عنوان پایان‌نامه
تخمین پارامترهای مقاومت برشی توده سنگ با استفاده از روشهای آنالیز معکوس و مقایسه نتایج آن با روشهای تجربی
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی- مهندسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4812;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54490
- تاریخ دفاع
- ۲۶ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- علی الماسی
- استاد راهنما
- اکبر چشمی, جعفر حسن پور
- چکیده
- یکی از دشوارترین مراحل تحلیل پایداری شیب¬های سنگی درزه¬دار و خردشده، برآورد پارامترهای مقاومت برشی در امتداد سطوح لغزش است. اصولاً 5 روش مختلف برای تعیین پارامترهای مقاومتی توده¬سنگ¬های درزه¬دار و خردشده وجود دارد که عبارتند از: 1) مدل¬سازی ریاضی،2) استفاده از طبقه¬بندی مهندسی توده-سنگ¬ها، 3) معیارهای گسیختگی تجربی، 4) آزمایش¬های بزرگ مقیاس و 5) تحلیل برگشتی گسیختگی¬های موجود. معمولاً انجام آزمایش¬های بزرگ¬مقیاس به¬دلیل دشواری در ساخت نمونه نمایان¬گر، نبود تجهیزات لازم و هزینه بالا کمتر استفاده می¬شود. استفاده از طبقه¬بندی مهندسی توده¬سنگ¬ها مانند طبقه¬بندی ژئومکانیکی RMR و توصیه¬های ارائه شده در این طبقه¬بندی¬ها به¬دلیل عدم برخورداری از دقت لازم توصیه نمی¬شود. از میان معیارهای تجربی که برای تعیین مقاومت برشی توده¬سنگ¬ها قابل استفاده هستند، معیار هوک و براون می باشد که اخیراً در بسیاری از پروژه¬های مهندسی سنگ مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از راهکارهای تدقیق این روش¬های تجربی، کنترل نتایج آنها با استفاده از آنالیز برگشتی می¬باشد. تحلیل برگشتی یکی از روش¬های مطمئن برای تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده¬سنگ¬های خردشده و درزه¬دار است. در این روش با تعیین مشخصات هندسی توده¬سنگ گسیخته¬شده و استفاده از نیروهای مخرب و مقاوم موثر در شکست، میتوان با فرض تعادل حدی در لحظه¬ گسیختگی، رابطه بین پارامترهای مقاومت برشی را تعریف کرد. مقادیر محاسبه-شده با این روش، می¬توانند بعدها در کارهای پیشگیرانه و اصلاحی، در طراحی دوباره شیروانی¬های ریزشی و یا در پروژه¬های جدید واقع در مصالح مشابه، به¬کار گرفته شوند. در تحقیق حاضر، پارامترهای مقاومت برشی توده¬سنگ¬های درزه¬دار و خردشده با استفاده از داده¬های جمع-آوری شده از معدن سنگ آهن گل¬گهر، با استفاده از روش تحلیل برگشتی محاسبه و با مقادیر به¬دست آمده از روش¬های تجربی مقایسه شده است. در این راستا، ابتدا به شناسایی گسیختگی¬های رخ داده در این معدن پرداخته شده و ویژگی¬های هندسی و زمین¬شناسی مهندسی دامنه با انجام بازدیدهای صحرایی جمع¬آوری و در فرم¬های مناسب درج گردیده است. در این مرحله با استفاده از روش تجربی هوک - براون، پارامترهای مقاومت برشی توده¬سنگ تخمین زده شده است. سپس با استفاده از نرم¬افزارهای مناسب تحلیل پایداری شیب (نرم¬افزار تعادل حدی SLIDE و عددی FLAC) و با فرض ضریب اطمینان واحد مقادیر پارامترهای مقاومت برشی در سطح لغزش تعیین گردیده است. همچنین اعتبارسنجی این روش¬ها با انجام یک مطالعه موردی تحلیل پایداری شیروانی در مصالح مشابه در معدن بررسی شده است. در نهایت نتایج به¬دست آمده از این تحلیل¬ها با نتایج روش¬های تجربی مقایسه و پیشنهادات لازم برای اصلاح داده¬های ورودی روش¬های تجربی ارائه شده است.
- Abstract
- One of the most difficult steps in slope stability analysis of closely jointed rock masses is determination of shear strength parameters of failure surfaces. There is five methods to determination of shear strength parameters in closely jointed rock mass that are: a) Mathematics simulations, b) Using rock mass classifications, b) Empirical failure criterions, c) Large scale tests, and d) Back analysis of available failures. Carrying out large scale tests is not usual because of difficulty in simulation of representative samples, lack of necessary equipment and its expensiveness. Using of rock mass classifications such as RMR and its approaches is not recommended due to lack of sufficient accuracy. Between empirical criterions that use to determination of shear strength of rock masses, Hoek – Brown criterion is recommended that is used in many of cases in rock engineering projects. One of the approaches to elaboration this empirical methods is comparing its values with back analysis results. Back analysis is one of the well established methods to determination of shear strength parameters in closely jointed rock masses. In this method, relation between shear strength parameters is defined using input geometric features of rock mass and destructive and resistance forces and with assumption of limit equiliberium in failure. Determined values in this method can to be applied in redesigning of slopes or later projects in similar materials. In this research, shear strenght parameters of closely jointed rock masses is determined by collecting data from Golgohar open pit mine, using back analysis methods and a comparison with empirical methods. Thus as first step, occurred failures in this mine is recognized and geometric and engineering features of slope is recorded in specific charts. In this step, rock masses shear strenght are detemined using Hoek – Brown failure criterion. Then, shear strengh parameters values are detemined using appropriate softwares (such as FLAC and SLIDE) and with assumption of factor of safety equal to one. Also, this methods are validated using a case study of slope stability in similar materials. Finally, determined results from this analysis are compared with emperical methods and it offers to revising input data in empirical methods is propose. Keywords: Back analysis, Limit equilibrium, Numeral analysis, Hoek – Brown failure criterion
