Discontinuity Analysis for Rock Engineering

مهندسانی که مایل به ساختن سازه‌ها روی سنگ یا روی سنگ هستند از رشته‌ای به نام مکانیک سنگ استفاده می‌کنند. این رشته در حدود سی و پنج سال پیش به عنوان یک موضوع به خودی خود ظهور کرد و از آن زمان به سرعت توسعه یافته است. با این حال، مکانیک سنگ هنوز تا حد زیادی بر تکنیک های تحلیلی استوار است که در ابتدا برای طراحی مکانیکی سازه های ساخته شده از مواد ساخته شده توسط انسان فرموله شده بودند. تنها مهم ترین تمایز بین مواد ساخته شده توسط انسان و سنگ مواد طبیعی این است که سنگ دارای شکستگی هایی در مقیاس های مختلف است. و از آنجایی که شکستگی‌ها - از هر خویشاوندی - نشان دهنده گسیختگی در پیوستار مکانیکی هستند، در مجموع به آنها "ناپیوستگی" می‌گویند. درک تأثیر مکانیکی این ناپیوستگی ها برای همه مهندسان سنگ ضروری است. بیشتر جهان از سنگ ساخته شده است و بیشتر سنگ های نزدیک به سطح آن شکسته شده است. شکستگی ها بر هندسه توده سنگ، مدول تغییر شکل، استحکام، رفتار شکست، نفوذپذیری، و حتی بزرگی ها و جهت های محلی میدان تنش درجا تسلط دارند. بدیهی است که درک حضور و مکانیک ناپیوستگی ها، چه به تنهایی و چه در بافت توده سنگی، برای مهندسان عمران، معدن و نفت از اهمیت بالایی برخوردار است. با در نظر گرفتن این موضوع، جای تعجب است که تا کنون هیچ کتابی به طور خاص به موضوع تحلیل ناپیوستگی در مهندسی سنگ اختصاص داده نشده است.

Engineers wishing to build structures on or in rock use the discipline known as rock mechanics. This discipline emerged as a subject in its own right about thirty five years ago, and has developed rapidly ever since. However, rock mechanics is still based to a large extent on analytical techniques that were originally formulated for the mechanical design of structures made from man­ made materials. The single most important distinction between man-made materials and the natural material rock is that rock contains fractures, of many kinds on many scales; and because the fractures - of whatever kin- represent breaks in the mechanical continuum, they are collectively termed 'discontinuities' . An understanding of the mechanical influence of these discontinuities is essential to all rock engineers. Most of the world is made of rock, and most of the rock near the surface is fractured. The fractures dominate the rock mass geometry, deformation modulus, strength, failure behaviour, permeability, and even the local magnitudes and directions of the in situ stress field. Clearly, an understanding of the presence and mechanics of the discontinuities, both singly and in the rock mass context, is therefore of paramount importance to civil, mining and petroleum engineers. Bearing this in mind, it is surprising that until now there has been no book dedicated specifically to the subject of discontinuity analysis in rock engineering.