مدل‌سازی سه‌بعدی و هندسی ناپیوستگی‌ها و شناسایی بلوک‌های سنگی ایجاد شده در تودۀ سنگ درزه‌دار

Abstract

تودۀ سنگ به‌عنوان بستر میزبان در ساخت انواع سازه‏های عمرانی و معدنی سطحی و زیرزمینی مطرح است. عوامل متعددی بر نحوۀ رفتار و پایداری چنین سازه‏هایی تأثیر می‏گذارند که از جمله مهم‌ترین این پارامترها می‌توان به، رفتارشناسی تودۀ سنگ‏ها، ناپیوستگی‏ها و به‌تبع آن حضور بلوک‏های سنگی ایجاد شده در اثر برخورد این ناپیوستگی‏ها اشاره کرد. بلوک‏های سنگی که تودۀ سنگ به آن‌ها افراز شده است، به‌لحاظ استاتیکی و دینامیکی از مهم‌ترین اجزای روند تحلیل پایداری و رفتاری سازه‏ها محسوب می‏شوند. در این تحقیق سعی شده به شناسایی بلوک‏های سنگی ایجاد شده در اثر تقاطع ناپیوستگی در سه بعد پرداخته شود. الگوریتم طراحی شده در این پژوهش، بر مبنای جستجوی سلسله مراتبی با شناسایی اجزاء بلوکی از جزء به کل عمل می‌کند که سرعت عملکرد زیادی دارد. هم‌چنین در پیاده­سازی این الگوریتم از قابلیت روش محاسبه موازی برنامه متلب نیز استفاده شده که به‌مراتب سرعت محاسبات را با حفظ دقت، افزایش می‌دهد. اجزاء تشکیل‌دهنده بلوک‏ها شامل کنج، لبه و چند ضلعی‏های تشکیل دهنده سطوح هستند. بلوک‏های سنگی براساس الگوریتم طراحی شده در محیط نرم‌افزار متلب شناسایی شده و بعد از محاسبه حجم آن‌ها و هیستوگرام حجمی آن‏ها ترسیم می‏شود. نمایش زنده روند شناسایی بلوک و هم‌چنین ثبت و نمایش موقعیت و توزیع فضایی کنج­ها و لبه­های بلوک­ها از ویژگی­های کد توسعه داده شده است. نتایج نشان می­دهد، غالباً توزیع حاکم بر حجم بلوک های ایجاد شده، نمایی است.