تحليل پايداري توده سنگ بخش مياني تونل شماره 1 امام زاده هاشم (جاده هراز )

تونل شماره 1 امام زاده هاشم به طول 3189 متر در محدوده بين كيلـومتر 1+448 و 4+637 جـاده هراز در منطقه كوه اوزنه با شيب طولي %2/5 به سمت دهانه جنوبي واقـع شـده اسـت . محـدوده تونل در يال جنوبي ناوديس مشاء قرار دارد و سنگهاي ميزبان تونل عمدتا از تـشكيلات رسـوبي كامبرين مياني و فوقاني، رسوبات كربناته دونـين فوقـاني و كربنيفـر زيـرين، بخـش رسـوبات كربناته ترياس و نهشته هاي رسوبي تخريبي ژوراسيك تشكيل شده است . با توجه بـه مـشك لات بوجود آمده در زون مياني و اهميت اين تونل به عنوان يكـي از پـروژه هـاي عمرانـي وزارت راه، انجام اين تحقيق ضروري بوده است . در اين راستا پس از بررسـي عكـس هـاي هـوايي منطقـه و انجام پيمايش هاي ميداني نقشة زمين شناسي مهندسي منطقه تهيه گرديد، سپس مطالعـات درزه نگاري منطقه انجام شد كه بيانگر سه تا چهار سري دسته درزه در اكثر مناطق مي باشد . به منظور انجام تستهاي آزمايشگاهي و تعيين ضرايب ژئومكانيكي، نمونه برداري از زونهـاي قابـل نمونـه برداري وجعبه مغره هاي حفاري انجام شد . در راستاي تحليل پايداري داخـل تونـل بـا توجـه بـه عبور شاخه هاي فرعي گسل مشاء – فشم محدوده تونل زون بندي گرديد و چندين مقطع در طـول مسير تونل در نظر گرفته شد . نتايج تحليل پايداري مدلسازي در بخش مياني تونل با اسـتفاده از نرم افزار UDE 4 نشان مي دهد كه در مسير تونل در نواحـي گسل دار Fv و Fcz در زمـان حفـر تونل ريزش صورت مي گيرد .

كلمات كليدي:

تونل، درزه نگاري، تحليل پايداري، ضرايب ژئومكانيكي، گسل مشاء، مدلسازي،UDEC

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان:

تحليل پايداري بلوكهاي سنگي به روش استرئوگرافي مايل، مورد مطالعاتي: ايستگاه خوابگاه – متروي اصفهان

پايداري توده سنگهاي ناپيوسته، كه در رويه هاي آزاد Free face همانند شيرواني هاي سنگي و حفاري هاي زيرزميني رخنمون دارند، از اهميت زيادي برخوردار است . در بسياري از موارد ايداري اين توده سنگ هاتوسط ويژگي هائي نظير مختصات هندسي و مقاومت ناپيوستگي هاي گسترش يافته در آنها كنترل مي شود . در اين مقاله پايداري توده سنگ هاي محدوده ورودي ايستگاه خوابگاه در متروي اصفهان مورد نظر بود . ابتدا ناپيوستگي هاي حاصل از برداشت گمانه هاي حفاري و برداشتهاي حين اجرا در محدوده مذكور مورد بررسي قرار گرفت؛ سپس امكان لغزش بلوك ها براساس مكانيسم گسيختگي حركت در فضاي آزاد بررسي شد . بدين منظور نرم افزاري به نام ++ IHPC توسط نگارندگان اين مقاله نوشته شد . به كمك اين نرم افزار، تصاوير استرئوگرافيكي مايل و مثلث هاي كروي رسم شده و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت . با توجه به تصاوير استرئوگرافيكي مايل، مشخص شد كه اين تصاوير بر خلاف تصاوير استرئوگرافي افقي كليه بلوكهاي سنگي بالقوه ناپايدار را تشخيص مي دهند . همچنين بررسي اين تصاوير نشان داد كه در ديواره جنوبي احتمال ايجاد بلوك ناپايدار كم و در ديواره شرقي احتمال تشكيل گوه هاي ناپايدار بيشتر از ديواره غربي مي باشد .

كلمات كليدي:

بلوك هاي سنگي، تصاوير استرئوگرافيكي مايل، شيرواني سنگي، رويه‌هاي آزاد، IHPC++

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان:

سعيد كريمي نسب - استاديار , بخش مهندسي معدن , دانشگاه شهيد باهنر كرمان

مدلسازي جريان آب ورودي به درون حفريات زيرزميني در سنگهاي شكسته با استفاده از روش اتومات سلولي نامنظم

جريان آب ورودي به درون حفريات زيرزميني و بخصوص تونلها يك عامل بسيار مهم در ناپايداري تونل هم درمرحله ساخت و هم در مرحله بهره برداري است يكي ازموثرترين روشهاي تحليل جريان آب ورودي به درون حفريات زيرزميني در محيطهاي سنگي شكسته روش مدلسازي شبكه شكستگي مجزا DFN است دراين تحقيق با استفاده از روش اتومات سلولي نامنظم ICA به عنوان يك ابزار كمكي موثر در كنار روش DFN براي شناسايي مسيرهاي اصلي جريان در شبكه شكستگي اطراف حفريات زيرزميني استفاده شده است بدين منظور كد محاسباتي FICAF براي تحليل جريان در شبكه شكستگي هاي اطراف حفريات زيرزميني توسعه داده شد به منظرو اعتبار سنجي كد محاسباتي FICAF جريان ورودي به دورن مغار ترانسفورماتور سد سياه بيشه با استفاده از داده هاي ميداني مدلسازي شد.

كلمات كليدي:

شبكه شكستگي مجزا، اتومات سلولي، حفريات زيرزميني، جريان سيال، مدلسازي ناپيوسته

نهمين همايش ملي تونل-1390

نويسند‌گان:

تحليل برگشتي و آناليز حساسيت به منظور تعيين  پارامترهاي ژئومكانيكي ترانشه در حال ريزش BTE- سازند هزاردره

به منظور بررسي پايداري محدوده گسيخته و طراحي نگهداري ترانشه BTE كه درسازند هزاردره ايجاد گرديده نياز به تعين پارامترهاي ژئومكانيكي بود . با توجه به تغيير مشخصات ژئومكانيكي از سطح به عمق در ترانشه هاي با پوشش خاكي و مشكلات مربوط به تعيين مشخصات اصلي سازند توسط روشهاي آزمايشگاهي، از روش تحليل برگشتي استفاده گرديد . بر اساس شرايط ترانشه از نظر زمين شناسي و لايه بندي، موقعيت درزه هاي كششي، وضعيت آبهاي زيرزميني و پوشش گياهي تحليل برگشتي جهت تخمين اوليه پارامترهاي ژئومكانيكي سازند ( چسبندگي، زاويه اصطكاك داخلي و ...) انجام و سپس بر اساس روشي، آناليز حساسيت پارامترهاي فوق انجام شد تا دقت پارامترهاي ذكر شده كنترل شود . كنترل صحت تحليل برگشتي نيز به روش عددي تفاضلهاي محدود توسط نرم افزار FLAC انجام گرفت .

كلمات كليدي:

ترانشه، تحليل برگشتي، آناليز حساسيت، تحليل پايداري،چسبندگي، زاويه اصطكاك

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسنده:

مدلسازي آماري ناپيوستگي ها و تحليل ناپايداري بلوكهاي اطراف فضاهاي زيرزميني مطالعه موردي: تونل انحراف آب سد قردانلو

مدلسازي آماري ناپيوستگي هاي توده سنگ در سه بعد براساس پارامترهاي هندسي درزه ها اعم از موقعيت اندازه و چگالي آنها در واحدحجم توده سنگ صورت ميگيرد تعيين اندازه و چگالي ناپيوستگي ها در واحد حجم توده سنگ به اين دليل كه صفحات درزه ها درون توده سنگ بوده و نمي توان آنها را مستقيما اندازه گيري كرد بسيار دشوار است دراين تحقيق ناپيوستگي هاي طبيعي اطراف تونل انحراف آب سد قردانلو ، در سازند تيرگان شبيه سازي آماري گرديدند دراين مدلسازي ناپيوستگي ها بصورت ديسك فرض شدند توزيع هاي تئوري قطر درزه ها و همچنين چگالي آنها درواحد حجم توده سنگ با توجه به توزيع هاي تجربي بدست آمده از برداشت ناپيوستگي هاي ساختگاه تخمين زده شدند.

كلمات كليدي:

مدلسازي آماري ناپيوستگي ها، تونل انحراف آب، سازند تيرگان، برنامه كامپيوتري Rockblock ، نرم افزارMATLAB، بلوك، تحليل پايداري، نرم افزار UDEC

نهمين همايش ملي تونل-1390

نويسند‌گان:

تحليل برگشتي به كمك احتمالات – مطالعه موردي تونل خماري

در بسياري از موارد، تحقيق در مورد طراحي و اجراي سازههاي زيرزميني منحصراً با تخمين پارامترهاي ژئومكانيكي توده سنگ انجام ميشود . بيان دقيق كمي و كيفي اين پارامترها همانند حالت اوليه تنشها، سطح آبهاي زيرزميني و نفوذپذيري بسيار مشكل است . بنابراين عليرغم استفاده از بررسيهاي زمين شناسي دقيق و تحليلهاي كامپيوتري پيچيده، رفتار واقعي سازه - هاي مذكور متفاوت با رفتار پيش بيني شده باشد . براي رفع اين مشكل از مطالعات صحرايي و تكنيكهاي تحليل برگشتي استفاده ميشود . هدف اين روشها صرفاً تعيين مدل مكانيكي يا مقادير ثابتهاي مكانيكي و نيروهاي خارجي نبوده، بلكه اندازهگيري جابجائيها پيرامون سازههاي زيرزميني توسط ابزارهاي رفتار نگاري و تعيين بارها بر روي نگهدارندهها و نهايتاً ارزيابي روشهاي طراحي پروژه مورد نظر در طي اجراي آن ميباشد . امروزه توسعه وسايل پيشرفته و سيستمهاي تجزيه و تحليل، امكان انجام يك تحليل برگشتي صحيح را فراهم مي آورد . از آنجا كه در مسائل ژئومكانيك پارامترهاي مجهول زياد است و همچنين نتايج حاصل از آزمايشات برجا دقت محدودي دارند، استفاده از روش احتمالاتي براي كاليبره كردن روشهاي عددي مناسبتر خواهد بود . در اين مقاله داده هاي حاصل از رفتار سنجي تونل خماري در مسير راه آهن مشهد به بافق در 30 كيلومتري شهرستان تربت حيدريه به طول حدود 2/5 كيلومتر به عنوان دادههاي اوليه تحليل برگشتي به روش احتمالاتي مورد استفاده قرار گرفته است . نهايتاً نتايج حاصل با يافته هاي تحليل برگشتي مرسوم كه قبلاً انجام گرديده، مقايسه شده است .

كلمات كليدي:

تكنيك تحليل برگشتي احتمالاتي، مدلسازي عددي، ابزارهاي رفتارسنجي

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان:

محاسبه ضخامت ناحيه آسيب ديده از انفجار با استفاده از روشهاي تجربي آزمايش بارگذاري صفحه اي و ژئورادار

مدول تغيير شكل پذيري توده سنگ پارامتري مهم در بررسي خواص ژئومكانيكي محيط مي باشد اين مدول با انجام آزمايشهاي برجاي بارگذاري صفحه اي كه طي آن توده سنگ تحت چند چرخه بارگذاري و باربرداري قرار ميگيرد به دست مي ايد بدين منظور با حفر گالري هايي به روش حفاري و انفجار به محدوده هاي آزمايش بارگذاري صفحه اي دسترسي پيدا مي كنند در فرايند عمليات حفاري و انفجار با وجود اعمال تدابير لازم و انجام انفجارهاي كنترل شده آسيب ديدگي توده سنگ ناشي از انفجار غيرقابل اجتناب مي باشد درهنگام آماده سازي محل آزمايش محدوده صفحه بارگذاري را تا حد امكان از سنگهاي آسيب ديده از انفجار تميز مي كنند تا به محدوده نسبتا سالمي از توده سنگ جهت انجام آزمايش دسترسي يابند دراين تحقيق به بررسي روشهاي تعيين ناحيه آسيب ديده ناشي از انفجار پرداخته شده است.

كلمات كليدي:

ناحيه آسيب ديده از انفجار، مدول تغيير شكل پذيري، آزمايش بارگذاري صفحه اي، ژئورادار

نهمين همايش ملي تونل-1390

نويسند‌گان:

تحليل اجزاء محدود دو نمونه آزمايش جهت تعيين استحكام كششي مواد سنگي

در اين مقاله، از تحليل اجزاء محدود دو نمونه آزمايشي به نامهاي " قطعه دايرهاي تحت بار فشاري قطري ( ديسك برزيلي ) " و " نيمه ديسك تحت بار خمش سه نقطه اي " ، جهت بدست آوردن روابط لازم براي تعيين استحكام كششي سنگ ها استفاده شده است . تعداد زيادي مدل اجزاء محدود براي اين دو قطعه در حالت دو بعدي و سه بعدي مورد تحليل قرار گرفته و از مقدار ماكزيمم تنش كششي ايجاد شده در مركز اين قطعات، روابطي براي تعيين ميزان استحكام كششي سنگها با استفاده از اين دو قطعه آزمايشگاهي پيشنهاد شده است . در حاليكه اكثر روابط موجود براي استفاده از قطعات فوق و به كارگيري روابط بدست آمده مي تواند استحكام كششي يك نوع سنگ مرمر را به خوبي تخمين بزند.

كلمات كليدي:

استحكام كششي، سنگ، روش اجزاء محدود، قطعات دايره اي شكل

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان:

مباني حفاري مكانيكي و كاربرد آن در حفر تونل

حفاري مكانيكي درزمينه هاي مختلف مهندسي معدن و عمران با يك آهنگ صعودي توسعه يافته است از تلاشهاي كوچك درساخت ابزار حفاري در اواخر قرن نوزدهم تا ماشينهاي حفر تونل پيچيده امروزي پيشرفته حفاري مكانيكي يك حركت پيوسته گام به گام بوده است ماشينهايتونلسازي در سنگها و شرايط زمينشناسي كه تنها تا يك دهه گذشته عبور از آن غيرممكن بنظر مي رسيد با موفقيت عمليات حفاري را انجام ميدهد و صنعت حفاري مكانيكي گامهاي پيشرفت خود را در سالهاي اينده نيز ادامه ميدهد اين مقاله به بحث در مورد اصول حفاري مكانيكي مكانيزم برش سنگ و كاربرد ماشين هاي حفار مكانيكي مي پردازد، همچنين پيشرفتهاي اخير در زمينه حفاري مكانيزه و روند رو به رشد آن در آينده بررسي شده است.

كلمات كليدي:

حفاري مكانيكي، ماشينهاي حفر تونل، ابزار برش سنگ

نهمين همايش ملي تونل-1390

نويسنده:

تأثير نيروهاي ناشي از نشت آب زيرزميني بر جابجايي هاي شعاعي اطراف تونل‌ها (مطالعه موردي : تونل انتقال آب كرمان)

يكي از مسائل مهم در پايداري فضاهاي زيرزميني عامل آب زيرزميني مي باشد . به طوريكه وقتي يك تونل در زير سطح آب زيرزميني حفر مي شود، بر اثر نشت آب به داخل تونل، نيروهاي نشتي بر مقاطع عرضي تونل فعال مي شوند . اين نيروها بر روي تنش هاي اطراف فضا تأثير گذاشته ومنجر به تغيير در ميدان جابجايي هاي اطراف تونل مي شوند . بر اين اساس اين نيروها از جمله عوامل موثر در پايداري تونل مي باشند و درك عميق از نقش آب هاي زيرزميني، از ملزومات اساسي در طراحي منطقي فضاهاي زيرزميني مي باشد . تونل انتقال آب كرمان، با ارتفاع روباره متغير بين 15 تا 1160 متر در استان كرمان واقع شده است كه در راستاي حفاري آن، تغييرات زيادي در مورفولوژي و ساختار زمين شناسي ديده مي شود . همچنين اكثر مقاطع اين تونل در زير سطح آب زيرزميني قرار گرفته اند . به اين لحاظ در مقاله حاضر، تأثير نيروهاي ناشي از نشت آب زيرزميني بر رويجابجايي هاي شعاعي اطراف تونل مذكور، در حالات مختلف بررسي شد . نتايج نشان مي دهند كه تحت تأثير وجود آب زيرزميني، دامنه گسترش جابجايي هاي شعاعي در جبهه كار و جلوي جبهه كار اطراف تونل، نسبت به حالت خشك افزايش مي يابد كه باعث كاهش ميزان پايداري تونل مي شود .

كلمات كليدي:

تونل انتقال آب كرمان؛ نيروي ناشي از نشت آب؛ جابجايي شعاعي نرمال شده

سومين كنفرانس مكانيك سنگ ايران-1386

نويسند‌گان:

رضا رحمان نژاد  - استاديار بخش مهندسي معدن دانشگاه شهيد باهنر كرمان