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22/12/2025
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Universal Discontinuity Index–Driven Digital Twins for Multiscale Damage and Stability in Brittle Rock MassesThis IPre project is embedded within a broad research framework focused on the development of Digital Twin–based approaches for rock mass behavior in mining and underground engineering. The research aims to advance the understanding of how geometric discontinuities, stress conditions, and scale effects jointly control damage evolution, anisotropy, and structural stability in brittle rock masses.
A central element of this framework is the Universal Discontinuity Index (UDi), which serves as a unifying structural descriptor to quantify fracture activation, mechanical degradation, and failure mechanisms across a wide range of mining-related problems. By integrating UDi into Digital Twin models, the research establishes a consistent link between rock mass geometry, loading conditions, and mechanical response, enabling systematic interpretation across different engineering contexts.
The Digital Twin framework developed in this project is applicable to multiple domains of mining engineering, including:
• uniaxial and confined rock strength (UCS and biaxial conditions),
• pillar stability and strength evolution,
• support and reinforcement design in jointed rock masses,
• anisotropic fracture behavior associated with oriented discontinuities,
• stability assessment of underground excavations at different scales.
Within this approach, numerical and experimental models are treated as digital representations of physical rock systems, where damage indicators such as fracture intensity, activation mode, kinematic response, and UDi evolve together with stress and deformation. This enables a unified interpretation of failure processes, independent of the specific mining application. Prerequisites:No prerequisitesAvailable vacancies:1/1PhD students who will assist in mentoring for this research opportunity:Golpari NorouziThis opportunity uses a Nota 1-7 evaluation method and is worth 10 credits IMM2985 IMM2986 IMM2987 Gemelos Digitales impulsados por el Índice Universal de Discontinuidad (UDi) para el daño y la estabilidad multiescala en macEste proyecto IPre se enmarca en una línea de investigación amplia enfocada en el desarrollo de enfoques basados en Gemelos Digitales para comprender y predecir el comportamiento de macizos rocosos en minería e ingeniería subterránea. El objetivo es avanzar en la comprensión de cómo las discontinuidades geométricas, las condiciones de esfuerzo y los efectos de escala controlan de manera conjunta la evolución del daño, la anisotropía y la estabilidad estructural en macizos rocosos frágiles.
Un elemento central de este marco es el Índice Universal de Discontinuidad (UDi), que actúa como un descriptor estructural unificador para cuantificar la activación de fracturas, la degradación mecánica y los mecanismos de falla en una amplia variedad de problemas vinculados a la minería. Al integrar el UDi en modelos de Gemelo Digital, la investigación establece un vínculo consistente entre la geometría del macizo rocoso, las condiciones de carga y la respuesta mecánica, permitiendo una interpretación sistemática en diferentes contextos de ingeniería.
El marco de Gemelo Digital desarrollado en este proyecto es aplicable a múltiples áreas de la ingeniería minera, incluyendo:
resistencia de la roca bajo condiciones uniaxiales y confinadas (UCS y condiciones biaxiales),
estabilidad de pilares y evolución de su resistencia,
diseño de soporte y refuerzo en macizos rocosos discontinuos,
comportamiento de fractura anisotrópico asociado a discontinuidades orientadas,
evaluación de estabilidad de excavaciones subterráneas a distintas escalas.
Dentro de este enfoque, los modelos numéricos y experimentales se tratan como representaciones digitales de sistemas físicos de roca, donde indicadores de daño como la intensidad de fracturas, el modo de activación, la respuesta cinemática y el UDi evolucionan conjuntamente con el esfuerzo y la deformación. Esto permite una interpretación unificada de los procesos de falla, independiente de la aplicación minera específica. Vacantes disponibles:1/1Estudiantes de doctorado que ayudarán mentoreando en esta investigación:Golpari NorouziTiene un método de evaluación Nota 1-7, con 10 créditos IMM2985 IMM2986 IMM2987 |
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