Simulando una Masa Rocosa Débil mediante un Modelo Constitutivo
Autores: Azadi, Ava; Momayez, Moe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un modelo constitutivo para simular el comportamiento de masas rocosas débiles bajo diversas condiciones de estrés, incluyendo los efectos de la presión de poro y la temperatura. Abordando las limitaciones de los modelos existentes para representar con precisión la compleja respuesta anisotrópica de estos materiales, el modelo utiliza simulaciones de Monte Carlo para integrar la anisotropía del estrés, los efectos de la presión de poro y los estados de estrés deviatorio. Este enfoque tiene como objetivo capturar el impacto de factores geológicos como la foliación y la fracturación en el comportamiento mecánico de las masas rocosas débiles, que a menudo se caracterizan por su baja resistencia y alta deformabilidad. Se simularon cinco tipos de roca (arcosa, lutita, arenisca, pizarra y limolita), generando 1000 casos por tipo con variabilidad modelada utilizando distribuciones de Weibull. La validación estadística, empleando la prueba de Kolmogorov-Smirnov y gráficos Q-Q, demostró un fuerte acuerdo entre los datos simulados y experimentales. Los resultados sugieren que el modelo propuesto puede predecir eficazmente los patrones de deformación en masas rocosas débiles, ofreciendo aplicaciones potenciales en minería, extracción de energía geotérmica y otros proyectos de ingeniería que involucran estas desafiantes formaciones geológicas.
Descripción
Este estudio presenta un modelo constitutivo para simular el comportamiento de masas rocosas débiles bajo diversas condiciones de estrés, incluyendo los efectos de la presión de poro y la temperatura. Abordando las limitaciones de los modelos existentes para representar con precisión la compleja respuesta anisotrópica de estos materiales, el modelo utiliza simulaciones de Monte Carlo para integrar la anisotropía del estrés, los efectos de la presión de poro y los estados de estrés deviatorio. Este enfoque tiene como objetivo capturar el impacto de factores geológicos como la foliación y la fracturación en el comportamiento mecánico de las masas rocosas débiles, que a menudo se caracterizan por su baja resistencia y alta deformabilidad. Se simularon cinco tipos de roca (arcosa, lutita, arenisca, pizarra y limolita), generando 1000 casos por tipo con variabilidad modelada utilizando distribuciones de Weibull. La validación estadística, empleando la prueba de Kolmogorov-Smirnov y gráficos Q-Q, demostró un fuerte acuerdo entre los datos simulados y experimentales. Los resultados sugieren que el modelo propuesto puede predecir eficazmente los patrones de deformación en masas rocosas débiles, ofreciendo aplicaciones potenciales en minería, extracción de energía geotérmica y otros proyectos de ingeniería que involucran estas desafiantes formaciones geológicas.