✅ ارتباط غیر خطی بین تنش و کرنش (رفتار غیر خطی خاک که از محدوده کرنشهای کوچک آغاز می شود)
می توان از دو عامل مرتبط با این بحث، 1) رفتار سخت شونده -نرم شونده خاک و 2) کوپل همبسته اتساع-برش در خاک نام برد.

✅ اینکه رفتار خاک در محل، مشابه نمونه های تست شده در آزمایشگاه نیست.
دلیل عمده آن وجود بافت و ساختار و همچنین رفتار ناهمسان خاک است.

✅ تاثیر نرخ بارگذاری، نرخ کرنش، خزش و بطور کلی رفتار وابسته به زمان

✅ اینکه همواره با بارگذاری یکنواخت مواجه نیستیم. بارگذاری دینامیکی، سیکلیک، ضربه و ... نیز بر خاک وارد می شود.

✅ و مجددا بر بحث تعیین پارامترها تاکید کردند. به واقع تعیین پارامترها یکی از مهمترین چالشهای مدلسازی رفتار خاک است.
✳️ اینکه آیا خود پارامترهای مدل به روشنی تعریف شده و مفهوم فیزیکی یا مکانیکی مشخصی را بیان کنند؟
✳️ یا اینکه پارامترها از چه مسیرهای تنشی تعیین می شوند و آیا این مسیرهای تنش منطبق بر شرایط حاکم بر مسئله هست یا خیر؟
✳️ چه تعداد از پارامترها باید با کالیبراسیون محاسبه شوند و چگونه؟
✳️ آیا پس از تعیین پارامترها، مدل رفتاری برای شرایطی متفاوت از آزمایشهایی که در تعیین پارامترها نقش داشته نیز تست شده است یا خیر؟

عدم رعایت این موارد می تواند باعث بروز قضاوتهای نادرست و در نهایت مشکلات و خسارات در طراحیهایی که بر اساس کاربرد آن مدل رفتاری در نرم افزار مورد نظر شده، بشود.
این موضوع نکته بسیار مهمی است که در ادامه سخنرانی نیز به آن پرداخته شده است ...

✅ پروفسور Carter در ادامه به معرفی کلیت مدلهای رفتاری خاک پرداخت که این بخش از سخنرانی به واقع، یک کلاس درس بسیار مفید است.

در ابتدا طبقه بندی از مدلهای الاستیک مطرح شد. شامل مدلهای هایپوالاستیک، الاستیک و هایپرالاستیک

✅ ایشان مدلهای الاستیک را مدلهای conservative یا محافظه کار نامید. از این جهت که با فرض این مدلها تغییر ماندگار در ساختار المانهای خاک وجود ندارد و شاهد جذب انرژی و میرایی نیستیم.

✅ در دسته مدلهای هایپوالاستیک، ارتباط نرخ تنش و نرخ کرنش برقرار می شود و در مدلهای هایپرالاستیک نیز یک تابع انرژی کرنشی تعریف می گردد که با مشتق گیری از آن نسبت به کرنش، تنشها قابل محاسبه خواهند بود.

✅ رفرنسهای اصلی مدلهای هایپوالاستیک (Duncan and Chang 1974) و برای مدلهای هایپرالاستیک (Houlsby et al, 2005) معرفی شدند.

سپس ایشان یک طبقه بندی کلی از مدلهای رفتاری الاستوپلاستیک مطرح کردند.

✅ تاکید اصلی سخنرانی پروفسور کارتر بر مدلهای مرسوم (رایج) الاستوپلاستیک است. این مدلها بطور عمده در نرم افزارهای ژئوتکنیکی نیز وجود دارند. از این جمله مدل Cam clay اصلاح شده (Roscoe and Burland 1958) را نام بردند.

✅ بطور کلی در مدلهای مرسوم الاستوپلاستیک، کرنشها به دو بخش الاستیک (برگشت پذیر) و پلاستیک (برگشت ناپذیر) تفکیک می شوند و این از ویژگیهای اصلی این مدلهاست.

✅ با توجه به این موضوع، تعریف بخشهای زیر در این مدلها الزامی است:
1. پارامترهای الاستیک
2. سطح تسلیم (شروع رفتار پلاستیک)
3. تابع پتانسیل پلاستیک (جهت تعیین کرنشهای پلاستیک)
4. ضابطه سخت شوندگی یا نرم شوندگی (بیان کننده نحوه توسعه سطح تسلیم)
5. ضابطه گسیختگی

✅ در خصوص مدلهای هایپوپلاستیک، کماکان ارتباط تنشها و کرنشها توسط نرخ آنها برقرار می شود و تفکیک به اجزای الاستیک و پلاستیک مرسوم نیست. در این خصوص به مدل هایپوپلاستیک رس که توسط Prof. Masin از دانشگاه پراگ (جمهوری چک) ارائه شده، رفرنس دادند.

البته ایشان در بخشی از سخنرانی به وبسایت Soil models که توسط Prof. Masin اداره می شود نیز اشاره کردند که پیشتر در همین کانال معرفی شده بود: www.soilmodels.com

بخشهای اصلی مدلهای مرسوم الاستوپلاستیک (5 جزء) در این اسلاید نشان داده شده است.

✅ ذکر یک نکته لازم است و آن اینکه در مدلهای حالت بحرانی (Critical State Models) معمولا 4 مورد اول به عنوان اجزای اصلی مدل ذکر می شوند. چراکه در این مدلها مکانیزم گسیختگی به روش متفاوتی تعریف می شود (مسیر تنش باید سطح تسلیم را در نقطه اوج آن که نظیر شیب خط حالت بحرانی است قطع کند).

شکل برگرفته از فصل پنجم کتاب "مکانیک خاک تکمیلی" تالیف اینجانب است.

✅ معرفی کتاب:

✳️ Numerical Modeling of Soil Constitutive Relationship

✳️ By: Ren, Q. & Zhou, J.

✳️ Springer, 2021 👇