طراحي نرم افزار MROCK جهت محاسبه برخي ويژگي هاي ژئومكانيكي سنگ

كامپيوتر به عنوان پيشرفته ترين ماشين پردازش و محاسبات انسانها ، به كمك آن آمده تا با نظم و سرعت، داده ها را طوري طبقه بندي كند كه نيازش در حداقل زمـان برطـرف شـود . نـرم افـزار MROCK ن يز بر اساس هم ين هدف طراح ي شده است و هر چند اصول اول يه MROCK براسـاس تئوري ها يي است كه در مقالات و كتابها يي كه در منابع ذكر شده اند، طراحـ ي شـده اسـت امـا در جهت تكميل و تسه يل در برداشتها ي صحرا يي و ن يز مقا يسه سر يع نتا يج ايده ها يي به آن اضـاف ه شده است . نرم افزار MROCK بر اساس يك سر ي تصاو ير ( كه از درزه ها در برداشت سـطح ي و يا مغزه ها ي گمانه ا ي ته يه م ي شود ) و يا د يگر داده ها ي صحرا يي كار م ي كند . نهايتا خروجـ ي آن مشخصه هاي درزه شدگ ي توده سنگ، از جمله چگال ي وزن ي درزه، RQD ، شـمارش حجمـ ي درزه، فاكتور شكل بلوك و اند يس توده سنگ Rmi است . به عنوان يك نمونه : با ته يه تصاو يري از مغزه هاي يك گمانه و ورود آنها به MROCK و مشخص كردن محل درزه ها توسط ابـزار هـا ي پـ يش بيني شده در آن، م ي توان به راحت ي چگال ي وزن ي درزه ها و RQD را در يافت كرد و يا از امكانـات تبديلي ( مثلا تبديل RQD به حجم بلوك يا شمارش حجمي درزه و برعكس ) استفاده نمود . همچنين به طور خودكار م ي توان گمانه را به چند ين قسمت طوري تقسيم كرد كـه از نظـر چگـال ي درزه در يك محدوده باشند و برا ي هر قسمت جداگانه محاسبات صورت گ يرد ( كه اين كار به طـور دسـت ي بسيار مشكل است ).

كلمات كليدي:

طراحي نرم افزار MROCK جهت محاسبه برخي ويژگي هاي ژئومكانيكي سنگ

در اين مقاله ، با انتخاب منحني نيرو تغيير شكل سازه تونل ، بصورت كنترل شده در فواصل زماني ، مسئله مدت زمان آزاد شدن تنشها در حين حفاري تونل و نصب ساپورتهاي موقت و در نهايت پايداري سيستم تونل ، مدل شده است.مدل ارائه شده در واقع يك مدل مهندسي با كنترل ضريب اطمينان مي باشد . دراين تحقيق كه در واقع روش بكار رفته در آناليز و طراحي سازه تونل طرح انتقال آب چشمه لنگان نيز مي باشد ، با مدل كردن مسئله مدت زمان آزاد سازي تنشها و مراحل مختلف اجرا ، اعم از حفاري ، نصب ساپورتهاي موقت و در نهايت اجراي سيستم محافظ بتني ، روشي در خصوص طراحي تونلها به همراه ساپورتهاي موقت در محيط سنگ و يا خاك ارائه شده است . آناليز مربوطه در حالات استاتيكي و ديناميكي ( زلزله ) با در نظرگرفتن يك محيط كرنش مستوي با معيار شكست موهر – كلومب و لحاظ كردن اثرات متقابل خاك و سازه در محيط Plaxis انجام شده و نتايح ارائه شده است .

كلمات كليدي:

تونل، ساپورت موقت، رفتار الاستوپلاستيك، لاينينگ، چشمه لنگان .

تحليل عددي تاثير خصوصيات هندسي و ژئومكانيكي درزه ها بر رفتار تونل

رفتار تونل در توده سنگ معمولاً از خصوصيات هندسي و ژئومكانيكي درزه ها تاثير مي پذيرد . در اين مقاله براي ارزيابي كمي تاثير خصوصيات درزه ها بر رفتار تونل تعدادي مطالعه پارامتري با استفاده از روش تحليل عددي المان مجزا ) ) DEM انجام شد . به منظور ارزيابي حساسيت پاسخ UDEC تونل در مقابل پارامتر فراواني درزه ها يك سري مدلهاي كرنش صفحه اي به كمك برنامه طراحي و تحليل شد . مدل ساختاري بارتون _ بنديس براي شبيه سازي رفتار درزه ها در نظر گرفته شد . نتايج نشان داد كه جابجايي بلوكهاي كليدي تشكيل شده در سقف تونل و همچنين تنشهاي خمشي شاتكريت با ابعاد بلوكهاي سنگي متناسب مي باشد، در حالي كه نيروي محوري پيچ سنگ با اين پارامتر رابطه عكس دارد . با استفاده از نتايج تحليل عددي سه بعدي 3DEC مشخص شد كه شناسايي بحراني ترين حالت شيب و جهت شيب درزه ها براي ارزيابي شرايط پايداري سينه كار تونل از اهميت زيادي برخوردار است.

كلمات كليدي:

تحليل اجزاي مجزا، مدل بارتون- بنديس، پايداري تونل

تحليل عددي اندركنش قلعه فلك الافلاك با طرح مقاوم سازي بستر سنگي

بناهاي تاريخي هر كشور نمادي از تمدن،فرهنگ ومهندسي كهن آن كشورمي باشند . در اولين نگاه به اين بناهاي تاريخي،معماري وهنربكاررفته در آنهاموردتوجه قرار مي گيرد . براي نگهداري،حفاظت وپايدارسازي بايدازنگاه مهندسي سازه بهره گرفت . اگراز ديد سازه اي به اين بناها نگاه شود،مي توان به دانش مهندسي كه دردل آنهاجاي گرفته پي برد . متاسفانه اين امر در كشورما كمترموردتوجه قرارگرفته است . نحوه طرح و ساخت قلعه فلك الافلاك تنهانمونه بسياركوچكي ازمهندسي بسيار بزرگ اين سرزمين است . براي مقاوم سازي ومرمت نمي توان به صرف تجربه و آئين نامه هااكتفا كرد،بايد از روش تحليلي واحتمالات بصورت توام استفاده نمود . در اين قبيل مسائل نامعين ها زياد هستند ( خواص مكانيكي مصالح،تنش هاي موجود،ترك خوردگي هاو ...) وآزادي تصميم گيري وانتخاب به لحاظ حفظ منظرهاي ميراثي محدود مي باشد . اين نامعين هابه دليل تنوع درمصالح وچيدمان ها يا بافت،عمرساختمان وصدمه هاي فرسايشي وترك خوردگي هاي ريز،براي مدل سازي بسياربيشتر از يك سازه معمولي است . دراين تحقيق سعي شده است ضمن ارائه روش مستندسازي سازه اي وشناسائي دقيق قلعه،مسائل ونامعيني ها تاحد امكان كاهش يابد . سپس بابهره گيري از مدل تحليلي و نرم افزار ANSYS به آناليز و تحقيق در طرح مقاوم سازي بسترسنگي قلعه باتوجه به امكانات نرم افزاري و تكنولوژي روز دنيا پرداخته مي شود . درمدل سازي مصالح قلعه از مدل رفتاري ( رابطه تنش - كرنش در يك نقطه ) دراگر - پراگراستفاده شده ،پس از انجام تحليل هاي استاتيكي و شبه ديناميكي سه بعدي ، نتايج با شواهد و آسيب هاي موجود تطبيق داده شده است . در نهايت طرح مقاوم سازي سازه ايمدل سازي وتحليل شده است.

كلمات كليدي:

مصالح بنائي ، قلعه فلك الافلاك، مدل سازي، مقاوم سازي، بسترسنگي

تحليل عددي اثر زلزله بر روي مغارهاي نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي سياه بيشه

نيروگاه 1000 مگاواتي تلمبه اي ذخيره اي سياه بيـشه در فاصـله تقريبـي 50 كيلـومتري شـمال تهران، متشكل از 2 سد با پوسته بتني و هسته سـنگي، تونـل هـاي انتقـال و مغارهـاي نيروگـاه ميباشد . به علت قرار گرفتن مغار سياه بيشه در پهنه لرزه اي - تكتونيكي البرز كه احتمـال وقـوع زمين لرزه در آن زياد است، تحليل پايداري اين مغار در برابر امواج زلزله ضروري مينمايد [.1] اين مجموعه شامل 3 مغار اصلي ميباشد كه به علت مجاورت و تأثير گذاري آنها بر يكديگر، در يك مدل واحد مورد بررسي قرار گرفته اند . سيستم نگهـداري ايـن مغـار تركيبـي از شـاتكريت و راك بولتهايي با ابعاد متفاوت و انواع مختلف است . در اين تحقيق تحليل پايداري ديناميكي به 2 روش انجام پذيرفته است . در روش اول ناحيه اطراف مغار به صورت ناپيوسته به روش المـان مجـزا و با نرم افزار UDEC در حالت 2 بعدي تحليل پايداري شـده اسـت . در روش دوم بـا فـرض محـيط پيوسته معادل به روش المان محدود با نرم افزار Phase 2 مغار مـورد بررسـي قـرار گرفتـه و در نهايت مقادير بدست آمده از دو روش با يكديگر مقايسه شده اند . همچنين در اين تحقيـق پـارامتر هاي طراحي سازه در حالت استاتيك و در حالت ديناميك مورد مقايسه قرار گرفته اند.

كلمات كليدي:

زلزله، مغار، سياه بيشه، درزه، ديناميك

تحليل عددي آزمايشات برجاي جك تخت و شكاف گمانه‌اي در ساختگاه سد بختياري

آزمايشات صحرايي براي تعيين پارامترهاي طراحي در بسياري از پروژه هاي ملي مورد استفاده قرار مي گيرند و نتايج خام حاصل از اين آزمايشات به دلايل مختلف به بازنگري و گاهي تجديدنظر نياز دارند . باتوجه به هزينه هاي زياد و مشكلات اجرايي آزمايشات برجا و عدم تكرارپذيري اين آزمايشات، استفاده از روشهاي جديد براي ارزيابي كامل شرايط حاكم بر توده سنگ ضروري به نظر مي رسد . هدف از اين تحقيق بررسي نتايج آزمايشات برجاي سد بختياري، شامل آزمايشات جك تخت بزرگ ) ) Large Flat jack وشكاف گمانه اي (Borehole slotter) مي باشد كه به ترتيب به منظور تعيين مدول دگرشكلي و تنش برجاي ساختگاه سد مورد استفاده قرار گرفته اند . در اين مقاله شبيه سازي عددي آزمايشات فوق با استفاده از نرم افزار تفاضل محدودFLAC3D و مقايسه نتايج حاصله از تحليل عددي با مقادير ثبت شده از آزمايشات برجا به اختصار مورد بررسي قرار گرفته است . در نهايت مقدار بهينه شده تنش برجا و مدول دگرشكلي براي آزمايشاتمذكور در سايت بختياري ارائه شده است.

كلمات كليدي:

سدبختياري، آزمايشات برجا، Flat jack، Borehole slotter

تحليل و مدلسازي توسعه شكستگي ها دريكي از مخازن ساختماني واقع در حوضه زاگرس

شكستگي ها به عنوان يكي از موثرترين عوامل بر تراوايي و حركت سيال در مخزن عمل كرده و عموماً باعث ايجاد مسائل بسياري در طي انجام عمليات حفاري و يا توليد از مخزن مي گردد . ازاينرو بررسي و تحليل شكستگي ها، همچنين شناخت نحوه عملكرد انها در طي عمر يك مخزن از اهميت وي ژه اي برخوردار مي باشد . در اين مطالعه اطلاعات مربوط به مخزن آسماري و سروك يكي از ميادين واقع در حوضه زاگرس مورد بررسي قرارگرفته است . بعد از جمع اوري اطلاعات مورد Inscribed circle analysis ، نياز با اعمال مفاهيم چند روش مدلسازي از جمله دايره محاطي مشتق دوم Curvature و روش تلفيقي Combinatory به همراه مقايسه نحوه عملكرد انها در انتشار شدت شكستگي ها به تهيه نقشه هاي توزيع شكستگي در طول مخزن پرداخته شده است . بعد از پياده سازي و اناليز روشهاي فوق مدل بهينه براي توزيع شدت شكستگي ها براي ميدان مورد نظر ارائه شده است . در انجام مراحل مدلسازي از نرم افزار Irap-RMS استفاده شده است . نتايج حاصل از اين تحقيق مي تواند به عنوان پارامتر موثري درجهت تعيين نقاط بهينه حفاري و همچنين برنامه هاي شبيه سازي مخزن در اين ميدان نفتي مورد استفاده قرار گيرد .

كلمات كليدي:

شكستگي، دايره محاطي، مشتق دوم، تلفيقي، مخزن هيدروكربوري

تحليل عددي سه بعدي تغييرات توامان تنش – نفوذپذيري در توده سنگ

توده سنگ تركيبي از ماده سنگ و درزه است كه درزه نقشي تعيين كننده در ميـزان نفوذپـذيري توده سنگ به عنوان مسيرهاي اصلي عبور جريان دارد . نفوذپذيري توده سنگ بـه شـدت تحـت تاثير تنشهاي وارد بر آن است بنابر اين تغيير آهنگ بارگذاري به صورت ثابت يا متغييـر باعـث تغيير نفوذپذيري توده سنگ اطـراف آن مـي شـود . در ايـن مقالـه بـه بررسـي تـاثير تـنش روي نفوذپذيري توده سنگ در دو حالت بارگذاري همه جانبه پرداخته مي شود بار گذاري در حالت اول به صورت افزايشي با نرخ ثابت تنش و در حالت دوم به صورت افزايشي با نرخ متغيـر تـنش در نظر گرفته شده و توده سنگ به صورت يك شبكه شكستگي مجزاي سه بعدي با جهت درزه داري تصادفي مدل سازي شده است . نتايج نشان مي دهد كه در حالت بارگذاري با نـرخ ثابـت مكـانيزم غالب بسته شدن قائم درزه و كاهش در ميزان جريان است و در حالـت بارگـذاري بـا نـرخ متغيـر مكانيزم غالب بازشدگي ناشي از اتساع برشي و در نتيجه افزايش در ميزان جريان است .

كلمات كليدي:

توده سنگ، درزه، تنش، رفتار هيدرومكانيكي، تنش- جريان

تحليل عددي سه بعدي اثر فاصله داري و شيب دسته درزه بر عملكرد تيغه TBM

عملكرد ماشين حفرتمام مقطع تونـل ) ) TBM بـه عملكـرد تيغـه هـاي آن بـستگي دارد . بـسياري ازعوامل زمين شناسي وشرايط توده سنگ بر عملكرد تيغه ها موث رند؛ درايـن مقالـه ازيـك روش مدلسازي عددي سه بعدي بر پايه روش اجزاي مجزا بـراي بررسـي اثـرات شـيب و فاصـله داري دسته درزه ها بر فرآيند پوسته اي شدن سنگ بوسـيله تيغـه هـاي TBM ،اسـتفاده شـده اسـت . متغييرهاي مورد مطالعه درحالت سه بعدي شامل،زاويه شيب متغيير درزه درحالت فاصـل ه داري ثابت وفاصله داري متغيير در حالت شيب ثابت درزه هستند . درايـن دوحالـت ،مقدارسـه متغييـر تنشهاي كششي القايي ، تنشهاي برشي القايي و حداكثرجابجايي،محاسبه شدندوميزان تنشي كـه درآن احتمال ايجادچيپس وجودداشت،به عنـوان ميـزان تـنش بحرانـي درهرمقطـع ضـبط شـده ودرفاصله داريهاي مختلف درزه ها ويازواياي متفاوت شيب دسته درزه هـا وهمچنـين درمقـاطع متعدد با هم مقايسه شدند تافاصله داري وزاويه شيب بحراني تخمـين زده شـود . نتـايج حاصـل نشان مي دهد كه نخست زاويه بحراني شيب دسته درزه ،زاويه اي مابين 45 تا 60 درجـه خواهـد بود ،كه در آن احتمال حداكثر پيشروي وجود دارد،دوم فاصله داري بحراني كه در آن، تأثير فاصله داري بر ميزان تنش بحراني كاهش چشمگيري مي يابد، فاصله 200 mm است ودرنهايت بنظر مي رسد اثر زاويه شيب دسته درزه برفرآيند توليد چيپس سنگ بيش از اثر فاصله داري است .

كلمات كليدي:

چيپس شدن سنگ،ماشين حفرتمام مقطع تونل(T.B.M)، تيغه(Disc cutter)، فاصله داري دسته درزه و شيب دسته درزه

تحليل عددي تاثير سختي عمودي و برشي درز بر دبي آب ورودي به تونل

يكي از عواملي كه در طراحي حفريات زيرزميني از جمله تونل ها بايد مورد توجه قرار بگيرد، تخمين دبي آب ورودي به فضاي زيرزميني است . در اين تحقيق با استفاده از روش عددي المان مجزا كه قابليت كاربرد در محيط ناپيوسته و انجام تحليل همزمان هيدرومكانيكي را داراست، به بررسي اثر سختي ناپيوستگي هاي موجود در توده سنگ بر ميزان آب ورودي به تونل پرداخته مي شود . نتايج نشان مي دهد با افزايش سختي عمودي و برشي درز، جريان درون ناپيوستگي ها درنتيجه دبي جريان ورودي به تونل افزايش مي يابد .

كلمات كليدي:

تحليل هيدرومكانيك، المان مجزا، تونل، سختي عمودي و برشي