20.500.12556/DKUM-70849 Numerical simulation of intact rock behaviour via the continuum and Voronoi tesselletion models a sensitivity analysis Numerično modeliranje mehanskega obnašanja intaktne kamnine z modelom kontinuuma in z modelom z Voronoijevimi elementi občutljivostna analiza The numerical simulation of intact rock microstructure and its influence on macro-scale behaviour has received a lot of attention in the research community in recent years. Generating a grain-like structure with polygonal area contacts is one of the avenues explored for describing the rock’s microstructure. A Voronoi tessellation implemented in the Universal Distinct-Element Code (UDEC) is used to generate models with a polygonal microstructure that represent intact rock. The mechanical behaviour of the Voronoi polygons is defined by micro-properties, which cannot be measured directly in the laboratory. A numerical calibration procedure is needed to produce the macroscopic response of a model that corresponds to the material behaviour measured during a laboratory experiment. In this research, Brazilian, direct tensile, uniaxial compressive and biaxial test models are constructed to simulate the intact rock behaviour under a standard laboratory stress. An extensive series of parametric sensitivity analyses are executed in order to understand the influence of the input micro-properties on every model test behaviour and predict the relation between the micro-properties and the model’s macro response. The results can be treated as general guidelines for a complete and efficient intact rock calibration procedure. In parallel, a continuum-based model using the Mohr-Coulomb constitutive relationship is running as a benchmark. It has been shown that the Voronoi-based models through their microstructure approach better reproduce the Brazilian to direct tensile strength ratio, and show a better representation of the dilation, crack pattern and post-peak behaviour in comparison to continuum models. V zadnjih letih je numerično modeliranje mehanskega obnašanja intaktne kamnine na mikroskopskem nivoju doseglo veliko pozornosti med številnimi raziskovalci. Eden od možnih načinov predstavitve mikrostrukture intaktne kamnine so modeli s poligonalnimi elementi, ki imajo ploskovne kontakte. V tej raziskavi se je mikrostrukturo intaktne kamnine generiralo v programskem okolju UDEC (Universal Distinct Element Code) z uporabo Voronoijevega mozaika s poligonalnimi elementi. Njihovo mehansko obnašanje definiramo z mikroparametri, ki jih ne moremo neposredno ugotoviti s standardnimi laboratorijskimi preiskavami, temveč moramo izvesti numerično kalibracijo intaktnega materiala. Postopek kalibracije poteka tako, da iščemo ustrezen niz mikroparametrov modela, ki čim bolje opiše mehansko obnašanje kamnine v laboratoriju. S tem namenom smo izdelali numerične modele za Brazilsko preiskavo, direktno natezno preiskavo, enoosno tlačno preiskavo in dvoosno preiskavo. Z izvajanjem simulacij v omenjenih modelih je bila narejena obsežna parametrična občutljivostna analiza, ki je podala boljše razumevanje vpliva vhodnih mikroparametrov na odziv modela ter je predvidela relacije med mikroparametri in makroskopskim odzivom modela. Rezultate teh analiz lahko uporabimo kot splošne smernice za bolj učinkovito in kvalitetno izvedbo kalibracije intaktnega materiala. Paralelno z Voronoijevim modelom smo izvajali še numerične simulacije s kontinuum modelom, kjer je bilo konstitutivno obnašanje modela opisano z Mohr- -Coulombovim modelom. Izkazalo se je, da Voronoijev model bolje napove razmerje med Brazilsko in direktno natezno trdnostjo, nastanek razpok in način porušitve ter rezidualno obnašanje modeliranega materiala. distinct-element method parametric sensitivity analysis intact rock Voronoi tessellation micromechanical properties standard laboratory test numerično modeliranje intaktna kamnina občutljivostna analiza mikrostruktura metoda diskretnih elementov parametrična občutljivostna analiza Voronoijev mozaik mikromehanski parametri standardne laboratorijske preiskave true false true Angleški jezik Slovenski jezik Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Univerze v Mariboru Znanstveno delo 2018-06-15 13:48:55 2018-06-15 13:50:06 2022-08-01 19:54:19 2019-07-11 18:21:56 2015 0 0 str. 5-23 št. 2 Letn. 12 2015 0000-00-00 Zaloznikova Objavljeno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 1854-0171 552.086 215987712 1253726 1854-0171 URN:SI:UM:DK:VOFWH51S Acta_geotechnica_Slovenica_2015_Fabjan,_Mas_Ivars,_Vukadin_Numerical_simulation_of_intact_rock_behaviour_via_the_continuum_and_Voronoi_t.pdf Acta_geotechnica_Slovenica_2015_Fabjan,_Mas_Ivars,_Vukadin_Numerical_simulation_of_intact_rock_behaviour_via_the_continuum_and_Voronoi_t.pdf 1 C5EF1F85C1D5087BD212FFD85ABB7C55 42d042322ad5db52fde62786989638ac9c28595b5f7349b158217dfd2ca39f5b 0a481eaa-7c10-11eb-bb7a-00155d0001ca 20.500.12556/dkum/2aaa48f4-8444-495c-bb4b-f086a6916059 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=125746 http://fgserver3.fg.um.si/journal-ags/2015-2/article-1.asp 1 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=125745 Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Acta geotechnica Slovenica 0 0 0