تحلیل تئوریکی و عددی توده سنگ مچاله شونده اطراف یک حفره کروی با در نظرگیری وجود ناحیه آسیب دیده

در صورتی که با استفاده از انفجار و مته زنی فضای زیرزمینی حفاری شود، ناحیه آسیب دیده ای در اطراف آن پدید می آید که خصوصیات مکانیکی و خزشی آن می تواند به شدت با توده سنگ اولیه متفاوت باشد. وجود چنین ناحیه ای در توده سنگ های مچاله شونده می تواند منجر به افزایش جابجایی ها با گذشت زمان شود. از این رو، در این مقاله، یک حل تحلیلی بسته برای تعیین رفتار دراز مدت حفره کروی که در اطراف آن، یک ناحیه آسیب دیده وجود دارد، ارایه می شود. بدین منظور فرض می شود که رفتار توده سنگ از مدل برگر تبعیت می کند. بعد از صحت سنجی مدل، با استفاده از مطالعه پارامتریک، تاثیر عوامل مختلفی همچون شعاع حفره کروی، ضخامت ناحیه آسیب دیده، مدول برشی و ضریب ویسکوزیته مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که اگر شعاع ناحیه آسیب دیده ثابت در نظر گرفته شود، با کاهش شعاع حفره از 7 به 4/57 متر، جابجایی دیواره حفره بلافاصله و بعد از مدت 10 سال به ترتیب 1/42 و 1/57 برابر می گردد. در مقابل، در صورتی که مقدار شعاع حفره برابر 4/57 متر باشد، بلافاصله و بعد از گذشت 10 سال، جابجایی دیواره حفره کروی که شعاع ناحیه آسیب دیده برابر 8 متر است، به ترتیب 50% و 70% بیشتر از حالتی است که این شعاع برابر 6 متر است. با فرض ثابت بودن شعاع حفره کروی و شعاع ناحیه آسیب دیده، اگر مقدار ویسکوزیته کلوین یک بیستم گردد، جابجایی دیواره حفره کروی بعد از گذشت 1 سال به ترتیب 115% و 173% افزایش می یابد.