ENSAYO DE ACOPLAMIENTO HIDROMECÁNICO Y SIMULACIÓN NUMÉRICA MESOSCÓPICA DE PIEDRA ARENISCA CON JUNTA RELLENA SIMPLE

Resumen

Los estudios sobre el acoplamiento hidromecánico de piedra arenisca con junta prefabricada deben centrarse en las variaciones de las estructuras interiores bajo el efecto de acoplamiento hidráulico. Sin embargo, los estudios experimentales y numéricos existentes han enfatizado la mecánica macroscópica de la piedra arenisca diaclasada, y sólo unos pocos trabajos han explicado la evolución de la permeabilidad de las rocas diaclasadas desde la perspectiva de los cambios mesoestructurales. Aquí, se ha construido un modelo numérico de acoplamiento fluido-sólido de elementos discretos en la mesoescala para estudiar la mecánica de compresión triaxial y la evolución de la permeabilidad de la piedra arenisca diaclasada bajo presión osmótica desde la perspectiva mesoscópica. Este modelo se basó en un ensayo triaxial realizado sobre las propiedades mecánicas y permeabilidad de la piedra arenisca diaclasada a diferentes ángulos prefabricados. Se analizaron las leyes de influencia de un ángulo prefabricado (alpha) bajo condiciones de acoplamiento hidromecánico sobre las curvas de tensión-elongación desviadoras, el modo de fallo y la evolución de la permeabilidad de la piedra arenisca diaclasada. Los resultados muestran que durante el ensayo triaxial existe un círculo de presión con una gran superficie en la junta prefabricada, lo que indica que la junta prefabricada es altamente sensible a la presión hidráulica. La anisotropía de las partículas de enlace blando y las diferentes proporciones de fisuras por tracción y cortante bajo presión osmótica conducen a los diferentes picos de resistencia y modos de fallo de las muestras. Las microfisuras formadas por el fallo de adherencia de las partículas de piedra arenisca y la permeabilidad de la piedra arenisca diaclasada a diferentes ángulos prefabricados presentan diferentes leyes de variación con cambios coordinados en la mesoestructura y las microfisuras. Las conclusiones de la investigación pueden proporcionar referencias teóricas para los estudios sobre la mesomecánica de la piedra arenisca diaclasada bajo el comportamiento de acoplamiento hidromecánico. Palabras clave: Acoplamiento hidromecánico, Junta prefabricada, Acoplamiento fluido-sólido, Simulación numérica mesoscópica, Permeabilidad.