Rock Anisotropy and the Theory of Stress Measurements

هر توده سنگی دست نخورده در معرض تنش‌های طبیعی از جمله تنش‌های گرانشی ناشی از جرم سربار و احتمالاً تنش‌های زمین ساختی ناشی از فشار پوسته زمین و تنش‌های باقی‌مانده ناشی از زمین‌ساختی گذشته است. دانش میدان تنش درجا باید در هر طرح مهندسی سنگ همراه با ویژگی‌های عمومی توده سنگ مانند قابلیت، قدرت، نفوذپذیری و رفتار وابسته به زمان ادغام شود. به عنوان مثال، انتخاب جهت و شکل بهینه غارهای عمیق زیرزمینی یا کارهای پیچیده زیرزمینی با جهت گیری و بزرگی تنش درجا @محصول در صورت لزوم برای به حداقل رساندن مشکلات تمرکز تنش کنترل می شود. تغییرات طولانی مدت میدان تنش درجا نیز ممکن است به ارزیابی خطر بالقوه وقوع زلزله کمک کند. بزرگی و جهت گیری میدان تنش نقطه آتا در یک توده سنگ را می توان اندازه گیری کرد، اما هیچ روش شناخته شده ای وجود ندارد که با آن بتوان وضعیت تنش در یک نقطه را به دقت توسط ابزارهایی که از راه دور قرار دارند تعیین کرد. به طور کلی، اندازه گیری ها در داخل گمانه ها، روی رخنمون ها یا سطوح داخلی حفره های زیر زمینی انجام می شود. بسیاری از تکنیک های اندازه گیری عمداً وضعیت تنش را در سنگ مختل می کنند و سپس کرنش ها و جابجایی های بعدی را اندازه گیری می کنند. سپس کرنش‌ها یا جابجایی‌های اندازه‌گیری شده از طریق مفروضات رفتار مواد به تنش‌ها مرتبط می‌شوند. یک روش معمول این است که فرض کنیم توده سنگ به صورت خطی الاستیک، همسانگرد، پیوسته و همگن است.

Any undisturbed rock mass is subject to natural stresses inclu­ ding gravitational stresses due to the mass of the overburden and possibly tectonic stresses due to the straining of the earth's crust and remanent stresses due to past tectonism. Knowledge of the in situ stress field must be integrated into any rock engineering design along with general rock mass characteristics such as de for­ mability, strength, permeability and time dependent behavior. For example, the choice of optimum orientation and shape of deep underground caverns or complex underground works will be controlled by the orientation and the magnitude of the in situ stress @ield if it is necessary to minimize stress concentration problems. Long term variation of the in situ stress field may also help to evaluate the potential hazard of earthquake occurences. The magnitude and orientation of the stress field ata point within a rock mass can be measured but there is no known method by which the state of stress at a point can be accurately determined by instruments located remotely. In general, measurements are made inside boreholes, on outcrops or on the internal surfaces of under­ ground cavities. Most of the measuring techniques intentionally disturb the state of stress in the rock and then measure consequent strains and displacements. Measured strains or displacements are then related to the stresses through assumptions of material behavior. A common procedure is to assume that the rock mass is linearly elastic, isotropic, continuous and homogeneous.