مدل¬سازی رفتار مکانیکی درزه¬های طبیعی سنگی طی برش مستقیم با توجه به زبری سطوح

تاکنون مدل­های متعددی به منظور پیش­بینی رفتار مکانیکی درزه­های سنگی ارائه شده­است اما برآورد صحیح ضریب زبری مؤثرو مقدار اتساع درزه­ها طی برش، همواره از بزرگترین محدودیت­های این مدل­ها بوده است. این تحقیق، چگونگی تأثیر زبری سطوح درزه بر رفتار برشی و اتساعی درزه­های گرانیتی را حین آزمایش برش مستقیم مورد بررسی قرار داده است. زبری سطوح درزه، اعم از زبری کوچک و بزرگ مقیاس، تأثیر مستقیمی بر اصطکاک و همچنین بازشدگی موجود بین دوسطح درحال تماس دارند. بنابراین در این تحقیق با ترکیب نیمرخ­های برداشت شده از سطوح بالایی و پایینی درزه، یک سطح مرکب تولید شد که به­طور همزمان در برگیرنده­ی ویژگی­های دندانه­داری هر دوسطح است. هرکدام از نیمرخ­های برداشت شده از سطح درزه به صورت یک موج دو بعدی در نظر گرفته می­شود. برای مطالعه­ی دندانه­داری نیمرخ­های برداشت شده، از روش تجزیه­ی چند مقیاسی امواج بر پایه­ی تئوری موجک استفاده شده است. با استفاده از تئوری موجک، امکان دید همزمان اجزای کوچک مقیاس (زبری) و بزرگ مقیاس (یا موج مانند) یک درزه وجود دارد. پس از تجزیه­ی هر موج (یا نیمرخ) به مؤلفه­های تقریبی (یا تموج) و جزئی (یا زبری) خود، هرکدام از آن­ها به صورت جداگانه خصیصه­دهی شدند. این شیوه­خصیصه­دهی به سادگی از نیمرخ­ها یا امواج دو بعدی به سطوح سه­بعدی درزه بسط داده می­شود. در نهایت مدلی برای بیان ضریب زبری و رفتار عمودی درزه در گام­های برشی مختلف توسعه داده شده است. با استفاده از این روش می­توان مقدار جابجایی لازم برای رسیدن به مقاومت برشی پیک و همچنین مقاومت برشی پیک و پسماند درزه را به خوبی تخمین زد. علاوه بر این نتایج نشان داد که عامل اصلی کنترل­کننده­ رفتار اتساعی درزه­ها، دندانه­داری مرتبه­ی اول یا تموج درزه است. انطباق مناسب نتایج مدل­سازی و آزمایشگاهی،درستینسبی این روش را تأیید می­کند.