عنوان پایان‌نامه
مطالعه تجربی تاثیر ناپیوستگی در تقسیم انرزی امواج ناشی از انفجار در سنگ مقاوم
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3239;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74794
- تاریخ دفاع
- ۰۲ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهدی پورقاسمی ساغند
- استاد راهنما
- سیدمحمدفاروق حسینی
- چکیده
- آزاد شدن انرژی ناشی از انفجار معدنی، عمرانی یا نظامی علاوه بر خردایش و تخریب منطقه نزدیک انفجار، باعث ایجاد و انتشار امواج در محیط اطراف می شود. این امواج در حین عبور از محیط انتقال، تحت تاثیر ویژگی های محیط قرار گرفته و اثر متقابلی بر یکدیگر می گذارند. اندرکنش امواج با ناپیوستگی-های محیط انتقال به دلیل اهمیت زیاد، از جمله مباحثی است که به روش های مختلف و به صورت گسترده مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، اثر ناپیوستگی بر ارتعاش امواج به صورت تجربی در مقیاس مدل انجام شده است. به دلیل عدم وجود اطلاعات پایه در مورد این نوع آزمایش ها، در قدم اول، اثر اندازه ابعاد و موقعیت مرزهای مدل بر نتایج و همچنین تاثیر بعضی عوامل دیگر مانند نوع درگیری حسگر با مدل و ایزوله کردن مدل ها بررسی شد. نتایج این بخش مطالعه نشان داد که در آزمایش های با مدل های کوچک مقیاس، موقعیت نقطه ثبت و منبع موج نسبت به مرزها مهم ترین فاکتور هستند که باید هر دو در حداقل فاصله ممکن از یکدیگر و از طرفی حداکثر فاصله تا مرزها را داشته باشند. با توجه به نتایج آزمایش بر روی مدل های مختلف، الگویی برای موقعیت های مناسب نصب تجهیزات ایجاد و برداشت موج جهت کاهش تاثیر اندازه ابعاد و موقعیت مرزهای مدل بدست آمد. علاوه بر این مشخص شد که با ایزوله کردن مدل می توان اثر انعکاس امواج را تا حدودی برطرف کرد هر چند این حالت افزایش فرکانس امواج را نیز به دنبال دارد. در بخش دیگری از این مطالعه، اثر زاویه شیب و امتداد سطح ناپیوستگی باز بر انعکاس امواج بررسی شد که نشان داد با افزایش زاویه شیب و امتداد (نسبت به محور عمود بر سطح در جهت عقربه های ساعت)، مقدار انعکاس امواج افزایش می یابد. در این حالت بیش ترین انعکاس در شرایط منبع موج قائم (برخورد عمودی) مربوط به زاویه 120 درجه و در حالت ضربه افقی مربوط به زاویه 100 درجه است. در این راستا روابط تجربی مختلفی نیز بدست آمد. اثر ناپیوستگی بسته بر امواج نیز در بخش دیگری از این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، ملاحظه شد که با افزایش زاویه شیب ناپیوستگی بسته، میزان انعکاس امواج افزایش و انتقال کاهش می یابد و وضعیت انتقال و انعکاس امواج در حین عبور از ناپیوستگی بسته، رابطه نزدیکی با راستای منبع موج (قائم یا افقی) دارد. در شرایط ناپیوستگی بسته، بیش ترین انرژی جذب شده یا از دست رفته مربوط به زاویه شیب 80 درجه و حدود 55 درصد می باشد در حالی که در مورد امتداد، این مقدار مقدار حدود 50 درصد و مربوط به زاویه 90 درجه است. در مجموع، این بررسی مشخص کرد که زاویه شیب ناپیوستگی از زاویه امتداد آن به مراتب پارامتر تاثیرگذارتر و مهم تری است. در تمام آزمایش ها نشان داده شد که مقادیر نسبی لرزش، نسبت انعکاس و انتقال و همچنین میرایی، مستقل از شدت منبع موج هستند و مقادیر نسبی بدست آمده قابل استناد و قابل تعمیم به شرایط بزرگ مقیاس هستند. واژه های کلیدی: آزمایش در مقیاس مدل، ضریب انعکاس و انتقال موج، لرزش زمین ناشی از انفجار، تاثیر ناپیوستگی.
- Abstract
- The energy released by blasting (civil, military, mining, etc.) will not only cause fragmentation and destruction, but also wave propagation (emission) in the surrounding environment. Affected by the characteristics of the transmission medium, these waves affect one another mutually when they pass through the medium. The wave-discontinuity interaction is an issue studied extensively by different methods. Effort has been made in this research to experimentally study the model-scale effects of discontinuity on the wave vibration and, because the basic information required for such experiments is insufficient or scarce, the effects of model dimensions, boundary conditions, type of model-sensor connection, and model insulation on the results were studied in the first step. Results of this part of the research showed that in small-scale (model) tests, locations of the recording station and wave source as regards the boundaries are two very important factors; they should be the closest to each other and the farthest from the boundaries. Considering different models’ tests results, a pattern was obtained for appropriate locations for the installation of wave creating/harvesting equipment to reduce the effects of the model dimensions and boundary conditions. Furthermore, it was specified that the model insulation would somewhat remove the wave reflection effects although it could increase the frequency. In another part of the this work, the effects of the dip and diction angle of open discontinuity on wave reflection were investigated and it was shown that an increase in both (as regards the axis perpendicular to the plane in a clockwise direction) would increase the wave reflection. In this case, the highest reflection is related to the vertical source and horizontal strike (1200 and 1000 dip angles respectively); different experimental relations were obtained too. Effects of a closed discontinuity on waves were also studied in another part of this research and the results showed that an increase in the dip angle would increase reflection, but decrease transmission, and the latter two have a close relationship with the wave source direction (vertical or horizontal) during their passing through. In this type of discontinuity, the highest absorbed or dissipated energy is almost 55% for 800 dip angle and about 50% for 900 direction angle. In all, this study showed that in a discontinuity, the dip angle is by far a more effective and important parameter than the direction angle. All the tests revealed that the relative values obtained for vibration, reflection-transmission ratio, and damping are independent of the wave source intensity and they are citable and extendable to large-scale conditions. Keywords: Model-scale tests, Coefficient of wave reflection/transmission, Blast-induced ground vibration, Effects of discontinuity
