عنوان پایان‌نامه
ارائه مدلی جدید برای تعیین مقاومت برشی درزه های سنگی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-مکانیک سنگ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2411;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59123
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- حسام الدین نبی زاده رفسنجانی
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- در این تحقیق، هدف ارائه مدلی جدید برای تعیین مقاومت برشی درزه های سنگی است. با توجه به هدف ذکر شده، ابتدا با استفاده از پروفیل های زبری ارائه شده توسط بارتون- چوبی، روش و پارامتر جدیدی برای کمی کردن زبری سطح درزه ارائه شده و با استفاده از روش جدید ارائه شده، اصلاحاتی بر روی پروفیل های زبری بارتون- چوبی صورت گرفته و پروفیل های جدیدی برای کمی کردن زبری سطح درزه ارائه شده است. در مرحله بعد، شش نوع نمونه سنگ مختلف گرانیت دانه درشت، گرانیت دانه ریز، بازالت، مرمریت، ماسه سنگ و توف برای انجام تست برش مستقیم تحت شرایط بارگذاری تنش نرمال ثابت انتخاب شده و با استفاده از تست خمش سه نقطه، سطح های درزه مورد نیاز ایجاد شده است. پس از ایجاد سطح درزه، زبری سطح های ایجاد شده با استفاده از شانه بارتون و دستگاه برداشت هندسه سطح درزه های طبیعی بدست آورده شده است. داده های زبری بدست آورده شده با استفاده از شانه بارتون نشان می دهد که زبری سطح درزه از سمت شروع به رشد ترک بیش تر از سمت مقابل (پایان ترک) است. در گام سوم، بر روی هر نوع سطح درزه پنج عدد تست برش مستقیم تحت شرایط بارگذاری تنش نرمال ثابت در تنش های نرمال 1، 2، 3، 4 و 5 مگاپاسکال انجام شده است. بعد از انجام تست برش مستقیم، زبری سطح درزه های تحت برش قرار گرفته با استفاده از شانه بارتون و دستگاه برداشت سطح، کمی شده و ضریب تغییر زبری سطح برای هر نوع درزه محاسبه شده است. ضریب تغییر زبری سطح محاسبه شده نشان می دهد که با افزایش تنش نرمال، میزان تغییر زبری سطح افزایش می یابد. داده های بدست آمده از تست برش مستقیم تحت شرایط بارگذاری تنش نرمال ثابت نشان می دهد که با افزایش تنش نرمال، مقاومت برشی بیشینه افزایش می یابد و میزان افزایش مقاومت برشی بیشینه به نحوی است که با افزایش تنش نرمال کاهش می یابد و به یک میزان ثابت میل می کند. همچنین داده های بدست آورده شده از تست برش مستقیم نشان می دهد که هر چه زبری سطح درزه بیش تر باشد، مقاومت برشی بیشینه بدست آورده شده نیز بیش تر است. سپس، با استفاده از پارامتر جدید ارائه شده برای کمی کردن زبری و در نظر گرفتن شرایط مرزی و داده های بدست آمده از تست برش مستقیم، مدل جدیدی برای تعیین مقاومت برشی بیشینه درزه های سنگی ارائه شده و داده های مقاومت برشی بیشینه بدست آمده از تست برش مستقیم، رابطه جدید ارائه شده و رابطه بارتون- بندیس با یکدیگر مقایسه شده اند. داده های بدست آورده شده نشان می دهد که رابطه جدید ارائه شده و رابطه بارتون- بندیس مقدار مقاومت برشی بیشینه را کم تر از مقدار بدست آمده از تست برش مستقیم تخمین می زند و داده های بدست آورده شده از رابطه جدید ارائه شده دارای دقت بالاتری در تخمین مقاومت برشی بیشینه نسبت به رابطه بارتون- بندیس است.
- Abstract
- In the thesis, the main ideas are developing modified joint roughness coefficient (MJRC) profiles and a new model for determining the shear strength of rock joints. Firstly, using Barton- Choubey JRC profiles, a new method and parameter (MJRC) are developed to quantify the joint roughness. Regarding the new method, new JRC profiles (MJRC) are developed. Secondly, six types of rocks are prepared to carry out direct shear tests under constant normal stress (CNS) condition. Using three point load bending tests, the surface of rock joints are prepared. The roughness of surfaces is quantified with Barton comb and a 3D laser scanner. In the next step, five direct shear tests (CNS) are carried out in 1, 2, 3, 4 and 5 megapascal (MPa) normal stresses on each type of rock joint. After each test, the roughness of joint surface is quantified again and the degree of surface roughness degradation is obtained. Regarding MJRC, direct shear test boundary condition and obtained data from direct shear tests, a new model for determining the peak shear strength of rock joints is developed. Finally, data which is obtained from Barton- Bandis criterion, new model, and direct shear tests are compared.
