مطالعه عددی تاثیر وجود درزه های متقاطع بر گسیختگی واژگونی شیب های سنگی با لایه های معکوس

گسیختگی واژگونی یک حالت شکست رایج در شیب‌های سنگ طبیعی و مصنوعی است که همواره با آسیب‌های جدی برای بشر در ترانشه‌های جاده‌ای، تونل‌ها، سدها و معادن همراه بوده است. در این تحقیق سعی شده‌است که اثر درزه‌های متقاطع با لایه‌‌های معکوس بر روی گسیختگی واژگونی شیب‌های سنگی و جابه‌جایی های افقی روی سطح شیب بررسی شود، در این راستا مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم افزار المان گسسته (udec) در محیط سنگ برای مطالعه مکانیسم گسیختگی واژگونی، جابه‌جایی‌های سطحی، بررسی سطوح تسلیم و نحوه شکل گیری ترک‌های کششی انجام شده است و مطالعات پارامتریک برای درزه‌های متقاطع با لایه‌های معکوس و با تعداد مختلف در شیب سنگی انجام شد. در مجموع شش مدل شیب سنگی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (سه مدل مختلف برای حالت یک درزه متقاطع و سه مدل دیگر برای تعداد درزه‌های متقاطع بیشتر). نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که مکانیزم گسیختگی در این نوع شیب‌ها برخلاف شیب‌های خاکی، پلکانی است و با رسیدن اولین ترک کششی به سطح، ناحیه واژگونی شکل خواهدگرفت. وجود درزه‌های متقاطع سبب بروز ناپایداری بیشتر شده که در مقایسه با مدل بدون درزه متقاطع مقادیر جابه‌جایی‌های سطحی بسیار بزرگتر خواهدشد. هرچه تعداد درزه‌ها بیشتر شود، گسیختگی واژگونی با سرعت بالاتری انجام شده و ماکزیمم جابجایی کاهش می‌یابد. همچنین محل قرارگیری درزه نیز در وقوع گسیختگی بسیار مهم است.

studying and investigating the effect of cross joints on the overturning rupture of rock slopes with inverted layers

toppling failure is a common failure mode in natural and artificial rock slopes, which has always been associated with serious injuries to humans in road trenches, tunnels, dams, and mines. in this research, it has been tried to investigate the effect of cross joints with inverted layers on the toppling failure of rock slopes and horizontal displacements on the slope surface, in this regard numerical modeling using discrete element software. (udec) has been carried out in the rock to study the toppling failure mechanism, surface displacements, investigation of yield levels and the formation of tensile cracks, and parametric studies for cross joints with inverted layers and with different numbers in the rock slope. a total of six rock slope models were analyzed (three different models for the case of one cross joint and three other models for the number of cross joints). the results of this research show that the mechanism of failure in this type of slopes is stepped, unlike soil slopes, and when the first tensile crack reaches the surface, the toppling area is formed. the presence of cross joints causes more instability, which will increase the surface displacements much more compared to the model without cross joints. the length of the rock layers and the number of joints can simultaneously have their effects on toppling failure; the speed of movement of the layers also confirms this. the sliding zone is also formed in these models, which resists the toppling failure to a certain extent, so it is necessary to know these zones to stabilize the inverted rock slopes.