ارزیابی مدل ساختاری مناسب برای ناپیوستگی های اصلی توده سنگ ساختگاه سد بختیاری

در اکثر کارهای ژئوتکنیکی نزدیک سطح زمین رفتار مکانیکی توده سنگ تحت تأثیر وجود و خواص ناپیوستگی ها قرار می گیرد. آزمایش برش مفیدترین و رایج ترین آزمایش برای یافتن پارامترهای مقاومت برشی ناپیوستگی می باشد. انتخاب مقدار مقاومت برشی مناسب به درستی انجام آزمایش و تفسیر دقیق آن ها بستگی دارد. وجود ناپیوستگی ها در ساختگاه سد بختیاری که عمدتاً سطوح لایه بندی و درزه ها می باشند، انجام آزمایش های برش آزمایشگاهی و برجا را ضرورت بخشید. تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از تعداد 106 آزمایش برش آزمایشگاهی و تعداد 3 آزمایش برش برجا برای تعیین مقاومت برشی و توسعه مدل ساختاری مناسب در ساختگاه انجام شد. مدل ساختاری توسعه داده شده در ساختگاه مدل بارتن می باشد. پارامترهای مورد نیاز جهت تخمین مقاومت برشی شامل jrc و jcs و ?_r می باشند. برای تعیین ضریب زبری سطح (jrc) ابتدا با استفاده از کد توسعه داده شده به زبان برنامه نویسی c# و روابط موجود بعد فراکتال (d) تعیین شد. سپس مقدار jrc طبق روابط موجود تعیین گردید. همچنین در این تحقیق رابطه جدیدی جهت تعیین مقدار jrc از مقادیر d ارزیابی شد؛ و پارامتر ضریب زبری سطح با استفاده از این رابطه تعیین گردید. سپس ارتباط بعد فراکتال d و ضریب زبری سطح jrc و زاویه دندانه داری i به ترتیب با طول نمونه ارزیابی شد و روابط جدیدی بین آن ها توسعه داده شد. نتایج نشان داد که در طول 550 میلی متر پارامترهای d و jrc و i تقریباً یکنواخت می باشند. همچنین زاویه اصطکاک باقیمانده با استفاده از مدل موهر-کلمب و مقاومت فشاری دیواره درزه با استفاده از چکش اشمیت و روابط موجود تعیین گردید. سپس با توجه به پارامترهای تعیین شده، مدل ساختاری مناسب، برای ناپیوستگی های اصلی ساختگاه که سطوح لایه بندی و درزه ها می باشند تعیین گردید. بعد از تعیین مدل ساختاری مناسب بر مبنای آزمایش های برش آزمایشگاهی و برجا مقاومت برشی توده سنگ ساختگاه ارزیابی شد. بر همین اساس با توجه به کمبود آزمایش های برش در هر مقیاسی، سعی بر آن شد که ابتدا مدل های آزمایشگاهی و برجا در نرم افزار عددی udec ساخته شود، نتایج مدل سازی عددی با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش های آزمایشگاهی و برجا کالیبره شد. سپس 36 نمونه از 106 عدد آزمایش برش آزمایشگاهی و 3 عدد آزمایش برش برجا به عنوان نمونه انتخاب شد و تأثیر مقیاس در بازه 0.1 تا 2 متر بر مقاومت برشی ناپیوستگی ها ارزیابی گردید. در نهایت با توجه به نتایج 288 عدد آزمایش برش ارتباط مقاومت برشی و طول ناپیوستگی ارزیابی شد؛ و رابطه ای برای تعیین مقاومت برشی در طول l_n بر مبنای مقاومت برشی در طول l_0 توسعه داده شد.