روشي ساده براي برآورد مقدار پارامتر زبري سطح درزه با استفاده از هندسه فراكتالي

A Simple Method for Estimating the Joint Roughness Coefficient using Fractal Dimension

ضريب زبري سطح درزه (JRC[1]) يكي از مهم‌ترين خصوصيات ناپيوستگي‌ها براي تعيين مقدار مقاومت برشي در معيار شكست بارتن- بانديس (1982) است. يكي از نقاط ضعف اين پارامتر وابستگي زياد آن به قضاوت شخصي در انطباق مقطع سطح درزه با مقاطع استاندارد بارتن و چوبي (1977) است. براي رفع اين مشكل روش‌هاي مختلفي ابداع شده، اين مقاله در رابطه با پيشنهاد فرمولي ساده بر پايۀ هندسه فراكتالي است. در اين تحقيق دو رابطه بر مبناي هندسه فراكتالي به‌روش شمارش جعبه و بعد هم‌بستگي براي برآورد عدد زبري سطح درزه ارائه شده است. هم‌چنين مقدار JRC با استفاده از اين دو رابطه براي 192 مقطع درزه طبيعي برآورد و با ديگر روابط تعيين JRC مقايسه شده است. بر اين اساس در اين روابط سهيم كردن پارامتر نسبت دامنه ناهمواري به طول مقطع، علاوه بر پارامتر عدد بعد فراكتال، باعث افزايش دقت و گستره وسيع‌تر براي محاسبه عدد زبري سطح درزه نسبت به روابط تك پارامتري مي‌شود.

Joint roughness coefficient (JRC) is one of the most important properties of discontinuities to determine the amount of shear strength in Barton- Bandis (1982) failure criterion. One of the weaknesses of this parameter is its high dependence on personal judgment in adapting the joint profile to the standard sections of Barton and Choubey (1977). Various methods have been devised to solve this problem, the aim of the paper is a simple formula based on fractal dimension. In this study, two relationships based on fractal dimension by box counting and correlation dimension methods are presented for estimating the joint roughness coefficient. Also, the value of JRC using them is estimated for 192 rock joint profiles and compared with other JRC determination relationships. Accordingly, in these equations, sharing of the asperity amplitude to profile length ratio, in addition to the fractal dimension parameter, increases the accuracy and wider range for calculating the Joint roughness coefficient than single-parameter relations.