چرخه های انجماد-ذوب یک هوازدگی طبیعی جدی برای مهندسی سنگ و سازه های احداث شده بر رروی توده سنگ در مناطق کوهستانی می باشد. بنابراین، ارزیابی کاهش پارامترهای ژئومکانیکی سنگ در اثر سیکل های انجماد-ذوب ضروری می باشد. در این تحقیق تاثیر هوازدگی مکانیکی (انجماد-ذوب) حاصل از عوامل جوی مناطق کوهستانی بر خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ شیست بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا 30 عدد گمانه در معدن انگوران حفاری شده و 40 متر مغزه سالم سنگ شیست تهیه گردید. سپس، در آزمایشگاه نمونه های مورد نیاز برای آزمایش های چگالی، دوام، آزمایش مقاومت فشاری تک محوری و ... مطابق روش استاندارد پیشنهادی ISRM تهیه گردید. آزمایش های مذکور ابتدا بر روی نموننه های بکر انجام شد. سپس، نمونه ها هوازده شده و آزمایش های مذکور در چرخه های انجماد-ذوب 0، 7، 15، 40 و 75 نیز انجام شد. نتایج حاصله نشان دهنده کاهش خطی و نمایی چگالی خشک، دوام، سرعت امواج برشی، سرعت امواج فشاری، مقاومت فشاری تک محوری سنگ و ... می باشد. همچنین، درصد جذب آب نمونه ها با افزایش تعداد سیکل های انجماد-ذوب، افزایش یافته است. بر اساس نمودارهای بدست آمده، روابط تجربی جهت محاسبه خواص ژئومکانیکی سنگ شیست به ازای چرخه های مختلف انجماد-ذوب ارائه شده است. بعلاوه، مشخصات کانی شناسی سنگ شیست هم با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان و آنالیز XRD مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که کانی های اصلی تشکیل دهنده سنگ شیست شامل کوارتز، کلسیت، بیوتیت و کلریت می باشد. پس از تعیین مقدار پارامترهای ژئومکانیکی در درجات هوازدگی بکر، متوسط و کاملاً هوازده، دیواره غربی معدن که از 15 متر شیست کاملاً هوازده، 25 متر شیست متوسط هوازده و شیست بکر تشکیل شده است در نرم افزار FLAC3D مدلسازی گردید. خواص بدست آمده در آزمایشگاه به لایه های مذکور اختصاص داده شده و مدل ران شده و جابحایی های ایجاد شده در دیواره غربی محاسبه گردید. جهت اعتبارسنجی نتایج بدست آمده، 30 عدد منشور در دیواره غربی معدن نصب و به مدت یک سال قرائت گردید. با مقایسه جابحایی های بدست آمده از مدلسازی عددی با نتایج ابزار دقیق (منشور)، همخوانی قابل قبولی بین آنها بدست آمده است.
