مدل سازی تحلیلی عملکرد سنگ دوزهای تزریقی فعال و غیرفعال در شیروانی های سنگی

از راه‌های جلوگیری از شکست صفحه ای در شیروانی های سنگی، استفاده از سنگ دوزها است. سنگ دوزهای تزریقی غیرفعال با لغزش کوچک بلوک سنگ فعال شده و از سست شدگی و کاهش اتصال بین قطعات سنگی جلوگیری می‌کنند. در نوع پیش تنیده، نیروی کششی مطلوبی به سنگ دوز اعمال شده و انتهای آن بر صفحه بلوک سنگی پیچ و مهار می‌شوند. این مکانیزم موجب می‌شود تا لایه‌های سنگی بهم فشرده شده و اصطکاک بین آن‌ها بیشتر فعال شود و احتماال هیچ جا به جایی بین لایه‌ها ایجاد نشود. اگر نیروی پیش تندگی کافی نباشد، امکان لغزش در لایه‌های سنگی بعد از نصب سنگ دوز پیش تنیده نیز به وجود می‌آید. در این مطالعه، عملکرد سنگ دوزهای تمام تزریقی در حالت غیر فعال و پیش تنیده در شیروانی های سنگی بصورت تحلیلی مدل می‌شوند و اثرات پارامترهای مختلف همچون زاویه قرارگیری سنگ دوز نسبت به صفحه لغزش، زاویه اصطکاک ناپیوستگی و زاویه زبری آن، مقاومت سنگ اطراف سنگ دوز، نیروی پیش تنیدگی و ویژگی‌های مکانیکی سنگ دوز را بر روی نیروی مقاوم ایجاد شده توسط سنگ دوز، بصورت کمی مطالعه می‌شوند. جهت مدل‌سازی تحلیلی، فرض می‌شود که لغزش سنگ موجب اعمال لنگر خمشی به سنگ دوز و تشکیل دو مفصل خمشی در آن می‌شود. فاصله بین دو مفصل خمشی که در طرفین ناپیوستگی قرار دارند بصورت تیر دو سرگیردار در نظر گرفته شده و بار وارد بر آن که همان عکس العمل محیط اطراف سنگ دوز است بصورت یکنواخت فرض می‌شود. نتایج نشان می‌دهند پیش تنیده کردن بطور موثری موجب پایداری بیشتر شیروانی‌ها می‌شود، بویژه اگر مقاومت سنگ اطراف سنگ دوز زیاد باشد و نتوان سنگ دوز را به صورت زاویه دار نسبت به ناپیوستگی قرار داد.

Analytical simulation of passive and pre-tensioned grouted rockbolts performances in bedding rock slopes

Rockbolts are one of the best systems to stabilize plane failure of rock slopes. The passive bolts are loaded and activated when rock block slides while pretensioned types are initially loaded before any rock sliding. The pretensioned rock bolts make the rock layers pressed together and the friction between them is activated before slipping, and probably no displacement between the layers is occurred. If a slippage occurs after the installation of a pretensioned rockbolt, an excessive load is applied. In this paper, the bolt contribution generated by the pretensioned and passive rockbolt in discontinuity is analytically simulated, and the effect of roughness angle, inclination of the bolt to the joint plane, pretensioned force, and strength of the rock are evaluated. For modeling, it is assumed the sliding imposes a bending moment to the rockbolt, which leads two plastic hinges to be created. The part of the bolt between two hinges (located on either side of the joint) is considered a beam with two cantilever supports, which is loaded by a uniform distribution generated by surrounding grout/ rock. The results showed that the pretensioned rockbolts are effective when the resistance of the rock or grout around the bolt is high.