مقايسه مدل عددي دو بعدي و سه بعدي شكست واژگوني سطوح شيبدار سنگي و بررسي نتايج با تحليل تعادل حدي

شكست واژگوني Toppling failure در مبحث پايداري سطوح شيبدار، از پيچيدگي بسياري نسبت به ساير مدلهاي شكست برخوردار است بدين صورت كه نميتوان به راحتي مكانيزم رخداد آن را مشخص كرد . با پيشرفت روشهاي مختلف تحليلي و ساده سازيهاي صورت گرفته د ر ژئومتري مدل شكست، بررسيهائي بر اساس تعادل حدي براي تحليل شكست واژگوني صورت گرفته است . همچنين بعد از توسعه روشهاي عددي و ترويج متدهائي كه ميتوانند محيطهاي ناپيوسته را مدل كنند، اين امكان به وجود آمد كه بتوان شكست واژگوني را مدل كرد . دراين تحقيق، مدلهاي دوبعدي و سهبعدي از شكست واژگوني مطابق ژئومتري تحليل حدي، در نرمافزارهاي3DEC و UDEC ساخته شده ومورد ارزيابي قرار گرفتهاند . اين تحليل و آناليز نتايج مدلها، با نتيجه آناليز حدي مقايسه شده و نتيجه تحليل تعادل حدي اعتبار سنجي شده است.

كلمات كليدي:

شكست واژگوني، تعادل حدي، مدل عددي، مدل ناپيوسته، UDEC، 3DEC

مطالعه موردي مقايسه ارزيابي نتايج دو نرم افزار در بررسي رفتار تونل سد نم رود

ساختگاه تونلهاي سد خاكي نم رود در محيطي بسيار ناپيوسته و تكتونيزه شده واقع مي باشد . در ابتدا با بررسي پيوسته فضاي حفاري شده، برداشتهاي مكرر، تهيه نقـشه هـاي زمـين شناسـي و ژئوتكنيكي اطلاعات لازم جمع آوري شده و با بررسي اين داده ها، رفتار زمين قبل از حفاري با نرم افزارهاي Udec و Flac كه به ترتيب بر پايه اجزاي مجزا و تفاضل محدود است، شبيه سازي شد و توسط خروجيهاي حاصل از برنامه ، روش هاي اجرايـي و نگهـداري مناسـب بـا شـرايط محيطـي اتخاب گرديد.

كلمات كليدي:

ساختگاه، Udec، Flac، اجزاي مجزا، تفاضل محدود، ، سد نم‌رود

مدلسازي نحوه انتشار تركها در اطراف چالهاي انفجاري در آتشباري كنترل شده

يكي از بحثهاي مهم در آتشباري كنترل شده محاسبه فاصله رديفي بهينه بين چالها مي باشـد كـه مي تواند اثرات مهمي در تخريب ديواره نهايي معدن ومقدا ر عقب زدگي داشته باشد . در اين مقالـه مدلسازي نحوه انتشار ترك در اطراف دو چال با فاصله رديفهاي مختلف انجام شده كه با توجه به آن، مقدار فاصله رديفي بهينه بدست مي آ يد . اين مدلسازي توسط يك برنامه كامپيوتري ( به زبان فرترن ) انجام شده ،كه بر مبناي يكي از روشهاي المان مرزي به نام روش ناپيوستگي جابه جايي (DDM)مي باشد . در اين مطالعه ازروش ناپيوستگي جابـه جـايي (DDM) و بـا بـه كـار گيـري المانهاي با مرتبه بالا ( كوادراتيك ) به نحوه بـسيار خـوبي در محاسـبه تنـشها وجابـه جـايي هـا دراطراف حفره ها وتركها وبخصوص نوك ترك اسـتفاده شـده اسـت ، ايـن مـدل يـك مـدل شـبه استاتيكي بوده يعني بعد از مرحله انتشار امواج و تشكيل شدن ترك ها وبا توجه به فشارگازهاي محبوس شده در داخل چال، نحوه انتشار تركها ي شعاعي در اطراف چال ها را مورد مطالعه قرار مي دهد . اين مدلسازي بر روي چال هايي كه به ترتيب دارا ي دو و هـشت تـرك متقـارن هـستند انجام گرفته ونحوه انتشار ترك در اطراف آنها با توجه به فشار گاز حاصل از انفجار در داخل چال بررسي شده است . در تمامي بحثهاي بالا و در برنامه مورد نظر از اصـول مكانيـك شكـست خطـي(LEFM)براي بدست آوردن فاكتورهاي شدت تنش KII و KI استفاده شده است.

كلمات كليدي:

آتشباري كنترل شده، مدلسازي تركها، ناپيوستگي جابجايي، المان هاي مرتبه بالا

مطالعه عددي پديده شكست هيدروليكي در تونلهاي تحت فشار بوسيله روش اجزاء مجزا

يكي از مسائل مهم در تونلهاي تحت فشار با روباره كم وقوع پديده شكست هيدروليكي (Hydraulic Jacking) مي باشد . اين پديده زماني اتفاق مي افتد كه فشارهاي آب وارده به يك توده سنگي بزرگتر از تنش هاي فشاري برجا باشد . بسته به ميزان تغيير شكل پذيري توده سنگي و نسبت فشار آب داخل تونل به تنش هاي وارده بر سطح تماس ديواره درزه هاي موجود، اين درزه ها مي توانند باز شده و در اثر آن توده هاي بزرگ سنگي جدا شده و به سمت خارج تونل حركت كنند . وقوع اين پديده مي تواند منجر به تراوش هاي زياد آب، ايجاد زمين لغزه ها و ناپايداريهاي بزرگ مقياس گردد . موارد متعددي از اين پديده در پروژه هاي مختلف به ثبت رسيده است كه نتايج فاجعه باري را براي هر دو تجهيزات برقابي سطحي و زيرزميني موجب شده است . در اين تحقيق سعي شده است تا مكانيزم رفتار هيدرومكانيكي پديده شكست هيدروليكي در توده سنگهاي درزهدار اطراف تونلهاي تحت فشار بدون آستر بوسيله روش اجزاء مجزا مورد مطالعه قرار گيرد . در اين بررسي تونلي با قطر 5 متر در يك توده سنگي با دو دسته درزه در نظر گرفته شده و با استفاده از نرم افزار UDEC ميزان بازشدگي و لغزش درزهها، نشت آب از داخل آنها و همچنين تنشهاي نرمال و برشي واقع بر ديواره درزهها بازاء فشارهاي آب داخلي مختلف و در شرايط شكافت اوليه (aperture) متفاوت بدست آمده است.

كلمات كليدي:

شكست هيدروليكي، جكينگ هيدروليكي، تونل تحت فشار،اجزاء مجزا، UDEC

مدلسازي نتايج تست سه محوري سنگ‌هاي درزه دار

با توجه به هزينه ي بالاي آزمونهاي سه محوري بر روي نمونه هاي سنگي و همچنين نياز مبرم به داده هاي آزمايشگاهي جهت توسعه ي معيارهاي تجربي، در مقاله ي حاضر روشي جهت مدل سازي تست سه محوري روي سنگ درزه دار با نرم افزار UDEC معرفي شده است . بدين منظور از مدلهاي حاكمه اي استفاده شده كه به حداقل پارامترهاي قابل تخمين نيازمند باشند . در اين تحقيق توجه عمده بر رفتار درزه هاي سنگي متمركز بوده و در مواردي با مدلسازي تست هاي برش مستقيم بر روي سطوح سنگي، كارايي مدلهاي حاكمه ي معرفي شده مورد ارزيابي قرار مي گيرد . پس از مقايسه ي مدلهاي معرفي شده و انتخاب مدل مناسب، شرايط تست سه محوري بر روي نمونه هاي درزه دار با استفاده از UDEC شبيه سازي شده و نتايج حاصل با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه مي گردند.

كلمات كليدي:

UDEC، تست سه محوري، مقاومت فشاري، سنگ درزه دار

معرفي روشهاي تحليل برگشتي براي تعيين مدول الاستيسيته (E) و نسبت تنشهاي افقي به عمودي (K ) مطالعه موردي تونل انتقال آب كاكارضا (خرم آباد لرستان)

تحليل برگشتي براي به دست آوردن پارامترهاي توده سنگ م وثر در رفتار تونل و سازههاي زير زميني، پارامترهايي مانند مدول آلاستيسيته E و نسبت تنشهاي افقي به عمودي K به كار گرفته مي شود . براي پيدا كردن روش تحليل برگـشتي مناسـب ، تكنيكهـاي جـستجوي مـستقيم در بـين روشهاي تحليل برگشتي بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند . در اي ن مقاله الگوريتمهـاي جـستجوي مستقيم، روش تك متغيره ، روش تك متغيـره متنـاوب و روش الگـوي جـستجو ، كـه از روشـهاي تحليل برگشتي مستقيم مي باشند، معرفي شده اند و همچنـين روش تـك متغيـره درمـورد تونـل انتقال آب كاكارضا با استفاده از نرم افزار FLAC ، با موفقيت به كار گرفته شده است .

كلمات كليدي:

تحليل برگشتي ، جستجوي مستقيم ، روش تك متغيره،FLAC

مقايسه عملكرد دو نوع ديلاتومتر در توده سنگ‌هاي سازند دالان

آزمايش ديلاتومتري يكي از روش هاي آزمون برجا براي تعيين ويژگي هاي تغيير شكل پذيري توده هاي سنگ مي باشد . آزمون هاي ديلاتومتري متعددي در دو مرحله مطالعاتي براي بررسي شرايط توده سنگ هاي سازند دالان در نزديكي شهرستان اليگودرز در استان لرستان و با دو دستگاه متفاوت انجام گرفته است . متن حاضر به مقايسه تفاوت هاي ساختاري و فني، نحوه انجام آزمايش و عملكرد اين دو دستگاه، و همچنين نتايج به دست آمده از آزمايشات مذكور مي پردازد .

كلمات كليدي:

ديلاتومتر، توده سنگ، تغيير شكل پذيري

مطالعه كاني شناسي،  دوام،  سختي و مقاومت سازند قم در شرق و شمال شرق همدان

در اين پژوهش دوام - شكفتگي ، سختي و مقاومت بار نقطه اي و ارتباط اين ويژگيها براي سازند قم در شرق و شمال شرق همدان بررسي شده است . اين سازند در مناطق مذكورشامل آهك ، آهك ماسه اي ، مارن ، سيلت استون و كنگلومرا مي باشد . آزمايش دوام براي سنگهاي سخت در دو سيكل و براي سنگهاي نرم در پنج سيكل انجام شد . شاخص مقاومت بار نقطه اي نمونه ها نيز براي حالت طبيعي ، خشك و اشباع به دست آمد . در اين پژوهش سختي اشميت نمونه ها در صحرا نيز تعيين شد . مطالعات انجام شده نشان مي دهد كه ويژگي هاي مكانيكي اين سنگها متاثر از تركيب كاني شناسي ، اندازه دانه ، ساخت و بافت آنها مي باشد .

كلمات كليدي:

دوام – شكفتگي، مقاومت بار نقطه، سختي، كاني شناسي، سازند قم

مدل كردن روند خرابي در ازمايش برزيلي بر پايه تئوري مكانيك شكست

هدف از اين مقاله ارزيابي آزمايش برزيلي و خرابي در آن از ديدگاه تئوري َمكانيك شكست مي باشد . در ابتدا با انجام تعدادي آزمايش برزيلي با پارامترهاي مختلف ( تغيير در هندسه نمونهها و سرعت بارگذاري ) ، نتايج مورد نياز از آزمايشگاه بدست آمد . براي تعيين مقاومت كششي واقعي سنگ مورد نظر از آزمايش كشش خالص بر روي نمونههاي سنگي استفاده شد . توسط برنامه OOFEM (Object Oriented Finite Element) كه قابليت تحليل با استفاده از مدلهاي مكانيك شكست را دارد و همچنين استفاده از مدل ترك نامعين چرخشي ) ) smeared rotating crack ، آزمايش برزيلي بصورت تئوري مدل گرديد و با انجام آناليز برگشتي، بعضي از پارامترهاي مورد نياز براي برنامه بدست آمد . مقايسه نتايج آزمايشگاهي با نتايج حاصل از برنامه، كارايي و انطباق خوب مدل ترك نامعين چرخشي در تحليل خرابي در مواد ترد و نيمه ترد را نشان ميدهد .

كلمات كليدي:

آزمايش برزيلي، آزمايش كشش مستقيم، مكانيك شكست، مدل ترك نامعين چرخشي، آناليز برگشتي، برنامه OOFEM

مطالعه ناهمساني مقاومت كششي سنگهاي دگرگوني ناحيه همدان ( كندلان،گردنه زاغه )

شناخت ويژگيهاي مكانيكي سنگها از اهميت بالايي برخوردار بـوده و نقـش بـسزايي در موفقيـت پروژه هاي عمراني داراست در اين پژوهش مطالعه ويژگيهاي مكانيكي سنگهاي دگرگـوني ناحيـه همدان كه عمدتا از گارنت شيست ، آندالوزيت شيست و استاروليت شيست تشكيل شده به منظور تعيين ناهمساني مقاومتي كششي آنها صورت گرفته است به همين منظور از ناحيه مورد مطالعه نمونه هايي از سنگهاي مورد نظر انتخاب و آزمايـشهاي مختلـف مقـاومتي كشـشي بـار نقطـه اي ( قطري و محوري ) و مقاومت كششي برزيلي با زواياي مختلف ) B زاويه بـين محـور بارگـذاري و سطوح تورق مغزه ) در دو حالت خشك و اشـباع انجـام گرديـده و از نتـايج حاصـله ناهمـساني مقاومتي آنها تعيين و محاسبه گرديده است . نتايج حاصله نشان مي دهد كه ناهمـساني مقـاومتي در سنگها به درجه ت ورق ( ميزان دگرگوني ) و اندازه زاويه ) B زاويه بين محور بارگذاري و سطوح تورق مغزه ) بستگي دارد و آب نقش مهمي در افزايش ناهمساني مقاومتي در سنگهاي متورق دارد.

كلمات كليدي:

مطالعه ناهمساني مقاومت كششي سنگهاي دگرگوني ناحيه همدان ( كندلان،گردنه زاغه )