بررسی تاثیرات تنش میانگین بر شکست و مقاومت سنگ در نزدیکی مرز حفاری

تاثیر تنش اصلی میانگین بر شکست سنگ و مقاومت در نزدیکی مرزهای حفریات با ابزار عددی ترکیبی FEM/DEM مطالعه شده است. در مرز تونل، شرایط بارگذاری σ۱≠۰ ،σ۳=۰ و σ۲≠ ۰ وجود دارد که σ۲ ، σ۳ و σ۱ به ترتیب تنش اصلی حداقل، میانگین و حداکثر است. مطالعه عددی مبتنی بر آزمایش بارگذاری نمونه است که مطابق با این نوع شرایط تنش مرزی است. از نتایج شبیه سازیدیده شده که ایجاد شکست موازی سطح تونل و میکروترک ها به ناهمگن بودن مواد و وجود تنش اصلی متوسط (σ۲) نسبتا بالا و همچنین مقدار پایین تنش اصلی حداقل (σ۳) مربوط می شود. تنش اصلی میانگین بالا، سنگ را به گونه ای محدود می کند که میکروترک ها و شکستگی ها تنها در جهت موازی با σ۱ و σ۲ ایجاد شود. شکستگی و میکروترک های ناشی از تنش به این ترتیب می تواند به شکستگی های پوست پیازی، ورقه ای و لایه ای در زمین های کم عمق در نزدیکی حفره ها و میکروترک های موازی سطح دورتر از تونل منجر شود، که رفتار ناهمگنی سنگ را در پی دارد. بنابراین توجه به تاثیر تنش اصلی میانگین بر رفتار سنگی باید بر مقاومت ناهمسانگردی ناشی از تنش و رفتار تغییر شکلی سنگ ها معطوف شود. همچنین مشخص شده است که تنش اصلی میانگین تاثیر محدودی بر مقاومت بیشینه سنگ در نزدیکی مرز حفاری دارد.

Keywords:

تنش , سنگ , ترک , مقاومت , شکست , فشاری