تعیین سطح بحرانی ریزش در شیب سنگهای درزه دار با استفاده از تئوری مکانیک شکست سنگ

مسئله اصلی در این پروژه، تعیین سطح بحرانی ریزش دیواره‏های سنگی درزه‏دار می باشد. این مسئله به عنوان یکی از مهم‏ترین دغدغه‏های مهندسین ژئوتکنیک در تحلیل پایداری شیروانی ها قرار دارد. به‏طور کلی روش‏های تحلیل پایداری شیب‏های سنگی، شامل دو روش استاتیکی و دینامیکی است که با توجه به به سادگی و سرعت اجرای روش‏های استاتیکی هنوز کاربردی و قابل توسعه اند و معمولا بر اساس تحلیل تعادل حدی قرار گرفته‏اند. امروزه کدهای تحلیل عددی پایداری توده سنگ‏های درزه‏دار تنها حرکت بلوک بر سطوح موجود ناپیوستگی‏ها را مورد توجه قرار می‏دهند و امکان ایجاد شکست و ناپیوستگی جدید در نقاطی که دارای تمرکز تنش بالا و یا دارای حالت پلاستیک است را ندارند. لذا شناخت انتشار ترک و عوامل موثر بر آن در توده سنگ‏های درزه‏دار بعنوان هدف اول و تهیه الگوریتم و کدی که بتواند به صورت هوشمند موقعیت‏هایی که در واقع در توده سنگ می شکنند را تشخیص و امکان تحلیل مکانیکی آنرا بوجود آورد هدف دوم این تحقیق می باشد. برای رسیدن به اهداف این پروژه، از تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی ترک با در نظر گرفتن میدان تنش در دامنه مسئله با استفاده از نرم‏افزار udec، انتخاب معیار شکست مناسب و تبیین فرآیند رشد ترک با روش ناپیوستگی جابجایی برای آنالیز رشد ترک در محیط درزه‏دار توده‏سنگ استفاده می‏شود. روش ناپیوستگی جابجایی سه‏گرهی در محیط نرم‏افزاری mathematica برنامه‏نویسی شده و با نتایج حاصل از تحقیقات در زمینه مدلسازی رشد ترک در سنگ، اعتبارسنجی شده است. در نهایت با توجه به کاربرد معیار شکست حداکثر تنش مماسی، نتیجه حاصل از این برنامه، پیش‏بینی امکان رشد ترک، تعیین زاویه شروع رشد ترک، تعیین توزیع تنش‏ها روی مرزها و هر نقطه دلخواه در محیط مسئله خواهد بود. پس از برخورد ترک‏ها و تشکیل بلوک‏های سنگی در شیب‏سنگ به دلیل قفل‏شدگی بلوک‏ها در نرم‏افزار uedc، امکان تحلیل حرکت بلوک‏های و تعیین سطح بحرانی ریزش وجود ندارد. همچنین در برنامه روش گروه‏های کلیدی به دلیل عدم امکان تحلیل بلوک‏هایی با سطوح غیرمحدب و تشکیل گروه کلیدی ریزشی، سطح بحرانی ریزش مشخص نشد. در نهایت، بلوک‏هایی که با سطح آزاد در تماس هستند و از نظر هندسی پتانسیل حرکت را دارند، مشخص شده و موقعیت سطح ریزش احتمالی بدست می‏آید.