مدل سازی اجزاء مجزا برای ذرات با شکل نامنظم در محیط دو بعدی

برای به دست آوردن مدل سازی دقیقی که قابل مقایسه با نتایج آزمایشگاهی باشد، ویژگی های ذرات نظیر شکل، اندازه، الاستیسیته و پلاستیسیته، قابلیت خردشدگی و موارد مشابه باید با دقت زیادی مدل شوند. از آن جایی که شکل ذره بر رفتار مکانیکی گروه ذرات نظیر مقاومت برشی تاثیر بسیار زیادی دارد، بنابراین مدل سازی مناسب شکل ذره از اهمیت بالایی برخوردار است. در اکثر مدل سازی هایی که تا کنون انجام شده اند و به بررسی رفتار خاک پرداخته اند، شکل ذرات به صورت دایره، بیضی و چند ضلعی مدل شده است که هیچ کدام مدل سازی مستقیمی از شکل ذره نامنظم محسوب نمی شوند و بنابراین رفتار مکانیکی را به خوبی نمایان نمی سازند. روشی که در این مقاله به کار برده شده است، در واقع مدل سازی مستقیم شکل ذره می باشد. در این روش شکل نامنظم ذرات واقعی، با ترکیب کردن تعداد دلخواهی المان دایره ای شکل که می توانند با یکدیگر هم پوشانی داشته باشند و به صورت صلب به هم متصل شده اند مدل سازی شده است. برای بررسی تاثیر شکل ذرات بر ویژگی های مکانیکی خاک های دانه ای سه گروه ذرات یعنی ذرات تیز گوشه، ذرات با زاویه داری متوسط و ذرات گردگوشه در نظر گرفته شده اند. سپس با استفاده از روش اجزاء مجزا یک سری آزمایش دو محوری شبیه سازی شده در فشارهای همه جانبه مختلف، ضرائب اصطکاک مختلف و نسبت تخلخل های مختلف بر روی مجموعه های ایجاد شده از هر دسته ذرات انجام شده اند. نتایج نشان می دهند که میزان زاویه داری ذرات بر رفتار خاک تاثیرات قابل ملاحظه ای دارد. هم چنین نتایج به دست آمده به طور کیفی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند که تطابق خوبی بین نتایج دیده شده است.