نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

توسعه یک مدل جدید برای پیش‌بینی مقاومت برشی درزه‌های طبیعی بدون پرشوندگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه شهید باهنر کرمان ، ایران.
2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه شهید باهنر کرمان ، ایران
3 بخش مهندسی نفت، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.
چکیده
مقاومت توده سنگ به طور قابل توجهی توسط ناپیوستگی‌ها کنترل می‌شود و ناپایداری‌ها در عمق کم ممکن است با لغزش در امتداد درزه‌های سنگی رخ دهد. این پدیده در اعماق کم با اهمیت‌تر است. هدف از این مطالعه بررسی رفتار برشی درزه‌های سنگی طبیعی و بدون پر شوندگی است که از حفاری مغزه‌گیری به دست آمده‌اند. برای این منظور، آزمایش‌های برش مستقیم بر روی ۳۷ درزه سنگی طبیعی در شرایط بارگذاری نرمال ثابت انجام شد. تمامی نمونه‌ها از حفاری مغزه‌گیری در یک پروژه ژئوتکنیکی به دست آمدند. ویژگی‌های مورفولوژیکی درزه‌ها قبل از آزمایش با فتوگرامتری ثبت شدند. بر اساس نظریه‌های بارتن و سایر نظریه‌های کلاسیک، داده‌های آزمونهای آزمایشگاهی و با استفاده از پارامترهای مورفولوژیکی کمی سه‌بعدی، یک معیار مقاومت برشی اوج جدید برای درزه‌های سنگی طبیعی و بدون پرشدگی پیشنهاد شده است. مقاومت‌های اوج پیش‌بینی‌شده با استفاده از مدل جدید به خوبی با مقادیر مشاهده‌شده مطابقت دارند. علاوه بر این، مقایسه معیار جدید با مدل‌های سه‌بعدی قبلی نشان می‌دهد که در مقایسه با سایر معیارها، مقدار پیش‌بینی‌شده بر اساس معیار جدید با داده‌های آزمایشگاهی سازگارتر است. مشاهده شد که دقت تخمین معیار جدید برای درزه‌های طبیعی و بدون پر شدگی مناسب است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1].       Bandis, S., A. Lumsden, and N. Barton. Experimental studies of scale effects on the shear behaviour of rock joints. in International journal of rock mechanics and mining sciences & geomechanics abstracts. 1981. Elsevier.
[2].       Singh, T., et al., Shear behaviour of jointed rockmass of sandstone quarry, Mizoram state, India. 2001.
[3].       Homand, F., T. Belem, and M. Souley, Friction and degradation of rock joint surfaces under shear loads. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2001. 25(10): p. 973-999.
[4].       Tatone, B.S., Quantitative characterization of natural rock discontinuity roughness in-situ and in the laboratory. 2009: University of Toronto Toronto, Canada.
[5].       Yang, J., et al., Experimental study on peak shear strength criterion for rock joints. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016. 49(3): p. 821-835.
[6].       Tang, Z.-c., Q.-s. Liu, and J.-h. Huang, New criterion for rock joints based on three-dimensional roughness parameters. Journal of Central South University, 2014. 21(12): p. 4653-4659.
[7].       Xia, C.-C., et al., New peak shear strength criterion of rock joints based on quantified surface description. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2014. 47(2): p. 387-400.
[8].       Grasselli, G., J. Wirth, and P. Egger, Quantitative three-dimensional description of a rough surface and parameter evolution with shearing. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2002. 39(6): p. 789-800.
[9].       Alibabaie, N., et al., Evolution of the Kiruna-type Gol-e-Gohar iron ore district, Sanandaj-Sirjan zone, Iran. Ore Geology Reviews, 2020: p. 103787.
[10].     Kim, D.H., I. Gratchev, and A. Balasubramaniam, Back analysis of a natural jointed rock slope based on the photogrammetry method. Landslides, 2015. 12(1): p. 147-154.
[11].     Grasselli, G. and P. Egger, Constitutive law for the shear strength of rock joints based on three-dimensional surface parameters. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2003. 40(1): p. 25-40.
[12].     Jing, L., E. Nordlund, and O. Stephansson, An experimental study on the anisotropy and stress-dependency of the strength and deformability of rock joints. International journal of rock mechanics and mining sciences & geomechanics abstracts, 1992. 29(6): p. 535-542.
[13].     Ghazvinian, A., M. Azinfar, and R.G. Vaneghi, Importance of tensile strength on the shear behavior of discontinuities. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2012. 45(3): p. 349-359.
[14].     Zhang, X., et al., Laboratory investigation on shear behavior of rock joints and a new peak shear strength criterion. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016. 49(9): p. 3495-3512.