بررسی پایداری دینامیکی شیروانی های سنگی دارای پتانسیل شکست واژگونی بلوکی با استفاده از روش های تحلیلی و آزمایشگاهی

یکی از مسائل مهم حین عملیات معدنکاری و عمرانی، بررسی پایداری شیروانی های سنگی می باشد و تحلیل آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ایجاد پله در معادن روباز، احداث جاده و آبگیرهای سد در مناطق کوهستانی اهمیت بررسی شیروانی های سنگی را دوچندان می کند. از معمول ترین شکست هایی که درشیروانی های سنگی به صورت طبیعی به مرور زمان یا غیر طبیعی جهت احداث سازه ها اتفاق می افتد، شکست واژگونی است و شامل شکست واژگونی خمشی، بلوکی و واژگونی بلوکی- خمشی است. تحقیقات متعددی روی شکست های واژگونی به صورت استاتیکی انجام شده است. حال آنکه در تحلیل این نوع شکست ها، به ویژه در مواردی همچون مناطق زلزله خیز، معادن روباز و شیروانی های مشرف به جاده ها (بدلیل برخورد امواج حاصل از انفجار با دیواره پله ها) و حتی سازه های نظامی در مناطق کوهستانی (بدلیل عملیات های انفجار)، در نظر گرفتن حالت دینامیکی به شرایط واقعی نزدیکتر می گردد. در تحلیل دینامیکی شیروانی های سنگی، باردینامیکی اعمال شده می تواند از چشمه های متفاوتی تولید شود. یکی از انواع بارهای دینامیکی اعمال شده به شیروانی های سنگی، امواج لرزشی حاصل از انفجار هستند. در این تحقیق، پایداری شیروانی های سنگی در برابر شکست واژگونی بلوکی به صورت دینامیکی تحت بارگذاری امواج حاصل از انفجار به روش های تحلیلی و آزمایشگاهی ارزیابی شده است. بر اساس مکانیزم شکست واژگونی بلوکی، این نوع شیروانی ها به صورت آزمایشگاهی ساخته شده و پایداری آن بوسیله امواج حاصل از انفجار بررسی شده است. در این آزمایش، از امولایت ساخت کشور ایران استفاده شد. پس از انفجار، برآیند سرعت امواج حاصل، توسط لرزه نگارهای سه مولفه ای در فواصل 40 سانتی متری، 75 سانتی متری و 110 سانتی متری از محل انفجار، به ترتیب 97/38 میلی متر بر ثانیه، 96/69 میلی متر بر ثانیه و 86/98 میلی متر بر ثانیه ثبت گردید.در ادامه مکانیزم این نوع شکست، به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. برای برآورد نتایج حاصل از انفجار از روابط پیشنهادی niosh استفاده شده ونتایج حاصل از مدل سازی فیزیکی با روش تحلیلی مقایسه شد. نتایج حاصل از مدل سازی آزمایشگاهی و تحلیلی انطباق خوبی را نشان می دهد و روش پیشنهادی می تواند برای تحلیل این نوع ناپایدری در برابر امواج لرزشی حاصل از انفجار مورداستفاده قرارگیرد. بدلیل مشکلات فراوان مدل سازی فیزیکی و آزمایش های آن از جمله زمانبر بودن، هزینه فراوان، خطرات و در دسترس نبودن مواد منفجره، بر مبنای روش تحلیلی کد کامپیوتری ویژه ای با استفاده از نرم افزار matlab نوشته شد.این کد، اطلاعات مربوط به شیروانی و انفجار را از کاربر دریافت کرده و پایداری آن را در برابر امواج حاصل از انفجار پیش بینی می کند. در نتیجه علاوه بر رفع مشکل های یادشده، در زمان بسیار اندک، با استفاده از داده های قابل درسترس و اندازه گیری، می توان پایداری شیروانی سنگی را پیش بینی نمود و در صورت عدم پایداری، بوسیله همین برنامه و با تغییر پارامترهایی همچون شیب شیروانی های سنگی، افزایش فاصله انفجار از چال یا کاهش مواد منفجره، مقدار بهینه این پارامترها را جهت پایداری شیروانی به سهولت تعیین نمود.