تولد و توسعه علم مکانیک سنگ

پیدایش علم مکانیک سنگ

رابطه‌ی انسان و سنگ، تاریخچه‌ای بسیار طولانی و جالب توجه دارد. انسان از همان آغاز به اهیمت سنگ در زندگی خویش پی برده بود. اما چیزی که امروزه به عنوان علم مکانیک سنگ می‌شناسیم، از زمانی پایه گذاری شده که بشر توانایی ساخت منازل نسبتاً پیشرفته‌تر و حفر تونل را به دست آورده است.

یکی از مواردی که برای نخستین بار اعتماد انسان را به خود جلب کرد، ماده سنگ بود. این اعتماد و اطمینان بعدها به توده سنگ نیز به عنوان پی و یا پناهگاه گسترش یافت. با گذشت زمان این رابطه آنقدر پیش رفت تا در حین ساختمان و یا حفر تونل، رسیدن به سنگ و یا دست‌یابی به آن در حفریات زیرزمینی به صورت یک هدف درآمده بود. انسان در آن زمان، بدون هیچ‌گونه اندازه‌گیری خواص مکانیکی، سنگ را محکم و مقاوم فرض می‌کرد.

تاریخچه مکانیک سنگ

این روند برای هزاران سال ادامه داشت و با پیشرفت‌های جزئی و کندی همراه بود. تا اینکه در اواسط قرن گذشته با تخریب دیواره‌های سنگی مخازن سدهای وایونت در ایتالیا با بیش از ۲۰۰۰ کشته توجه جوامع علمی را به خود جلب کرد. موارد دیگری نظیر سد مالپاست فرانسه در سال ۱۹۵۹ و … موجب شد تا اهمیت این مسئله به خوبی برای همگان آشکار گردد.

اگرچه پایه‌های علم مکانیک خاک از سال‌های خیلی پیش‌تر شروع شده بود (نظریه کولمب در مورد خاک در سال ۱۷۷۳ میلادی)، مطالعات مربوط به توزیع تنش در محیط سنگی بسیار دیرتر آغاز شد.

پس از جنگ‌های جهانی و به موازات پیشرفت‌های حاصل شده در صنایع و علوم مختلف، احتیاج به مواد اولیه معدنی رو به افزایش گذاشت. این روند افزایشی دو پیامد در پی داشت؛ نخست افزایش بارهای وارده بر محیط‌های سنگی مورد استفاده تا حدود ۸ الی ۱۰ برابر؛ و دوم افزایش ابعاد کارهای زیرزمینی تا حدود ۴ الی ۵ برابر. این عوامل، لزوم مطالعه خواص مکانیکی و عکس‌العمل سنگ‌ها در برابر شرایط جدید را ضروری می‌ساختند. به عبارت دیگر، وقتی حفریات روباز و زیرزمینی به چنین ابعادی رسیدند دیگر امکان بکارگیری سنگ‌ها بدون اندازه‌گیری خواص مکانیکی آن‌ها منطقی به نظر نمی‌رسید.

تغییرشکل‌پذیری سنگ‌ها توسط دیوید گریگ در سال ۱۹۳۶ مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین در سال ۱۹۴۶ یعنی یک سال پس از تشکیل کمیته‌ای جهت تحقیق در مورد تغییرشکل‌پذیری سنگ‌ها در آمریکا، اداره معادن این کشور اولین استانداردهای خود را در مورد چگونگی اندازه‌گیری خواص مکانیکی سنگ‌ها منتشر نمود.

به عبارت دیگر، مطالعات آزمایشگاهی و درجا در مورد اندازه‌گیری خواص مکانیکی سنگ در پروژه‌های مهندسی پس از سال ۱۹۴۵ آغاز شد. در سال ۱۹۵۱ فعالیت‌های بسیار مؤثری در مورد مکانیک سنگ در مدرسه مهندسی معدن کلرادو انجام شد. در همین مقطع زمانی، اولین سمپوزیوم چال زنی، حفاری و آتشباری در آمریکا برگزار شد. همزمان با آن، اولین سمپوزیوم مکانیک سنگ از طرف انجمن ژئومکانیک اتریش در سالزبورگ نیز به مرحلۀ اجرا درآمد.

طی سال‌های ۱۹۴۵ تا ۱۹۵۲ افرادی که به نوعی با مسائل مهندسی مروط به سنگ سروکار داشتند، به رهبری لیوینگتن در آمریکا و جی استینی در اروپا، سعی در گردآوری افراد ذیربط و اعلام استقلال رشته مکانیک سنگ نمودند. نتیجه‌ی این تلاش‌ها، تأسیس انجمن بین‌المللی مکانیک سنگ به سرکردگی لئوپولد مولر آلمانی بود.

اولین کنفرانس بین‌المللی مکانیک سنگ در سال ۱۹۶۶ در شهر لیسبون تشکیل شد. این کنفرانس، از آن تاریخ به بعد هر ۴ سال یکبار برگزار می‌شود. کنگره‌ها و سمینارهای مشابهی در کشورهای مختلف دنیا همه ساله در ارتباط با مکانیک سنگ برگزار می‌شود. از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به سمپوزیوم مکانیک سنگ آمریکا، اروپا (یورو راک)، کنفرانس مکانیک سنگ آسیا، کنفرانس مکانیک سنگ ایران و … اشاره کرد.

کنفرانس بین المللی مکانیک سنگ

مکانیک سنگ به عنوان یک درس مستقل پس از سال ۱۹۶۰ در برخی کشورها در رشته‌های معدن و ساختمان شروع به تدریس گردید. در ایران نیز این رشته برای نخستین بار در سال ۱۳۷۱ در دانشگاه صنعتی امیرکبیر در برنامه درسی رشته‌های مهندسی معدن قرار گرفت که امروزه به سایر رشته‌ها از جمله عمران، نفت و زمین شناسی گسترش یافته است. در حدود شصت سالی که از اعلام استقلال مکانیک سنگ به عنوان یک علم مستقل می‌گذرد، پیشرفت‌های زیادی در این زمینه حاصل شده است. به طوریکه در مسائل مربوط به معدنکاری و حفریات سطحی و زیرزمینی به شکل موفقیت‌آمیزی از آن استفاده می‌شود.

بنابراین به جرأت می‌توان گفت جمله معروف بیناویسکی که «تکنولوژی در چهل سال اخیر بیشتر از چهار هزار سال گذشته پیشرفت کرده است» در مورد مکانیک سنگ نیز صادق است.

منبع: کتاب مکانیک سنگ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

3 × چهار =