بررسی تاثیر شکل هندسه درزه در برآورد زبری درزه‌سنگ با استفاده از مطالعات آماری

علیرضا طالبی نژاد, محمد اسماعیل جلالی, رضا خالوکاکایی

چکیده


حققین متعددی تلاش نموده‌اند که با ساده‌سازی و فرضیات مختلف به بررسی تاثیر زبری درزه حین بارگذاری بپردازند. برخی محققین همچون بارتن  و لابسچر نسبت به ارائه مدل‌های بصری اقدام نمودند و هدف استفاده و تطبیق زبری سطح درزه‌سنگ با مدل‌های ارائه شده و براورد میزان زبری سطح درزه‌سنگ بوده است. برخی از محققین نیز همچون تسه و کرودن، میرز  و ال‌سودانی از روش‌های آماری به کمک پارامترهای کمی به بیان زبری سطح درزه‌سنگ پرداختند. روش‌های بصری با وجود اینکه ساده و سریع هستند، اما با خطای قضاوت شخص و عدم امکان بررسی ارجحیت زبری یک سطح نسبت به سطح دیگر همراه می‌باشند و برآورد زبری درزه‌سنگ را با خطا مواجه می‌نماید. در روش‌های کمی، استفاده از یک پارامتر کمی نمی‌تواند بصورت صحیح بیانگر مشخصات زبری درزه‌سنگ باشد. در این مقاله با استفاده از برداشت‌های میدانی انجام شده از وضعیت سطوح درزه‌سنگ و اطلاعات گردآوری شده از سطوح موجود در منابع، نسبت به تعریف اشکال محتمل هندسی درزه‌سنگ برای 203 نمونه اقدام شده است. اشکال محتمل هندسی مورد بررسی قرار گرفته و اشکال با کاربرد بیشتر در قالب 20 مدل هندسی به عنوان مدل‌های هندسی معرف تعریف شدند. با استفاده از پارامترهای کمی تعیین زبری همچون Rq، Rp، Z2 و SF، مدل‌های هندسی معرف مورد ارزیابی و طبقه‌بندی قرار گرفتند. در این طبقه‌بندی، با استفاده از شکل درزه (شباهت سطح درزه به مدل‌های هندسی معرف) و مدنظر قرار دادن پارامتر ارتفاع سطح درزه (K) به برآورد صحیح‌تری از میزان زبری درزه می‌توان دست یافت.
 

محققین متعددی تلاش نموده‌اند که با ساده‌سازی و فرضیات مختلف به بررسی تاثیر زبری درزه حین بارگذاری بپردازند. برخی محققین همچون بارتن[1]  و لابسچر[2] نسبت به ارائه مدل‌های بصری اقدام نمودند و هدف استفاده و تطبیق زبری سطح درزه‌سنگ با مدل‌های ارائه شده و براورد میزان زبری سطح درزه‌سنگ بوده است. برخی از محققین نیز همچون تسه[3] و کرودن[4]، میرز[5]  و ال‌سودانی[6] از روش‌های آماری به کمک پارامترهای کمی به بیان زبری سطح درزه‌سنگ پرداختند. روش‌های بصری با وجود اینکه ساده و سریع هستند، اما با خطای قضاوت شخص و عدم امکان بررسی ارجحیت زبری یک سطح نسبت به سطح دیگر همراه می‌باشند و برآورد زبری درزه‌سنگ را با خطا مواجه می‌نماید. در روش‌های کمی، استفاده از یک پارامتر کمی نمی‌تواند بصورت صحیح بیانگر مشخصات زبری درزه‌سنگ باشد. در این مقاله با استفاده از برداشت‌های میدانی انجام شده از وضعیت سطوح درزه‌سنگ و اطلاعات گردآوری شده از سطوح موجود در منابع، نسبت به تعریف اشکال محتمل هندسی درزه‌سنگ برای 203 نمونه اقدام شده است. اشکال محتمل هندسی مورد بررسی قرار گرفته و اشکال با کاربرد بیشتر در قالب 20 مدل هندسی به عنوان مدل‌های هندسی معرف تعریف شدند. با استفاده از پارامترهای کمی تعیین زبری همچون Rq، Rp، Z2 و SF، مدل‌های هندسی معرف مورد ارزیابی و طبقه‌بندی قرار گرفتند. در این طبقه‌بندی، با استفاده از شکل درزه (شباهت سطح درزه به مدل‌های هندسی معرف) و مدنظر قرار دادن پارامتر ارتفاع سطح درزه (K) به برآورد صحیح‌تری از میزان زبری درزه می‌توان دست یافت.

 

مراجع


Kulatilake PHSW, Shou G, Huang T H, Morgan R M. New peak shear strength criteria for an isotropic rock joints.Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 1995;32:673-97.

Barton N. Review of a new shear-strength criterion for rock joints. Eng Geol 1973;7;287-332.

Barton N, Choubey V. The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mech 1977;10:1–54.

Brown ET. Rock characterization testing and monitoring (ISRM suggested methods). Oxford: Pergramon; 1981.

Laubscher, D. H. (1990). A geomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design. JS Afr. Inst. Metall, 90(10), 267-273.

Hack, H. R. G. K. (1998): Slope stability probability classification (2nd edition). International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences (ITC), No. 43, Enschede, The Netherlands, 258pp.

Tse R, Cruden DM. Estimating joint roughness coefficients. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr1979;16:303–7.

Yu XB, Vayssade B. Joint profiles and their roughness parameters. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 1991;28:333–6.

Yang ZY , LoSC, DiCC. Reassessing the joint roughness coefficient (JRC) estimation using Z2. Rock Mech Rock Eng2001;34:243–51.

El-Soudani SM. Profilometric analysis of fractures. Metallography 1978;11:247–336.

Sayles RS, Thomas RR. The spatiall representation of surface roughness by means of the structure functions, a practical alternative to correlation. Wear 1977;42:263–76.

Maerz NH, Franklin JA, Bennett CP. Joint roughness measurement using shadow profilometry. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 1990;27:329–43.

Li Y, Zhang Y. Quantitative estimation of joint roughness coefficient using statistical parameters. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 77 (2015) 27-35.

Grasselli, G. Shear Strength of Rock Joints based on Quantified Surface Description. Ph.D. Thesis n.2404. 2001.

Sturzenegger, M., Stead, D. Close range Terrestrial digital photogrammetry and terrestrial laser scaning for discontinuity characterization on rock cuts, Engineering Geology 2009, 106, 163-182.

Unala, M., Yakarb, M., &Yildizb, F. Discontinuity surface roughness measurement techniques and evaluation of digital photogrammetric method. XXth ISPRS congress. Istanbul. 2004.

Nilsson, M., Edelbro, C., Shorrock, G. Small scale joint surface roughness evaluation using digital photogrammetry. ISRM International Symposium Eurock, 2012.

Bandis S.C. Engineering properties and characterization of rock discontinuities. Comprehensive rock engineering, vol. 1, Hudson (ed), Pergamon press, pp 1-54.

Rasouli V., Harrison J. P. In-plane analysis of fracture surface roughness: anisotropy and scale effect in anisotropy. Rock mechanics in the national interest, Ellsworth, et al. (eds), Swets & Zeitlinger, 2001, pp.777-783.

Muralha J., Pinto da Cunha A. Analysis of scale effects in joint mechanical behavior. Scale Effects in Rock Masses, Pinto da Cunha (ed.) Balkema, 191-200. 1990.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


---------------------------------------------------------------------------

تمام حقوق این نشریه برای انجمن مکانیک سنگ ایران محفوظ است.