A 3D Continuum-Based Voronoi Tessellated Model (VTM) for Hard Rocks
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT: In conventional continuum numerical models, rock is typically simulated as a homogeneous material. However, these models fail to capture pre-peak tensile damage in hard rocks under compressive loading. The Discrete Fracture Network (DFN) is widely used to generate various types of rock heterogeneities at different scales. Among these, the Voronoi structure has been successfully implemented in discontinuum models to replicate the failure process of hard rocks. More recently this method has been effectively applied in 2D continuum models; however, its suitability for simulating hard rock failure in 3D continuum models has not been investigated. This paper aims to address this research gap by presenting the development of the first 3D Voronoi Tessellated Model (VTM) using the finite element program, RS3. The central objective of this study was to replicate the failure process of hard brittle rocks under unconfined compression. For this purpose, the micro-properties of a previously calibrated VTM constructed using the 2D finite element program RS2 were utilized in the RS3-VTM. The results indicate that the stress-strain curve and the peak strength of the RS3-VTM are comparable to those of the RS2-VTM. Furthermore, the simulation results demonstrate that the RS3-VTM captures the anticipated failure mode of hard rocks in laboratory unconfined compression tests. 1. INTRODUCTION Experimental and numerical studies have indicated that, at low confinement, the failure process of brittle rocks involves the generation of localized tensile stresses due to grain-scale heterogeneities. These induced tensile stresses can lead to the initiation and propagation of tensile cracks before reaching peak stress, even when the rock medium is under an overall compressive stress field. To realistically simulate this process using numerical modeling, an explicit representation of the grain-like structure of rocks is required. Discrete Fracture Network (DFN) models are commonly used to generate various types of geological structures at different scales. Among them, the Voronoi structure has been extensively employed to replicate grain-scale heterogeneities (i.e., grains and grain boundaries) in brittle rocks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».