ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﯽ ﺳﻄﺢ ﺑﺮ ﻓﺎﮐﺘﻮرﻫﺎي ﺗﻤﺮﮐﺰ ﺗﻨﺶ در ﻣﺪﻟﺴﺎزي اﻧﺘﺸﺎر ﺗﺮك درﺷﯿﺐﻫﺎي ﺳﻨﮕ

Analyzing the Effect of Surface Topography on Stress Intensity Factors in Crack Propagation Modeling in Rock Slopes

بر اساس تئوري مكانيك شكست خطي (MFEL) اجسام ترد (همانند سنگها) در اثر تنشهاي وارد بر آنها درزه دار ميشوند كه اين درزه ها در اثر انتشار تركها در زمان گسيختگي سنگ به وجود ميآيند. وجود اين تركها ميتواند باعث ايجاد تمركز تنش در نزديكي نوك آنها گردد. در اين مطالعه انتشار تركها )درزه هاي باز) در شيب سنگ با استفاده از روش المان مرزي غير مستقيم كه بر اساس المانهاي ناپيوستگي-جابجايي مرتبه بالا (كوادراتيك) ميباشد، فاكتورهاي شدت تنش برشي و كششي كه در اثر توپوگرافي سطح ايجاد ميشوند، مورد مطالعه قرار ميگيرد. بدين منظور كد كامپيوتري در محيط برنامه نويسي متمتيكا تدارك ديده شده است. كه ميتواند با محاسبهي فاكتورهاي شدت تنش و بر اساس ميار شكست تنش مماسي ماكزيمم روند انتشار تركها را در شيب سنگ مورد بررسي قرار دهد. نتايج نشان ميدهد كه با افزايش عمق قرارگيري درزه، فاكتورهاي تمركز تنش مود برشي افزايش و مودكششي كاهش مييابند.و همچنين با افزايش فاصله درزه از سطح شيبدار، روند فوق حكمفرما ميباشد.

According to linear elastic fracture mechanics, brittle material (like rocks) become jointed as a result of stress. These joints are the result of crack propagation in the time of rock failure. These cracks can cause stress concentration near the tip. In this study the crack propagation (open joints) in rock slope has been analyzed by using indirect boundary element method which is based on the higher order displacement discontinuity method and shear and tensile stress intensity factors which are produced by surface topography. For this purpose, a computer code was provided in Mathematica programming environment which can analyze the process of crack propagation in rock slope by calculating stress intensity factors and based on the maximum tangential stress criterion. The results revealed that with increase in joints depth, stress intensity factor of shear mode increases, but tensile mode decreases. Also with increase in joint distance from slope, the above mentioned process is true.