A 2D Continuum-Based Voronoi Tessellated Model for Lac du Bonnet Granite

Soheil Sanipour, Navid Bahrani, Andrew Corkum

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: La tessellation de Voronoi est couramment utilisée dans les programmes numériques discontinus pour simuler les roches fragiles en divisant le spécimen numérique en plusieurs blocs polygonaux générés aléatoirement. Dans cette étude, un modèle Voronoi Tessellated (VTM) a été développé dans le programme continuum RS2 pour étudier ses capacités à simuler le processus d'endommagement conduisant à la rupture des roches fragiles dans diverses conditions de charge. À cette fin, le VTM a été calibré aux propriétés de laboratoire du granite du lac du Bonnet (LdB) en simulant des essais de traction et de compression. Il a été constaté que le VTM calibré capture le processus d'endommagement avant le pic, y compris l'initiation et la propagation des dommages, ainsi que la transition du mode de rupture de la division axiale à la rupture par cisaillement avec un confinement croissant. Le VTM calibré a également été utilisé pour simuler le tunnel de test URL. Comme avec d'autres études similaires, le VTM n'a pas correctement capturé la rupture de l'entaille en forme de V lorsqu'il a été calibré à l'enveloppe de résistance maximale du granite LdB.

ABSTRACT: Voronoi tessellation is commonly used in discontinuum numerical programs to simulate brittle rocks by dividing the numerical specimen into several randomly generated polygonal blocks. In this study, a Voronoi Tessellated Model (VTM) was developed in the continuum program RS2 to investigate its capabilities for simulating the damage process leading to failure of brittle rocks under various loading conditions. For this purpose, the VTM was calibrated to the laboratory properties of Lac du Bonnet (LdB) granite by simulating tensile and compression tests. It was found that the calibrated VTM captures the pre-peak damage process, including damage initiation and propagation, as well as the transition in the failure mode from axial splitting to shear failure with increasing confinement. The calibrated VTM was also used to simulate the URL test tunnel. As with other similar studies, the VTM did not adequately capture the v-shaped notch failure when calibrated to the peak strength envelope of LdB granite.

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