تحلیل شکست خمشی و کمانشی در شیروانی های سنگی

در توده سنگ های با یک دسته ناپیوستگی اگر شیب ناپیوستگی های توده سنگ و شیروانی سنگی یکسان بوده و شیب صفحه شیروانی برابر شیب ناپیوستگی ها باشد، شیروانی دارای پتانسیل شکست کمانشی و خمشی است. شکست کمانشی در اثر بار محور ناشی از وزن ستون سنگ به وجود می آید. شرایط هندسی شکست خمشی و کمانشی یکسان است. شکست خمشی در اثر تنش کششی ناشی از خمش اتفاق می افتد. برای تحلیل این شکست، می توان تنش کششی موجود در ستون سنگ ها را با مقاومت کششی آنها مقایسه کرد. در این مقاله ابتدا شکست کمانشی بر اساس مدل Cavers و با استفاده از معادلات تعادل حدی و قانون اولر تحلیل شده است. سپس با مدل سازی ستون سنگ با یک تیرستون و حل معادله دیفرانسیل عمومی تغییر شکل تیر ستون، فاکتور ایمنی برای شکست خمشی ارایه شده است. در انتها با توجه به شرایط هندسی یکسان شکست کمانشی و خمشی، بر اساس تحلیل های صورت گرفته، وقوع شکست شیروانی سنگی در برابر دو شکست نام برده با یکدیگر مقایسه شده است. در شیروانی های با ارتفاع کم، احتمال وقوع شکست خمشی بیشتر از شکست کمانشی است. ولی با افزایش ارتفاع شیروانی تمایل به شکست کمانشی بیشتر است. شکست کمانشی در حالت استاتیکی نسبت به حالت دینامیکی در ارتفاع شیروانی و زاویه لایه بندی بیشتری اتفاق می افتد. شکست غالب در توده سنگ، شکستی است که دارای فاکتور ایمنی کوچک تری باشد.