K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 1

ROCK MECHANICS

Hasan Ghasemzadeh

مكانيك سنگ

http://sahand.kntu.ac.ir/~ghasemzadeh/indexfa.html

الحق قول

وترى الجبال تحسبها جامدة وهي تمر مر السحاب

٨٨مل Rock Mechanics ٢

منابع و مراجع

1- Engineering Rock Mechanics J.A Hudson, J.P. Harrison 2- Rock Mechanics R.E. Goodman

)نظير وفايي(بخشهايي از آن ترجمه شده و در كتب مختلف مكانيك سنگ فارسي موجود است 3- Rock engineering Evert hoek

ترجمه قسمتهايي از اين كتاب توسط آقاي طاهريان در بازار موجود است4- Support of underground Excavation E. Hoek , P.K Kaises , W.F. Bawden

.ترجمه قسمتهايي از اين كتاب توسط آقاي مدني موجود است 5- Rock Mechanics for underground mining B.H. G,. Brady, E.T. Brown6- Rock Slope Engineering Duncan C. Wyllie and Christopher W. Mah

جزوه حاضر و ساير كتب مكانيك سنگ -

Rock Mechanics ٣

منابع و مراجع

Journals1- International Journal of Rock Mechanics and mining Science (Elsevier)2- Rock Mechanics and Rock Engineering (SpringerWien)

Symposium1- North American Rock Mchanics Symposim.2- The international Congress on Rock Mechanics3- Asian Rock Mechanics Symposium

SocietyISRM International Society for Rock Mechanics- IRSRM Iranian Society for Rock Mechanics

Rock Mechanics ٤

ارزيابي

70 امتحان ميان ترم و پايان ترم-120پروژه -2 10تمرينات -3غيبت مطابق آيين نامه -۴

Rock Mechanics ٥

فهرست عناوين و فصول

مقدمه -1طبقه بندي سنگها -2خواص فيزيكي و مكانيكي سنگ ها -3رفتار سنگ ، معيارهاي خرابي و شكست -4تنش هاي در جا در سنگ -5صفحات ضعيف در سنگها -6كاربرد مكانيك سنگ در مهندسي -7

Rock Mechanics ٦

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 2

ژئو فيزيك زمين شناسيمكانيك خاك

مهندسي معدن مهندسي عمرانمهندسي نفت توليد انرژي

تاسيسات نظامی

تاريخچه

مقدمه

انسان از روز های نخست زندگی خويش خاک وسنگ را همزمان شناخت و سال پيش ۴٠٠٠اولين پناه گاه او غار های سنگی بودند قدمت تونلسازی به

. در بين النهرين می رسد و قنات های ايران سابقه سه هزار ساله دارند

Rock Mechanics ٧

مقدمه

Rock Mechanics ٨

معدن

مقدمه

Rock Mechanics ٩

معدنمقدمه

Rock Mechanics ١٠

تونل سازي

مقدمه

Rock Mechanics ١١

تونل سازي

Drawdown Experiment

مقدمه

Rock Mechanics ١٢

نيروگاه

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 3

Hoover dam

مقدمه

Rock Mechanics ١٣

سد سازيمقدمه

Rock Mechanics ١٤

پايداري شيرواني

مقدمه

Rock Mechanics ١٥

توانند روي سنگ، درون سنگ يا از سنگ ساخته شوند بنابراين موارد ذيل در ها مي سازهتواند مد نظر قرارگيرد مكانيك سنگ مي

مخاطرات زمين شناسي توده سنگ -)سايش، دوام، مقاومت(انتخاب و آماده سازي سنگ -) انفجار، برش(نحوه حفاري در سنگ -آناليز تنش و تغيير شكل سنگ-آناليز پايداري سنگ-نگهدارنده و حايل هاي توده سنگطراحي -طراحي هيدروليكي و حرارتي در توده سنگ-طراحي نوع سازه مناسب براي توده سنگ-

تعاريف: سنگ شناسي

شاخه اي از زمين شناسي كه سنگها و نحوه تشكيل آنها را مطالعه مي كند

ليتولوژي شاخه اي از سنگ شناسي كه از ديد بزرگ مقياس سنگها را مطالعه مي كند

مقدمه Petrology

: تشكيالت يا سازندبه گروهي از چينه هاي هم جنس يا با جنس هاي متفاوت كه به دوره زماني محدود و خاصي متعلق

نام سازند از نام محلي كه بارزترين رخنمون در آن وجود داشته باشد برداشته مي شود "معموال. هستند مثل سازند شمشك

Formation

Lithology

Rock Mechanics ١٦

تعاريف: كاني

مشخصي دارند و بصورت غير آلي شكل "مواد تشكيل دهنده پوسته زمين كه تركيب شيميايي مشخص يا تقريبا.گرفته و ساختماني بلورين دارند

كليواژ –كاني ها بر اساس خواص فيزيكي و شيميايي شان دسته بندي مي شوند خواص نظير شكل بلور كاني ...وزن مخصوص رنگ و جال و -سختي –) سطوح شكست صفحه اي (

مقدمه Mineral

10، الماس 7، كوارترنر 3، كلسيت 2، ژيپس 1تالك : سختي يك جهت ، فلدسپات ها و آمفيبول ها دو جهت كلسيت و باربت و ژيپس سه جهت وفلوروئن سيستم مكعبي: ميكاها : كليواژ

:آزمايشات XRD: X-ray Diffraction

XRF: X-ray fluorescence

ICP: inductively Coupled Plasma

Rock Mechanics ١٧

. خواص سنگ با توجه به كاني تشكيل دهنده متفاوت مي باشد براي مثال هرچه كوارتز در گرانيت بيشتر باشد گرانيت مقاوم تر و هر چه فلدسپات وميكا در گرانيت بيشتر باشد مقاومت آن كمتر

.است

تعاريف

ذرات مجزا از هم پوسته زمين خاك نام دارد و ذرات جامد چسبيده بهم و يكپارچه : سنگ و خاك از نظر ژئوتكنيكي . خاك و سنگ مي توانند از يك كاني يا چند كاني تشكيل شده باشند . سنگ نام دارد

مي باشند MPaيك خاك كمتر از مي باشند و مقاومت MPaسنگ ها داراي مقاومت بيش از يك )1974بنيوفسكي (

مقدمه

Rock Mechanics ١٨

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 4

Geological Time scale

Periodپريود Epochعصر سن به ميليون سال

Era دوران Eons عهد

سال 10000-0معاصر -هالوسنميليون سال 2-سال 10000پليستوسن

–دوران چهارم > 2كوارترنري –دوران سوم

2–65ترشيري

65–0Cenozoic

Phanerozoic 248–65 Mesozoic

550–248 Paleozoic

يا بيشتر ۵۵٠ Precambrianپرکامبرين

Rock Mechanics ١٩

Geological Time scale

Rock Mechanics ٢٠

مقدمه

Rock Mechanics ٢١

مقدمه

Rock Mechanics ٢٢

مقدمه

Rock Mechanics ٢٣

مقدمه

Rock Mechanics ٢٤

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 5

مقدمه

Rock Mechanics ٢٥

مقدمه

Rock Mechanics ٢٦

مقدمه

Rock Mechanics ٢٧

مشخصات د رزه يا نا پيوستگی

orientationراستاي نسبي -1

Spacingفاصله -2

persistence) پايايي ( طول -3

roughnessزبري -4

مقاومت ديواره -5

apertureاندازه دهانه -6

fillingماده پركننده -7

تعداد سري دسته ها -8

اندازه بلوك -9

نوع ناپيوستگي اندازه دهانه طول يا پاياييترك هاي ريز 0,001mm در حد يك بلورشكستگي ريز <0.1 mm چندين ميلي متر

شكستگي بزرگ >0.1 mm چندين متر

DBN

Rock Mechanics ٢٨

مشخصات د رزه يا نا پيوستگی

Rock Mechanics ٢٩

داليل د رزه يا نا پيوستگی

Rock Mechanics ٣٠

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 6

شکل د رزه يا نا پيوستگی

Rock Mechanics ٣١

Rock types

IgneousSedimentary

Metamorphic

Genetic classification

Differences in the rock textures

• Igneous – isometric

Rock Mechanics ٣٣

Rock classificationGenetic classification

• Igneous

Andesite

Rock Mechanics ٣٤

Rock classificationGenetic classification

• Igneous

Diorite

Rock Mechanics ٣٥

Differences in the rock textures

• Sedimentary rocks

have layers, bedding, strata

Rock classificationGenetic classification

Rock Mechanics ٣٦

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 7

Rock classificationGenetic classification

• Sedimentary

Conglomerate

Rock Mechanics ٣٧

Rock classificationGenetic classification

• Sedimentary

Siltstone

Rock Mechanics ٣٨

Rock classificationGenetic classification

• Sedimentary

claystone

Rock Mechanics ٣٩

Rock classificationGenetic classification

• Sedimentary

Dolomite

Rock Mechanics ٤٠

• Metamorphic rocks

are banded, and foliated

Rock classificationGenetic classification

Rock Mechanics ٤١

Metamorphism• Due to:

– High pressure

– High temperature

– Liquid in pores

rocks become either:stronger but more brittle

Or weaker and anisotropic

Rock Mechanics ٤٢

K.N. Toosi University of Technology 11/26/2015

Dr. Hasan Ghasemzadeh 8

Rock classificationGenetic classification

• Metamorphic

Schist

Rock Mechanics ٤٣

Rock classificationGenetic classification

• Metamorphic

Gneiss

Rock Mechanics ٤٤

Rock classificationGenetic classification

• Metamorphic

Rock Mechanics ٤٥ Rock Mechanics

Primary Rock Types by Geologic Origin

Grain

Aspects

Clastic Carbonate Foliated Massive Intrusive Extrusive

Coarse Conglomerate

Breccia

Limestone

Conglomerate

Gneiss Marble Pegmatite

Granite

Volcanic Breccia

Medium Sandstone

Siltsone

Limestone

Chalk

Schist

Phyllite

Quartzite Diorite

Diabase

Tuff

Fine Shale

Mudstone

Calcareous Mudstone

Slate Amphibolite Rhyotite Basalt

Obsidian

Sedimentary Types Metaphorphic Igneous Types

٤٦