بررسي تحليلي انتشار موج در توده سنگ درزه‌دار داراي تك درزه و چند درزه موازي

Analytical investigation of wave propagation across jointed rock mass with single-joint and multiple parallel joints

از آنجاييكه توده سنگ شامل ماده سنگ و اشكال مختلفي از ناپيوستگي‌ها بوده، ماهيت ناپيوستگي هاي توده سنگ به‌طور قابل‌توجهي بر روي خصوصيات مكانيكي و رفتار مهندسي و انتشار موج در آنها تاثيرگذار است. هدف اين مقاله، بررسي تحليلي انتشار موج در توده سنگ درزه دار تك درزه بوده و در اين مطالعه رفتار تغيير شكل سنگ‌ها خطي فرض شده است. در مقاله حاضر، روش تحليلي انتشار موج در توده سنگ بر اساس راه حل مبتني بر روش توسعه يافته توسط هوانگ و همكاران، براي حالت الاستيك ارائه شده و انتشار موج در تك درزه و چند درزه موازي مورد مطالعه قرارگرفته است. سپس مطالعه پارامتري بر روي پارامترهاي سختي درزه نرمال شده، زاويه‌داري درزه‌ها، فاصله‌داري درزه نرمال شده و تعداد درزه‌ها بر انتشار موج در تك درزه و چند درزه موازي انجام گرفته و نتايج بدست آمده با نتايج ساير روشهاي ارائه شده مقايسه شده است. نتايج نشان ميدهند كه با افزايش سختي درزه، موج عبوري افزايش پيدا كرده درحاليكه موج بازگشتي كاسته ميشود. همچنين زاويه موج ورودي و تاثير فاصله داري درزه هاي موازي در توده سنگ نيز در ضرايب عبوري و بازگشتي تاثيرگذار بوده و درصورتيكه نسبت فاصله داري درزه ها از مقدار مشخصي (حد آستانه) بيشتر باشد، تاثيري در ضريب عبوري نداشته و مقدار ضريب عبوري نيز با افزايش تعداد درزه هاي موازي كاهش مي يابد

Wave propagation across the rock masses is one of the most topics in rock dynamics, which is used in various petroleum, mining, civil military industries. Since rock mass includes rock material and various forms of discontinuities, the nature of rock mass discontinuities significantly affects mechanical properties and engineering behavior. Therefore, adequate knowledge and understanding of how the wave propagates in rock mass, especially for projects that are more important and more sensitive, is necessary. In the present paper, the analytical method for wave propagation across rock mass based on the method developed by Huang et al. (2014) is presented for elastic state and wave propagation in single-joint and multiple parallel joints is studied. Then, a parametric study was performed on parameters including normalized joint stiffness, joint dip, normalized spacing and number of joints on wave propagation in single joint and multiple parallel joints and the obtained results have been compared with the results of other proposed methods.