مطالعه رفتار سنگهای درزه دار تحت بارگذاری های تناوبی

ارزیابی اثر زلزله ها روی فضاهای زیرزمینی یکی از جدیدترین مباحثی است که در علوم زمین شناسی مهندسی مکانیک و دینامیک سنگ مطرح می باشد. هر چند فضاهای زیرزمینی نسبت به سازه های ساخته شده در سطح زمین از مقاومت بیشتری در برابر زلزله ها برخوردارند ولی چنانچه در توده سنگهای درزه دار احداث گردند امکان آسیب پذیری آنها در برابر زلزله بسیار زیاد خواهد بود. نگاهی به آمار خسارات ناشی از زلزله در فضاهای زیرزمینی درتوده سنگهای درزه دار نشان دهنده این واقعیت می باشد. برای مطالعه رفتار توده سنگهای درزه دار تحت بارگذاری های لرزه ای ابتدا باید رفتار لرزه ای سطوح درزه منفرد مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آزمایشاتی روی نمونه های دارای یک سطح درزه منفرد انجام پذیرفته است تا رفتار این نمونه ها تحت جابجایی های تناوبی محدود و بزرگ که می تواند در اثر زلزله های کوچک و بزرگ ایجاد شوند، مشابه سازی گردد. بدین منظور نمونه هایی با سطح درزه دندان اره ای و مدلی از سطح درزه واقعی با استفاده از قالبهای سیلیکونی و مصالحی مخصوص آماده گردیدند و تحت آزمایشات سه محوری و برش مستقیم تناوبی قرار داده شدند. در بخش اول بیش از 50 نمونه مصنوعی دارای سطح درزه دندان اره ای تحت آزمایشات سه محوری با دامنه جابجایی محدود قرار داده شدند وتغییرات مقاومت برشی با فشار همه جانبه ، سرعت بارگذاری ، تعداد و فرکانس سیکلهای بارگذاری محدود و دامنه سیکلهای بارگذاری مورد بررسی قرار داده شده است . نتایج آزمایشات نشان می دهند که افزایش سرعت برش، تعداد سیکل و فرکانس آن و همچنین دامنه بارگذاری تناوبی می تواند باعث کاهش مقاومت برشی به نسبتهای مختلفی گردد. د ربخش دوم با استفاده از دستگاه بیش از 30 نمونه درزه دندان اراه ای و واقعی مورد آزمایش جابجایی برشی قرار داده شدند و نحوه تغییرات زبری و مقاومت برشی مورد مطالعه قرار گرفته است . نتایج آزمایشات نشان می دهند که روند تغییرات زبری در جابجایی های تناوبی طی سیکلهای مختلف متفاوت است و به همین ترتیب مقاومت برشی نیز در بارگذاری های تناوبی مقدار ثابتی نیست . همچنین مشاهده شده است که در اثر جابجایی های تناوبی امکان تغییر رفتار برشی نمونه های درزه دار پس از تجربه چند سیکل جابجایی وجود دارد.