Jointed Rock
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: Jointed rock material law Kategorie: Level 4 Material Mechanik
Das Jointed Rock Modell ist ein Materialgesetz der Strukturmechanik. Es ist ein Modell der Geomechanik.
Simulation von geklüftetem Fels
Das Bild rechts zeigt ein FEM-Modell eines Untergrund-Bauwerkes. Für eine solche Anwendung kommt unter anderem das Jointed Rock Stoffgesetz infrage.
Das Jointed Rock Modell eignet sich insbesondere zur Simulation von geklüftetem Fels. Es ist damit unter anderem für
- Anwendungen in der Öl- und Gas-Industrie oder
- geotechnische Aufgabenstellungen wie die Berechnung von
- Tunnelbauwerken,
- Talsperren und
- Untergrundlaboratorien beziehungsweise
- Endlager
geeignet.
Geklüfteter Fels besteht in der Regel aus einer isotropen Gesteinsmatrix, die von einer oder mehreren Trennflächenscharen durchzogen ist. Die Trennflächenscharen wirken oft als Ebenen verminderter Festigkeit, die ein ausgeprägt anisotropes Materialverhalten verursachen. In dem hier rechts gezeigten Bild können solche Strukturen erkannt werden. Mit dem Jointed Rock Modell werden die Trennflächenscharen nicht diskret modelliert, sondern mit einem homogenen Kontinuum-Ansatz in ihrer Auswirkung auf das anisotrope Spannungs-Dehnungsverhalten an den Integrationspunkten der Finiten Elemente berücksichtigt.
Das Jointed Rock Modell baut auf dem Mohr-Coulomb Modell auf. Neben der isotropen Gesteinsmatrix können zusätzlich bis zu vier Trennflächenscharen definiert werden. Zur Definition der Festigkeiten lassen sich pro Trennflächenschar
- der Reibungswinkel,
- die Kohäsion (Haftscherfestigkeit) und
- die Zugfestigkeit
bestimmen. Die räumliche Ausrichtung einer Trennflächenschar kann einfach mit Hilfe von zwei Winkeln, dem Streichwinkel (alpha) und dem Fallwinkel (beta) festgelegt werden.
Sonstige Begriffe
Andere Materialgesetze der Geomechanik sind zum Beispiel Mohr-Coulomb, Cam Clay, Drucker-Prager Concrete.
Grundlegende Hinweise finden Sie auch bei Materialnichtlinearität, Plastizität
Quellenhinweis
Diese Darstellung ist ein Auszug aus CADFEM Journal 01/2016, Seite 24-25, Bilder: shutterstock.com/Vector Kiosk, Talashow