mechanics in 1970s to
much broader applications in structural mechanics, granular materials,
mineral processing and fluid mechanics in the past decades [20–24].
Compared with the DEM in blocky system in which deformable blocks
are represented by polygon and polyhedral [20,25,26], the DEM in
bonded-particle system can be more effective in simulating the
progressive failure of rock. In rock mechanics, the bonded-particle
DEM has been recognized as both a scientific tool to investigate the
micromechanisms underlying the deformation behavior of rock and
an engineering tool to predict and interpret the macroscopic behavior
occurring in rock mass. Therefore, the bonded-particle DEM has
enjoyed a wide variety of applications in civil, mining, petroleum
and geo environmental engineering [22,23]. The theory and applications
of the DEM in bonded-particle system are introduced in
Potyondy and Cundall [22] and comprehensive review and theoretical
background on explicit and implicit DEM for both blocky and
particulate systems are available [23,24]. Al-Busaidi et al. [27]
showed how hydrofracturing is initiated and propagated on both
homogeneous and heterogeneous rocks and compared AE events
on specimen to DEM simulation results. Damjanac et al. [28]
analyzed the effects of the compressibility of the injected fluid
and used DEM with arbitrary orientations of natural fractures to
induce fracture propagation during hydraulic fracturing. Shimizu
et al. [29] and Hiyama et al. [30] used isotropic DEM to assess the
impacts of fluid viscosity, particle size distribution, and the brittleness
of shale on fracture propagation. Zang et al. [31] applied the
bonded-particle DEM to model the hydraulic stimulation and
induced seismicity in a geothermal reservoir.
In spite of significant advances in DEM modeling of rock to
account for mechanical failure, most models are applied entirely on
isotropic rock formations. Only few limited research has been
presented so far in which rock anisotropy were taken into account.
Park and Min [32,33] performed DEM modeling by employing
smooth joint model to represent the elastic and strength anisotropy
of gneiss, shale and schist and compared the failure patterns on rock
specimens with those on the developed DEM models to investigate
the failure mechanisms. Chiu et al. [34] proposed a modified smooth
joint model using DEM to simulate the behavior of jointed rock mass
in order to consider the roughness effect of one joint with different
normal stresses. Chu et al. [35] simulated the anisotropic Young's
modulus of schist using the bonded particle model with the highly
dense smooth joints. Potyondy [24] modeled transversely isotropic
material and chose the appropriate microparameters to match the
elastic modulus and uniaxial compressive strength obtained from
laboratory experiments. While a few approaches for modeling anisotropic
rock have been suggested, systematic verification and direct
comparison with anisotropic rock using particulate DEM have not
been presented in the previous studies even though numerous
engineering applications, e.g., deep boreholes, hydraulic fracturing,
and a foundation in anisotropic formations, require more comprehensive
understanding of the deformation and failure behavior of
anisotropic rock.
The objective of this paper is to establish the DEM methodology
to model anisotropic rock behavior. We present the bonded-particle
DEM modeling of a transversely isotropic rock with systematic
verification of both its elastic and strength properties. The model
we developed was validated against laboratory observations of
mechanical behavior on three types of rocks [2]. The developed
methodology was applied to foundation of a transversely isotropic
rock under line load for an upscaled engineering applications

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Anisotropy จะพบมากในหิน ชนิดต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหินตะกอน และ metamorphic ที่ประกอบด้วยเครื่องบินอ่อน เช่นเป็นปรกติ foliation, schistosity เครื่องบินเหล่านี้อ่อนในรูปแบบต่าง ๆมีแหล่งที่มาของแมพใหญ่ความแข็งแรงเฉือนต่ำ และมีส่วนร่วมอย่างมีนัยสำคัญกับพฤติกรรม anisotropic หิน [1-3] เป็นมีลักษณะยืดหยุ่นและความแข็งแรงของ anisotropic ร็อคมากของ isotropic ร็อค anisotropy พิจารณาเหมาะสมมีความสำคัญมาก ตั้งแต่สมิติทฤษฎี anisotropicความยืดหยุ่นมีการก่อตั้งครึ่งศตวรรษ [4],หลายรุ่นมีการแนะนำบัญชียืดหยุ่น และพฤติกรรมของหิน [5-9] สมมาตรยืดหยุ่นในหลายรูปแบบรูปแบบ anisotropic แบบจำลองมากที่สุดสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับกลศาสตร์หินเป็นแบบ transversely isotropic ที่อ่อนแอเครื่องบินสามารถใช้เป็นเครื่องบินที่ประกอบด้วยแกนสมมาตร[2, 4] นอกจากนี้ยังมีหลักฐานทดลองรายการอย่างละเอียดanisotropy ร็อค สังเกต Niandou et al. [7] ที่พลาสติกมีแมพและความล้มเหลวของกลไกของดินดาน Tournemireสูงขึ้นอยู่กับการวางแนวของเครื่องนอนเครื่องบิน เทียน et al[10] ตรวจสอบการเริ่มต้นทำและเผยแพร่ transverselyร็อค isotropic เพื่อจัดประเภทโหมดความล้มเหลวเป็นบานเลื่อน และไม่เลื่อนล้มเหลว Abbass และ Vervoort [11] และ Debecker และVervoort [12] ดำเนินการศึกษาทดลองของกระดูกรูปแบบในรูปบนชั้นหินเพื่อตรวจสอบผลของ anisotropy บนกลไกความล้มเหลว ช่อ et al. [2] นำเสนอ deformations ต่าง ๆและจุดแข็งของ anisotropic ร็อคที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการทดลองสามชนิดต่าง ๆ ของหิน Fjaer และ Nes [13] ดำเนินการทดสอบความแรงของ compressive uniaxial และ triaxial ใช้ Mancosดินดาน และพวกเขาพบที่แรงเฉือนที่เลื่อนตามเครื่องบินของจุดอ่อนก่อนการเกิดความล้มเหลวที่สำคัญสามารถลดการความแข็งแรงของหิน anisotropicนอกจากสังเกตพื้นฐานของพฤติกรรม anisotropic ร็อคได้รับรู้ความสำคัญของ anisotropy ในต่าง ๆใช้งานวิศวกรรม พบ Hakala et al. [14] และ Amadei [1]การประเมินความเครียดใน situ กระทบ anisotropy ของหินโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ overcoring จะใช้วิธีการ Okland et al. [15]ดำเนินการทดสอบรูปทรงกระบอกกลวงสืบนอนสำคัญมุมความเอียงของดินดานที่สามารถทำให้เกิดความเสียหายรุนแรงหลุมเจาะในระหว่างขยายถึงเจาะ มุนเช่น et al. [16] สังเกตที่การความเครียดต่ำจะต้องก่อให้เกิดการฝ่าวงล้อมหลุมเจาะเมื่อการหลุมเจาะจะย่อยพร้อมบินปรกติ และคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของแข็งและรูปแบบการฝ่าวงล้อมรอบหลุมเจาะโดยวิธีของปรับเปลี่ยนเงื่อนไขล้มเหลวเสนอ โดย Vernik และ Zoback [17] มันเป็นแสดงว่า เจาะตามแนวนอนเครื่องบินมีความเสี่ยงมาก และ boreholesอาจไม่เสถียรถ้าเจาะมุมเบี่ยงเบนของดีใช้ย่อยแนวนอนเครื่องบินอยู่สูงเกินไปจากหินแรง anisotropy [15,16,18,19] ในขณะต่าง ๆ วิเคราะห์ และทดลองได้ดำเนินการศึกษาหิน anisotropic น้อยมีการศึกษาตัวเลขที่ตรงจำลองแบบ anisotropicพฤติกรรมทางกลของหินโดยรวมเพื่อให้สามารถใช้แบบจำลองแก้ปัญหาเฉพาะทางวิศวกรรม เป็นหนึ่งในพื้นที่พัฒนาเร็วที่สุดของคอมพิวเตอร์กลศาสตร์ องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องวิธีการ (DEM) ในฝุ่น และระบบการแข่งรถจรวดมีเปลี่ยนการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่ช่วงขั้นประยุกต์ใช้กลศาสตร์หินและดินในทศวรรษ 1970 การพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ที่กว้างมากในกลศาสตร์โครงสร้าง วัสดุ granularแปรรูปแร่และกลศาสตร์ของไหลในทศวรรษ [20-24]เมื่อเทียบกับ DEM ในระบบบล็อกที่ deformable แข่งรถจรวดมี represented โดยรูปหลายเหลี่ยม และ polyhedral [20,25,26], DEM ในระบบอนุภาคถูกผูกมัดสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการจำลองการพบความล้มเหลวของหินที่ก้าวหน้า ในกลศาสตร์หิน การถูกผูกมัดอนุภาคDEM ได้ชื่อว่าเป็นทั้งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์การตรวจสอบการmicromechanisms ต้นทำแมพของหิน และเป็นเครื่องมือทางวิศวกรรมเพื่อทำนาย และการตีความพฤติกรรม macroscopicเกิดในหินโดยรวม ดังนั้น DEM อนุภาคถูกผูกมัดได้เพลิดเพลินกับความหลากหลายของโปรแกรมประยุกต์ในแพ่ง การทำเหมือง แร่ น้ำมันและวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ [22,23] ทฤษฎีและการใช้งานของ DEM ในระบบอนุภาคถูกผูกมัดมีการแนะนำในPotyondy และ Cundall [22] และครอบคลุม และทฤษฎีพื้นหลังชัดเจน และนัย DEM ทั้งแข่งรถจรวด และระบบฝุ่นจะมี [23,24] Al. et Al-Busaidi [27]แสดงให้เห็นว่า hydrofracturing เริ่มต้น และเผยแพร่ทั้งสองอย่างหินที่เหมือน และแตกต่างกันและเปรียบเทียบเหตุการณ์แอะในสิ่งส่งตรวจเพื่อผลการทดลองของ DEM Damjanac et al. [28]วิเคราะห์ผลกระทบของ compressibility ของเหลวฉีดและ DEM ใช้กับแนวของรอยแตกธรรมชาติเพื่อกำหนดก่อให้เกิดการเผยแพร่ทำให้ระหว่าง fracturing ไฮดรอลิก ชิมิซุal. ร้อยเอ็ด [29] และ al. et Hiyama [30] ใช้ isotropic DEM เพื่อประเมินการผลกระทบของความหนืดของเหลว การกระจายขนาดอนุภาค และการเปราะของดินดานบนกระดูกเผยแพร่ Zang et al. [31] ใช้ในอนุภาคถูกผูกมัด DEM รุ่นกระตุ้นไฮโดรลิค และseismicity อาจในอ่างเก็บน้ำความร้อนใต้พิภพแม้ว่าความก้าวหน้าสำคัญในโมเดล DEM ของหินเพื่อบัญชีสำหรับความล้มเหลวของเครื่องจักรกล รูปแบบส่วนใหญ่จะใช้ทั้งหมดในหิน isotropic เพียงไม่กี่จำกัดวิจัยได้แสดงจนใน anisotropy หินที่ถูกนำมาพิจารณาพาร์คและนาที [32,33] ทำโมเดล DEM โดยใช้รุ่นเรียบร่วมถึง anisotropy ยืดหยุ่นและความแข็งแรงหินไนส์ ดินดาน และหินดินดาน และเปรียบเทียบรูปแบบความล้มเหลวบนหินไว้เป็นตัวอย่างกับในรุ่น DEM พัฒนาการตรวจสอบกลไกความล้มเหลว เรียบแก้ไขเสนอ Chiu et al. [34]แบบจำลองร่วมที่ใช้ DEM เพื่อจำลองการทำงานของ jointed หินมวลเพื่อพิจารณาผลกระทบของความหยาบของหนึ่งร่วมด้วยแตกต่างกันเครียดปกติ ของหนุ่ม anisotropic จำลองชู et al. [35]โมดูลัสของหินดินดานโดยใช้แบบจำลองอนุภาคผูกกับสูงรอยต่อเรียบหนาแน่น Potyondy [24] จำลอง transversely isotropicวัสดุและเลือก microparameters ที่เหมาะสมให้ตรงกับโมดูลัสยืดหยุ่นและแรง compressive uniaxial ที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการทดลอง ขณะที่บางแนวทางสำหรับโมเดล anisotropicหินได้รับการแนะนำ ระบบตรวจสอบ และโดยตรงเปรียบเทียบกับหิน anisotropic ใช้ DEM ไม่มีฝุ่นการนำเสนอในการศึกษาก่อนหน้านี้แม้มากมายวิศวกรรมประยุกต์ เช่น boreholes ลึก ไฮดรอลิก fracturingและมูลนิธิในก่อตัว anisotropic ครอบคลุมมากขึ้นความเข้าใจของแมพและความล้มเหลวในการทำงานของร็อค anisotropicวัตถุประสงค์ของเอกสารนี้คือการ สร้างวิธี DEMรูปแบบ anisotropic หินลักษณะการการ เรานำเสนอถูกผูกมัดอนุภาคสร้างโมเดล DEM ของร็อค transversely isotropic ด้วยระบบการตรวจสอบคุณสมบัติความยืดหยุ่นและความแข็งแรง แบบจำลองเราพัฒนาถูกตรวจสอบจากห้องปฏิบัติการสังเกตของพฤติกรรมทางกลในสามชนิดของหิน [2] การพัฒนาวิธีที่ใช้พื้นฐานของ transversely isotropicหินภายใต้การโหลดบรรทัดสำหรับการประยุกต์ทางวิศวกรรม upscaled

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Anisotropy เป็นที่แพร่หลายในประเภทต่างๆของหินโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน
หินตะกอนหินแปรและที่มีเครื่องบินที่อ่อนแอดังกล่าว
เป็นผ้าปูที่นอน foliation หรือ schistosity เครื่องบินเหล่านี้อ่อนแอในรูปแบบต่าง ๆ
เป็นที่มาของการเสียรูปขนาดใหญ่และแรงเฉือนต่ำและมีส่วนร่วม
อย่างมีนัยสำคัญกับพฤติกรรม anisotropic ของหิน [1-3] ในฐานะที่เป็น
พฤติกรรมที่มีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงของหิน anisotropic เป็นอย่างมาก
แตกต่างจากที่ร็อค isotropic การพิจารณาที่เหมาะสมของ anisotropy
มีความสำคัญมาก ตั้งแต่ความต่อเนื่องทางทฤษฎี anisotropic
ยืดหยุ่นได้รับการจัดตั้งขึ้นในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา [4],
หลายรุ่นได้รับการแนะนำในการบัญชีสำหรับความยืดหยุ่นและ
ความแข็งแรงของพฤติกรรมร็อค [5-9] ในหลาย ๆ รูปแบบของสมมาตรยืดหยุ่นใน
รูปแบบ anisotropic รูปแบบที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ
กลศาสตร์หินเป็นรูปแบบตามขวาง isotropic ที่อ่อนแอ
เครื่องบินสามารถดูเป็นเครื่องบินที่มีแกนสมมาตร
[2,4] มีรายการที่กว้างขวางนอกจากนี้ยังมีหลักฐานการทดลองแสดงให้เห็น
anisotropy ร็อค Niandou et al, [7] พบว่าพลาสติก
เสียรูปและความล้มเหลวของกลไกหิน Tournemire ได้
สูงขึ้นอยู่กับทิศทางของเครื่องบินเตียง เทียน et al.
[10] การเริ่มต้นการตรวจสอบการแตกหักและการขยายพันธุ์ของขวาง
isotropic ร็อคในการสั่งซื้อที่จะจัดรูปแบบเป็นความล้มเหลวของการเลื่อนและ
ความล้มเหลวที่ไม่เลื่อน Abbass และ Vervoort [11] และ Debecker และ
Vervoort [12] ดำเนินการศึกษาทดลองของรูปแบบการแตกหัก
บนหินชั้นดิสก์รูปเพื่อศึกษาผลของ anisotropy ใน
ความล้มเหลวของกลไก โช et al, [2] นำเสนอรูปร่างต่างๆ
และจุดแข็งของหิน anisotropic ที่ได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ
ในสามประเภทที่แตกต่างกันของหิน Fjaer และ Nes [13] ดำเนินการ
ทดสอบแรงอัดแกนเดียวและสามแกน Mancos โดยใช้
หินและพวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าเฉือนเลื่อนตามแนวระนาบของ
ความอ่อนแอก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวที่สำคัญสามารถลด
ความแข็งแรงของหิน anisotropic.
นอกจากการสังเกตพื้นฐานของ พฤติกรรม anisotropic ร็อค,
ความสำคัญของ anisotropy ได้รับการยอมรับในหลาย ๆ ด้าน
งานวิศวกรรม Amadei [1] และ Hakala et al, [14] แสดงให้เห็น
ว่า anisotropy ของหินมีผลต่อการประเมินความเครียดในแหล่งกำเนิด,
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ overcoring วิธีการที่ใช้ Okland et al, [15]
ดำเนินการทดสอบกระบอกกลวงในการตรวจสอบที่สำคัญเตียง
มุมเอียงของหินที่สามารถทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงหลุมเจาะ
ในระหว่างการขุดเจาะขยายการเข้าถึง ไมเออร์, et al [16] ข้อสังเกตว่า
ความเครียดต่ำสุดจะต้องทำให้เกิดการแหกคุกเมื่อหลุมเจาะ
หลุมเจาะเป็นย่อยขนานไปกับเครื่องบินเตียงและคาดการณ์การเปลี่ยนแปลง
ของจุดแข็งและรูปแบบการแหกคุกรอบหลุมเจาะโดยใช้วิธีการ
ปรับเปลี่ยนเกณฑ์ความล้มเหลวที่เสนอโดย Vernik และ Zoback [17] . มันก็
แสดงให้เห็นว่าการขุดเจาะพร้อมเตียงเป็นเครื่องบินที่มีความเสี่ยงมากและเจาะ
อาจไม่แน่นอนถ้ามุมของการเบี่ยงเบนยิงบอลด้วยกัน
นำไปใช้กับเครื่องบินเตียงย่อยแนวนอนสูงเกินไปเป็นผลมาจากหิน
anisotropy ความแข็งแรง [15,16,18,19] ในขณะที่การวิเคราะห์และการทดลองต่างๆ
การศึกษาเกี่ยวกับร็อค anisotropic ได้รับการดำเนินการไม่กี่
ศึกษาตัวเลขที่มีอยู่ที่โดยตรงจำลอง anisotropic
พฤติกรรมทางกลของมวลหินเพื่อให้รูปแบบที่สามารถนำไปใช้
แก้ปัญหาเฉพาะด้านวิศวกรรม problems.As หนึ่งในที่สุดการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพื้นที่ คำนวณ
กลศาสตร์ส่วนวิธีการที่ไม่ต่อเนื่อง (DEM) ในอนุภาคและ
ระบบบล็อกที่มีระดับการพัฒนาที่สำคัญจากต้น
ขั้นตอนของการพัฒนานำไปใช้กับร็อคและกลศาสตร์ของดินในปี 1970 เพื่อ
การใช้งานที่กว้างมากในกลศาสตร์โครงสร้างวัสดุเม็ด,
การประมวลผลแร่และกลศาสตร์ของไหลใน ทศวรรษที่ผ่านมา [20-24].
เมื่อเทียบกับ DEM ในระบบของบล็อกที่บล็อก deformable
โดยมีตัวแทนหลายเหลี่ยมและ polyhedral [20,25,26] DEM ใน
ระบบประกันอนุภาคจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการจำลอง
ความล้มเหลวความก้าวหน้า ของหิน ในกลศาสตร์หินผูกมัดอนุภาค
DEM ได้รับการยอมรับเป็นทั้งเครื่องมือในการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์
micromechanisms พื้นฐานพฤติกรรมการเสียรูปของหินและ
เครื่องมือทางวิศวกรรมที่จะคาดการณ์และตีความพฤติกรรมเปล่า
ที่เกิดขึ้นในมวลหิน ดังนั้น DEM ผูกมัดอนุภาคได้
มีความสุขกับความหลากหลายของการใช้งานในทางแพ่งเหมืองแร่ปิโตรเลียม
และภูมิศาสตร์วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม [22,23] ทฤษฎีและการใช้งาน
ของ DEM ในระบบประกันอนุภาคจะถูกนำมาใช้ใน
Potyondy และ Cundall [22] และทบทวนที่ครอบคลุมและทฤษฎี
พื้นฐานเกี่ยวกับ DEM อย่างชัดเจนและโดยนัยทั้งบล็อกและ
ระบบอนุภาคที่มีอยู่ [23,24] Al-Busaidi et al, [27]
แสดงให้เห็นว่า hydrofracturing จะเริ่มแพร่กระจายและทั้ง
โขดหินเหมือนกันและต่างกันและเมื่อเทียบกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น AE
บนชิ้นงานเพื่อผลการจำลอง DEM Damjanac et al, [28]
การวิเคราะห์ผลกระทบของการอัดของของเหลวฉีด
และใช้ DEM กับทิศทางโดยพลการของการเกิดกระดูกหักตามธรรมชาติที่จะ
ทำให้เกิดการขยายพันธุ์การแตกหักระหว่าง fracturing ไฮโดรลิ Shimizu
et al, [29] และ Hiyama et al, [30] ใช้ DEM isotropic เพื่อประเมิน
ผลกระทบจากความหนืดของของเหลวกระจายขนาดอนุภาคและเปราะบาง
ของชั้นหินในการขยายพันธุ์การแตกหัก หนองแซง et al, [31] ใช้
DEM ผูกมัดอนุภาคแบบไฮดรอลิกระตุ้นและ
เหนี่ยวนำให้เกิดแผ่นดินไหวในอ่างเก็บน้ำความร้อนใต้พิภพ.
ทั้งๆที่มีความก้าวหน้าที่สำคัญในการสร้างแบบจำลอง DEM ของหินที่จะ
บัญชีสำหรับความล้มเหลวทางกลแบบจำลองส่วนใหญ่จะนำไปใช้ทั้งใน
หิน isotropic เพียงไม่กี่งานวิจัยที่ได้รับการ จำกัด
นำเสนอเพื่อให้ห่างไกลที่ anisotropy หินถูกนำเข้าบัญชี.
ปาร์คและมิน [32,33] ดำเนินการสร้างแบบจำลอง DEM โดยใช้
รูปแบบร่วมกันได้อย่างราบรื่นเพื่อเป็นตัวแทนของ anisotropy ยืดหยุ่นและความแข็งแรง
ของชั้นหิน gneiss และเชสท์และเมื่อเทียบกับ รูปแบบความล้มเหลวบนหิน
ตัวอย่างกับผู้ที่อยู่ในการพัฒนารูปแบบการตรวจสอบ DEM
กลไกความล้มเหลว Chiu et al, [34] เสนอเรียบปรับเปลี่ยน
รูปแบบการใช้ร่วมกัน DEM เพื่อจำลองพฤติกรรมของมวลหินร่วมกัน
เพื่อพิจารณาผลกระทบของความหยาบกร้านหนึ่งที่แตกต่างกันร่วมกับ
ความเครียดปกติ ชู et al, [35] จำลองหนุ่ม anisotropic ของ
โมดูลัสเชสท์โดยใช้รูปแบบอนุภาคถูกผูกมัดกับสูง
ข้อต่อที่ราบรื่นหนาแน่น Potyondy [24] รูปแบบตามขวาง isotropic
วัสดุและเลือก microparameters ที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงกับ
โมดูลัสยืดหยุ่นและแรงอัดแกนเดียวที่ได้จากการ
ทดลองในห้องปฏิบัติการ ในขณะที่ไม่กี่วิธีการสร้างแบบจำลอง anisotropic
ร็อคได้รับการแนะนำในการตรวจสอบระบบและตรง
เปรียบเทียบกับร็อค anisotropic ใช้ DEM อนุภาคยังไม่ได้
รับการนำเสนอในการศึกษาก่อนหน้านี้แม้ว่าหลาย
งานวิศวกรรมเช่นเจาะลึก fracturing ไฮโดรลิค
และมูลนิธิใน anisotropic ก่อต้องครอบคลุมมากขึ้น
ความเข้าใจของการเสียรูปและพฤติกรรมความล้มเหลวของ
ร็อค anisotropic.
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการสร้างวิธีการ DEM
แบบพฤติกรรมหิน anisotropic เรานำเสนอผูกมัดอนุภาค
DEM การสร้างแบบจำลองของหินขวาง isotropic กับระบบ
การตรวจสอบของทั้งความยืดหยุ่นและความแข็งแรง รูปแบบ
ที่เราพัฒนาได้รับการตรวจสอบกับการสังเกตในห้องปฏิบัติการของ
พฤติกรรมทางกลในสามประเภทของหิน [2] การพัฒนา
วิธีการที่ถูกนำไปใช้กับการวางรากฐานของ isotropic ขวาง
หินภายใต้ภาระสายงานวิศวกรรม upscaled

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แอนไอโซโทรปีเป็นที่แพร่หลายในประเภทต่างๆ ของหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน
หินชั้นและหินแปรที่ประกอบด้วยเครื่องบินอ่อนแอ เช่น
เป็นเตียง , ปกน้ำเงิน หรือ schistosity . เครื่องบินเหล่านี้อ่อนแอในรูปแบบต่าง ๆเป็นแหล่งของการเสียรูปขนาดใหญ่

และกำลังรับแรงเฉือนต่ำและมีส่วนร่วมอย่างมากกับพฤติกรรม ทิศทางของหิน [ 1 - 1 ] โดย
ยืดหยุ่นและความแข็งแรงของพฤติกรรมของอุบหินเป็นอย่างมาก
แตกต่างจากที่ตัวหิน การพิจารณาที่เหมาะสมของแอนไอโซทรอปี
เป็นไสย เนื่องจากทฤษฎีต่อเนื่องอุบ
ความยืดหยุ่นได้ก่อตั้งครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา [ 4 ] ,
นางแบบมากมายได้รับการแนะนำเพื่อให้บัญชีที่ยืดหยุ่น และพฤติกรรมความแข็งแรงของหิน 5 ) [ 9 ] หลายรูปแบบของสมมาตรแบบ
แบบแอนไอโซทรอปิก โมเดลที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ
กลศาสตร์หินเป็นแบบขวาง isotropic ซึ่งเครื่องบินอ่อนแอ
ดูได้เป็นเครื่องบินที่มีแกนสมมาตร
[ 2 , 4 ] นอกจากนี้ยังมีรายการที่กว้างขวางของการทดลองหลักฐานแสดง
ร็อคแอนไอโซทรอปี . niandou et al . [ 7 ] พบว่าพลาสติก
การเสียรูปและความล้มเหลวของกลไก tournemire หินดินดานเป็น
สูงขึ้นในทิศทางของระนาบนอน เทียน et al .
[ 10 ] การเริ่มต้นศึกษาและขยายพันธุ์แบบตามขวาง
หินเพื่อแยกโหมดความล้มเหลวเป็นบานเลื่อนและไม่เลื่อน
ความล้มเหลว และ abbass vervoort [ 11 ] และ debecker และ
vervoort [ 12 ] ศึกษาทดลองรูปแบบการแตกหัก
ใน disk-shaped ชั้นหินเพื่อศึกษาผลของแอนไอโซทรอปีบน
กลไกความล้มเหลว โช et al . [ 2 ] เสนอ
รูปต่างๆและจุดแข็งของอุบร็อคที่ได้จากการทดลอง
สามประเภทที่แตกต่างกันของหิน fjaer เนส [ 13 ] และการรับแรงอัดแกนเดียวและทดสอบ

ใช้ mancos หินดินดานและพวกเขาสังเกตว่า แรงเฉือน เลื่อนไปตามระนาบของ
จุดอ่อนก่อนเกิดความล้มเหลวที่สำคัญสามารถลดความแรงของทิศทาง

นอกจากหิน สังเกตพฤติกรรมพื้นฐานของร็อค Anisotropic
, ความสำคัญของแอนไอโซทรอปีได้รับการยอมรับในงานด้านวิศวกรรมต่างๆ

Amadei [ 1 ] และ hakala et al . [ 14 ] )
ว่าแอนไอโซโทรปีของหิน มีผลต่อการประมาณใน situ ความเครียด
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ overcoring วิธีใช้ okland et al . [ 15 ]
ดำเนินการทดสอบรูปทรงกระบอกกลวง เพื่อศึกษาความปรกติ
มุมเอียงของหินที่สามารถทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงในการขุดเจาะบาดาล
ขยายไปถึง ไมเออร์ et al . [ 16 ] สังเกตได้ว่าถูกที่สุด จะต้องทำให้เกิดความเครียด

เจาะฝ่าวงล้อมเมื่อเจาะเป็น sub ขนานกับเตียง เครื่องบิน และคาดการณ์การเปลี่ยนแปลง
ของจุดแข็งและเปลี่ยนรูปแบบรอบหลุมเจาะโดยวิธีการของการปรับเปลี่ยนเกณฑ์ที่เสนอโดย vernik
ความล้มเหลว และ zoback [ 17 ] มันแสดงให้เห็นว่าการเจาะตามปรกติ
เครื่องบินมีความเสี่ยงมากและ boreholes
อาจกลายเป็นไม่มั่นคง ถ้าค่ามุมดี
เจาะใช้กับเรือดำน้ำเครื่องบินปรกติแนวนอนสูงด้วยผลของหิน
แรงแอนไอโซทรอปี [ 15,16,18,19 ] ส่วนต่าง ๆ วิเคราะห์และทดลองศึกษา
บนอุบหินได้รับการดำเนินการศึกษาตัวเลขน้อย
มีอยู่ที่ตรงจำลองพฤติกรรมกลอุบ
ของมวลหิน เพื่อให้รุ่นที่สามารถใช้กับ
แก้ปัญหาเฉพาะด้านวิศวกรรม .เป็นหนึ่งในพื้นที่พัฒนาอย่างรวดเร็วมากที่สุดของกลศาสตร์การคำนวณ
, วิธีองค์ประกอบไม่ต่อเนื่อง ( DEM ) อนุภาคและ
ระบบบล็อกได้รับการพัฒนาที่สำคัญในระยะแรกของการพัฒนาจาก
ใช้หินและดินในยุค 70

กว้างมากการประยุกต์ใช้ในกลศาสตร์ วัสดุโครงสร้างละเอียด ,
แร่การประมวลผล และกลศาสตร์ของของไหลใน ทศวรรษที่ผ่านมา [ 20 ]
24 – .เมื่อเทียบกับระบบที่เด็มในบล็อกโดยบล็อก
แทนด้วยรูปหลายเหลี่ยม และ 20,25,26 ซึ่งมี [ ] ,
7 เด็มในระบบอนุภาคสามารถมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการถ่ายภาพ
ความล้มเหลวก้าวหน้าหิน ในกลศาสตร์หิน ผูกมัดอนุภาค
เด็มได้รับการยอมรับว่าเป็นทั้งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษา
micromechanisms พื้นฐานพฤติกรรมของหินและ
เสียรูปเครื่องมือทางวิศวกรรม เพื่อคาดการณ์และการตีความทางพฤติกรรม
ที่เกิดขึ้นในมวลหิน ดังนั้น ผูกมัดอนุภาคเด็มได้
ชอบความหลากหลายของการใช้งานในภาคเหมืองแร่ และวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม 22,23
[ กอ ] ปิโตรเลียม ทฤษฎีและการประยุกต์
ของเด็มในผูกมัดอนุภาคระบบแนะนำ
potyondy cundall [ 22 ] และตรวจสอบที่ครอบคลุม และทฤษฎี
และประวัติที่ชัดเจนและโดยนัยเด็มทั้ง blocky และ
ระบบอนุภาคมีอยู่ [ 23,24 ] อัล busaidi et al . [ 27 ]
แสดงว่า hydrofracturing ริเริ่มและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันทั้งหินและเปรียบเทียบข้อมูล

เหตุการณ์เอในตัวอย่างผลเด็ม damjanac et al . [ 28 ]
วิเคราะห์ผลของการอัดตัวของฉีดของเหลว
และใช้ DEM ที่มีทิศทางโดยพล fractures ธรรมชาติ

ที่ก่อให้เกิดรอยแตกร้าวขยายพันธุ์ในไฮดรอลิ fracturing . ชิมิซุ
et al . [ 29 ] และฮิยามะ et al . [ 30 ] ใช้ตัวเด็มประเมิน
ผลกระทบของความหนืดของของไหล การกระจายขนาดของอนุภาคและเปราะ
ของหินดินดานในหัก ขยายพันธุ์โดยการเพาะเมล็ด Zang et al . [ 31 ] ประยุกต์
ผูกมัดอนุภาคเด็มรูปแบบการกระตุ้น
ไฮดรอลิชักนำ seismicity ในอ่างเก็บน้ำใต้พิภพ .
ทั้งๆที่มีความก้าวหน้าทางด้านในของเด็มแบบหิน
บัญชีสำหรับความล้มเหลวทางกล โมเดลส่วนใหญ่จะใช้ทั้งหมดบน
หินแบบ . เพียงไม่กี่วิจัยจำกัดได้ถูกนำเสนอเพื่อให้ห่างไกลที่
ร็อคแอนไอโซทรอปีถูกถ่ายลงในบัญชี และ ปาร์ค มิน 32,33
[ ]
เด็มแบบการใช้ร่วมแสดงแบบเรียบยืดหยุ่นและความแข็งแรงของแอนไอโซทรอปี
ของไนส์ หินดินดานหินดินดานและเปรียบเทียบกับความล้มเหลวลวดลายบนหิน
ตัวอย่างกับผู้ที่พัฒนา เด็มแบบสืบสวน
ความล้มเหลวของกลไก ชิว et al . [ 34 ] เสนอแก้ไขเรียบ
ร่วมรุ่นใช้ DEM เพื่อจำลองพฤติกรรมของมวลหิน
ที่ร่วมกันในการพิจารณาผลของความร่วมกับความเค้นปกติต่างกัน

ชู et al . [ 3 ] โดยอุบยอง
ัสชิสต์ใช้ผูกมัดอนุภาคแบบหนาแน่นสูง
เรียบข้อต่อ potyondy [ 24 ] แบบขวาง isotropic
วัสดุและเลือก microparameters ที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงกับค่าโมดูลัสยืดหยุ่นและกำลังรับแรงอัดแกนเดียว

ที่ได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ ในขณะที่วิธีการไม่กี่สำหรับการจำลองทิศทาง
หินได้แนะนำ การตรวจสอบอย่างเป็นระบบ โดยเปรียบเทียบกับการใช้หินฝุ่น
อุบเด็มไม่ได้
ถูกนำเสนอในการศึกษาก่อนหน้านี้แม้ว่ามากมาย
วิศวกรรมประยุกต์ เช่น ลึก boreholes ไฮดรอลิ fracturing
, , และมูลนิธิในทิศทางการก่อตัวต้องครอบคลุมมากขึ้น
ความเข้าใจในพฤติกรรมของการเสียรูปและความล้มเหลว

อุบ ร็อค บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแบบพฤติกรรมเด็มวิธีการ
หินอุบ . เราเสนอผูกมัดอนุภาค
เด็มแบบจำลองของหินขวาง isotropic กับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ
ทั้งสมบัติยืดหยุ่นและความแข็งแรงของ รูปแบบการพัฒนาห้องปฏิบัติการตรวจสอบกับเรา

) ของพฤติกรรมเชิงกลในสามประเภทของหิน [ 2 ]
วิธีการพัฒนาใช้เป็นรากฐานของขวาง isotropic
หินภายใต้สายสำหรับการประยุกต์ทางด้านวิศวกรรม upscaled โหลด