تأثیر زبری سطح ناپیوستگی های دارای شیب‌های مختلف بر مقاومت سنگ درزه دار تحت تنش های سه محوری

Abstract

در این تحقیق تأثیر سه حالت عمده زبری ناپیوستگی‌ها به صورت دندانه‌دار، زبر موجدار و صفحه‌ای صاف با جهت‌یافتگی مختلف نسبت به فشار جانبی بر مقاومت سنگ تحت تنش‌های سه محوری مورد بررسی قرار گرفته است. 15 گروه نمونه‌های دارای سه نوع زبری سطح ناپیوستگی و دارای پنج نوع شیب از صفر تا 90 درجه با موفقیت آماده‌سازی شده و مقاومت هر گروه تحت تنش‌های سه محوری در فشارهای جانبی مختلف اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش زاویه شیب ناپیوستگی از 30 تا 45 و 60 درجه تحت فشار جانبی ثابت مقاومت محوری نمونه‌های دارای ناپیوستگی صاف شدیداً کاهش می‌یابد. اما مقاومت محوری ناپیوستگی‌های زبر موجدار و دندانه‌دار با افزایش زاویه شیب از 30 تا 45 درجه تحت فشار جانبی ثابت نسبت به ناپیوستگی دارای صفحه‌ای صاف به مقدار کمتری کاهش می‌یابد و در کل مقاومت ناپیوستگی دارای صفحه‌ای صاف دارای جهت یافتگی مختلف و تحت تغییرات فشار جانبی کمتر از ناپیوستگی‌های زبر موجدار و دندانه‌دار است. برای نمونه‌های دارای ناپیوستگی‌های زبر موجدار و دندانه‌دار در شیب 30 درجه شکست در سنگ سالم اتفاق افتاد. در صورتی که برای نمونه‌های دارای ناپیوستگی‌های دندانه‌دار در شیب 45 درجه به ویژه تحت فشار جانبی بیشتر، نیز شکست در سنگ سالم اتفاق افتاد. همچنین در نمونه‌های دارای ناپیوستگی‌های دندانه‌دار در شیب 60 درجه تحت تنش یک محوری لغزش در یک طرف سطوح دندانه‌ها اتفاق افتاده و باعث جابجایی دو صفحه کلی ناپیوستگی گردید. اما با افزایش فشار جانبی دندانه‌ها شکسته شدند. نسبت مقاومت محوری حداکثر به مقاومت محوری حداقل سنگ (Rtriax) دارای حداکثر مقدار برای فشار جانبی صفر بوده و به صورت تابع توانی منفی ابتدا با افزایش فشار جانبی به شدت کاهش یافته سپس به مقدار ثابتی نزدیک می‌شود.