معرفی یک مدل رفتاری تابع زمان برای پیش بینی رفتار خزشی سنگ های جدار تونل و مقایسه با مدل های رفتاری موجود

خلاصه

عدم شناخت صحیح از رفتار خزشی سنگ ها و استفاده از مدل های رفتاری نامناسب در تحلیل و طراحی تونل ها ممکن است منجر به خسارت های جبران ناپذیری گردد. در سال های اخیر بررسی رفتار تابع زمان سنگ ها مورد توجه ویژه قرار گرفته و حتی در بسیاری نرم افزارهای پر کاربرد نیز به این موضوع پرداخته شده است . در این مقاله مدل های رفتاری تابع زمان ماکسول ،کلوین -وویت ،و برگر معرفی و پس از اعمال این مدل ها برروی یک تونل دایره ای در شرایط هیدرواستاتیک در برنامه تفاضل محدود FLAC،نتایج تحلیل ها با یکدیگر مقایسه شده است .به منظور رفع نقایص مدل های مذکور ،مدل تابع زمانی پیشنهاد گردید و صحت عملکرد آن از طریق مقایسه این مدل با مدل های مذکور ارزیابی شد .مهمترین ویژگی مدل رفتاری ارائه شده ،توانایی مدل نمودن هر سه مرحله ی خزش توده سنگ است که در تنش های بالا و اعماق زیاد رخ می دهد. همچنین این مدل ،نرم شوندگی رفتار تنش -کرنش سنگ را از طریق تقلیل پارامترهای مکانیکی سنگ در رویارویی با مرحله ی سوم خزش ،بیان می کند.

کلمات کلیدی :

مدل تابع زمان ،خزش ،روش تفاضل محدود،تونل

نویسندگان :

احمد فهیمی فر ، احسان پاک نیت

نهمين کنگره بين المللي مهندسي عمران (1391)

بهینه یابی موقعیت قرارگیری تونل های دوقلونسبت به یکدیگر درخاک های مختلف باهدف تامین پایداری و کنترل نشست

خلاصه

در این تحقیق جهت بررسی اثر موقعیت قرارگیری تونل ها نسبت به یکدیگر بر الگوی تغییر شکل)نشست(سطح زمین، تونل های دوقلو با سه ترکیب بندی مختلف 52  و 52 ، یعنی تونل ها با موقعیت افقی، تونل ها با موقعیت مورب و تونل ها با موقعیت عمودی مورد بررسی قرارگرفته اند. تونل های مورب نیز شامل سه زاویه 52 درجه ای تونل ها نسبت به یکدیگر می باشند. علاوه بر موقعیت قرارگیری تونل ها اثر عواملی همچون نوع خاک، هندسه تونل ها، تراز آب زیرزمینی و انقباض خاک بر منحنی نشست سطح زمین نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق جهت مدلسازی ها از کد اجزای محدود Plaxis 3D Tunnel استفاده گردیده است. بر طبق نتایج در تونل های افقی با افزایش فاصله تونل ها از یکدیگر از مقادیر نشست کاسته شده و مقادیر نشست در حالتی که تونل ها به صورت توام عمل می کنند، تقریباً دو برابر حالت منفرد است. در تونل های با موقعیت مورب، با افزایش زاویه تونل ها مقادیر نشست افزایش یافته و در تونل های عمودی موقعیت تونل پایینی تاثیری در منحنی نشست سطح زمین نخواهد داشت. همچنین می توان اظهار داشت که تونل های افقی در شرایط یکسان نشست کمتری نسبت به تونل های مورب و عمودی ایجاد می کنند. در ناحیه تاثیر تونل ها بر یکدیگر نیز مقادیر نشست و نیروهای درونی تونل ها مقادیر بزرگتری هستند. از این تحقیق همچنین آشکار گردید که نوع خاک مورد حفاری از جمله عوامل موثر در مقادیر نشست بوده و بطور کل مقادیر نشست در خاک های ریزدانه نسبت به خاکئ های درشت دانه مقادیر کمتری هستند. پارامتر انقباض نیز از جمله عواملی است که منحنی نشست سطحی شدیداً به آن حساس می باشد.

کلمات کلیدی:

تونل، تونل دوقلو، موقعیت تونلها، مترو

نویسندگان :

سید علی فرجام ، مهدی مخبری

نهمين کنگره بين المللي مهندسي عمران (1391)

ارزیابی توزیع نشست های سطحی برروی زوج تونل های کم عمق حفاری شده به روشNATM

کلمات کلیدی :

تونلNATM ،نشست های سطحی ،توزیع نرمال ، تونل رسالت تهران

نویسندگان :

نهمين کنگره بين المللي مهندسي عمران (1391)

مقایسه رفتار لرزه ای تونل های باکسی و دایره ای شکل کم عمق در خلال زلزله

خلاصه
تونل های حمل ونقل زیر زمینی برای ماشین ها و قطارها در شهرهای پرترافیک در سراسر جهان وسیلهای جذاب برای تسریع در حمل ونقل محسوب می شوند. ساخت این تونل ها در اعماق کم و با مقاطعی هم چون باکسی و دایره ای شکل اثر زلزله را بر این تونل ها با اهمیت  می سازد. در این مقاله ابتدا به بررسی روش های مختلف آنالیز فشار دینامیکی به این تونل ها پرداخته وسپس به مقایسه پاسخ دینامیکی تونلهای  باکسی و دایره ای شکل پرداخته می شود. بر اساس نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت که اثر زلزله بر تونل های باکسی ازتونل های دایره ای  شکل بیشتر می باشد.

كلمات كلیدي:

زلزله،تونل دايره اي،تونل باكسی ،آنالیز دينامیكی

نویسندگان :

رضا محمد علی نژاد

نهمين کنگره بين المللي مهندسي عمران (1391)

مقایسه نتایج آزمونهای برجا و آزمایشگاهی برش مستقیم در سنگهای آهکی

چکیده 
 ها در داخل و ¬ مقاومت برشی سطوح ناپیوستگی یک از پارامترهای مهم در طراحی و اجرای سازه بر روی سنگ می باشد. پارامترهای مقاومت برشی از طریق آزمونهای آزمایشگاهی و برجا قابل اندازهگیری میباشند. این دو روش آزمایش از لحاظ ابعاد و شرایط سطوح مورد آزمایش با شود نتایج متفاوتی به دست آیند. در این تحقیق نتایج به دست ¬ یکدیگر تفاوت دارند که باعث می های سنگ آهک با یکدیگر مقایسه ¬ های برش مستقیم آزمایشگاهی و برجا بر نمونه ¬ آمده از آزمون های ¬ بر نمونه ¬ اند. به این منظور نتایج 47 آزمایش برش انجام شده بر سطوح اره ¬ شده آزمایشگاهی و 21 آزمایش برش برجا از شش ساختگاه مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. های آزمایشگاهی ¬ دهد که دامنه تغییرات پارامترهای برش در آزمون ¬ ها نشان می ¬ بررسی های برجا دارای پراکندگی بیشتری می باشد که احتمالا به دلیل تفاوت ¬ محدودتر بوده و در آزمون در مقیاس آزمایش و شرایط ناپیوستگی همچون زبری و پرشدگی می باشد. در نهایت حدود بالا و پایینی در کنار رابطه میانگین به منظور تخمین مقاومت برشی سنگ آهک برای هر یک از های آزمون آزمایشگاهی و برجا ارائه شده است.

واژه های کلیدی:

مقاومت برشی، توده سنگ، برش مستقیم، آزمایشگاهی، برجا.

نویسندگان :

سیامک هاشمی  ، امیرعبداله ایران زاده

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)

ارایه روشی جدید جهت اندازه گیری اندیس بار نقطه ای در آزمون های مکانیک سنگ

چکیده
 در مباحث مکانیک سنگ، اندیس بارنقطه ای یکی از روشهای سریع و پرکاربرد جهت دسترسی به مقاومت فشاری تک محوری سنگ ها می باشد. مکانیسم به کار گرفته شده در این دستگاه ها مبتنی بر اعمال نیرو توسط فشار روغن بر نمونه های تهیه شده از سنگ می باشد. در این مقاله مکانیسمی جدید جهت تعیین اندیس بار نقطه ای معرفی شده است. در روش جدید، نمونه سنگی با اعمال نیرو توسط دو فک مخروطی گسیخته شده وتغییر طول یک فنر هوک که در دستگاه تعبیه شده است، اندازه گیری می شود. با در دست داشتن ابعاد نمونه و ثابت فنر، می توان اندیس بار نقطه ای، مقاومت فشاری و کششی نمونه های سنگی را با استفاده از نرم افزاری که روی دستگاه نصب شده است محاسبه نمود.

کلمات کلیدی:

اندیس بار نقطه ای، فنر هوک، مقاومت فشاری.

نویسندگان :

مرتضی میرزایی ابراهیم آبادی  ، علی جباری ثمرین ، سید مهدی موسوی نسب

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)

بررسی اثر ویژگی های ناپیوستگی بر مدول تغییرشکل توده سنگی با استفاده از مدل سازی آزمایش بارگذاری صفحه

چکیده
 وجود ناپیوستگی ها در توده های سنگی همواره به عنوان یک عامل ضعف و ایجاد ناهمسانی مطرح بوده و تلاش های زیادی برای مطالعه و شناسایی نحوه اثر گذاری آن انجام شده است. اثرات این ناهمسانی می تواند توسط نتایج آزمایشگاهی و یا مد لسازی عددی بررسی شود. آزمایش بارگذاری صفحه آزمایش بزرگ مقیاسی است که تمامی اثرات ناپیوستگی و سنگ بکر را درون خود دارد و رفتار توده سنگ را به عنوان یک مجموعه توصیف می کند. نتایج آزمایش بارگذاری صفحه انجام شده در طرح سد بختیاری نیز نمایانگر تفاوت مدول تغییرشکل توده سنگی برای دو جهت عمود برهم در یک ناحیه است. این مسئله موجب شد تا در این تحقیق آزمایش بارگذاری صفحه در مدل سازی شود و با تغییر زاویه شیب درزه ها Udec محیط ساختگاه سد بختیاری بوسیله نرم افزار با Udec مدول تغییرشکل در سایر حالت هایی که آزمایش واقعی انجام نشده محاسبه شود. نرم افزار استفاده از روش اجزا مجزا می تواند بلوک های مستقل را به عنوان سنگ بکر و سطوح تماس آنها را به عنوان ناپیوستگی در نظر بگیرد. این مدل سازی ها برای دو حالت یک و دو دسته درزه مشابه آنچه در ساختگاه سد قرار دارد انجام شده است. تمامی ویژگی های هندسی و مکانیکی ناپیوستگی مشابه آنچه در مطالعات شناسایی بدست آمده در نظر گرفته شده و تنها زاویه شیب درزه به عنوان یک پارامتر متغییر مورد تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از این نتایج می توان جهت بحرانی در رفتار توده سنگی را شناسایی کرد. نتایج این مدل سازی مقادیر محاسبه شده در آزمایش درجا را تایید کرده و رفتار تغییرشکل توده سنگی را برای سایر حالت ها محاسبه کرده است. این نتایج به خوبی وجود ناهمسانی درتوده سنگی را نمایش داده و بر اهمیت در نظر گرفتن این مسئله در طراحی های مهندسی تاکید می کند. همچنین باید به این نکته اشاره کرد که استفاده همزمان از روش های عددی و مطالعات آزمایشگاهی می تواند باعث رسیدن به یک نقطه بهینه بین زمان و هزینه و نیازهای طراح از ویژگ یهای توده سنگ باشد.

واژه های کلیدی:

مدول تغییرشکل، توده سنگ، آزمایش بارگذاری صفحه

نویسندگان :

محمود یزدانی  ، زکیه حریف  ، عمار میرزایی

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)

تعیین وضعیت تنش های برجا با استفاده از آزمایش شکست هیدرولیکی ( مطالعه موردی: نیروگاه تلمبه ذخیره ا ی رودبار- لرستان)

چکیده
 تا عمق حدود 100 ( BH- و 235 HF- در 2 گمانه( 1 ( HF/ HTPF) تعداد 30 آزمایش شکست هیدرولیکی متردر جریان مطالعات ژئوتکنیک طرح نیروگاه تلمبه ذخیره ای رودبار- لرستان با استفاده از سیستم وایرلاین شکست هیدرولیکی شرکت گمانه کاو انجام گردید. در این سیستم، پکر های دوبل فشار قوی با استفاده از یک وینچ و کابل بکسل که حاوی 7 رشته سیم انتقال ( Straddle Packer) سیگنال های درون گمانه ای می باشد در داخل گمانه و مقاطع آزمایش قرار داده می شود. اینسیستم امکان انجام آزمایشات شکست هیدرولیکی در گمانه های عمیق را با سرعت بالا ( مانند روشهای ژئوفیزیکی درون گمانه ای) و بدون نیاز به حضور دستگاه حفاری میسر می سازد. نتایج در منطقة مورد مطالعه بیانگر میدان تنش با شرایط گسلش از نوعNW- SE با امتداد ( Sh < SH ≤ Sv) نرمال تا امتدادلغز HF/ HTPF حاصل از آزمایشات برای تنش افقی حداکثرمی باشد.

واژه های کلیدی:

آزمایش شکست هیدرولیکی، تنش برجا، گسل نرمال، سد رودبار

نویسندگان :

بدیل پهلوان  ، علی جباری  ، سید مهدی حسینی

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)

مدلسازی آزمایشگاهی جهت ترکهای ایجاد شده به روش شکست هیدرولیکی

چکیده 
 شکست هیدرولیکی یکی از مهمترین روشهای تحریک مخازن نفت و گاز است که اخیرا به عنوان روشی برای افزایش کارآیی مخازن ژئوترمال و همچنین افزایش استخراج گاز متان از لایههای زغال سنگ مورد استفاده قرار گرفته است. این تکنیک به عنوان یکی از روشهای تعیین حالت تنش برجا کاربرد گستردهای در مهندسی معدن، عمران و بویژه در مطالعه ساختگاه سدها دارد. یکی از مهم- ترین مزیتهای آزمون شکست هیدرولیکی در ارزیابی مقادیر تنشهای برجا، عدم وابستگی آن به عمق آزمون است. همچنین با استفاده از نتایج این آزمون، جهات تنشهای اصلی با دقت خوبی ارزیابی میگردد. براساس معیار گریفیث، شکستهای هیدرولیکی ایجاد شده به این روش، در جهت عمود بر تنش اصلی کمینه گسترش مییابند. در این مقاله، نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی انجام شده بر روی شکست هیدرولیکی، ارائه شدهاند. دستگاهی برای اعمال بارگذاری سه محوری، همزمان با اعمال فشار هیدرولیکی داخلی، ساخته شد و آزمایشهایی بر روی نمونههای ماسه سنگ و آندزیت انجام گرفت. حالتهای مختلفی از تنشها بر روی نمونههای آزمایشی اعمال شدند و ارتباط میان جهات شکستهای هیدرولیکی ایجاد شده با حالت تنشهای موجود، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که شکستهای هیدرولیکی ایجاد شده در آزمایشگاه همخوانی بسیار خوبی با جهت تنشهای اصلی دارند. در شرایطی که تنش اصلی اعمال شده بر نمونهها در راستای قائم، افقی و مایل بود، شکستگیهای هیدرولیکی نیز به ترتیب قائم، افقی و مایل گسترش یافتند که با پیش بینیهای انجام گرفته برای گسترش جهت شکستهای هیدرولیکی مطابقت دارد. این نتایج نشان دادند که میتوان از روش آزمایشگاهی پیشنهاد شده به عنوان ابزاری برای مطالعه تاثیر شرایط مختلف بر روی شکستهای هیدرولیکی بهره برد.

واژه های کلیدی:

شکست هیدرولیکی، مطالعه آزمایشگاهی، جهت شکست هیدرولیکی.

نویسندگان :

هادی کیوانی هزهبران  ، محمد تقی همزبان قراملکی  ، هادی شاکری

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)

اندازه گیری میزان سایش سنگ ها با استفاده از دستگاه لس آنجلس و لاوال ماشین و مقایسه آن ها

چکیده 
 سایش به پاسخ سنگ ها نسبت به عوامل مخرب فیزیکی، گفته می شود که در واقع مقدار فرسایش سنگ در برابر عوامل فرساینده را نشان می دهد. این فرسایش ممکن است در اثر عوامل طبیعی مثل آب، باد و غیره و یا در اثر تماس سنگ ها با هم و یا با سایر مواد رخ دهد. سایش مقیاسی برای سنجش کیفیت مصالح سنگی مورد استفاده در ساخت بتن، آسفالت و زیرسازی راههاست و نیز معیاری برای پیش بینی عکس العمل سنگ در برابر عملیات حفاری، آتشکاری و سنگبری می باشد. با آزمایش های تعیین قابلیت سایش، مقدار ساییده شدن و خرد شدن دانه های مصالح سنگی در خلال بهره برداری، حمل ونقل و دانه آرایی تعیین می گردد. مقاومت سایشی سنگ ها یک فاکتور بسیار مهم در معدنکاری، حفاری و راهسازی به شمار می رود اما با این همه، آزمایش های سایش سنگ کمتر مورد مطالعه قرار گرفته اند. آزمایش لس آنجلس بطور وسیعی برای تشخیص کیفیت نسبی و قابلیت سایش مصالح سنگی که دارای ترکیبات معدنی مشابهی بوده و از منابع مختلفی تهیه شده اند، بکار برده می شود. مشخصاتی که بر اساس این آزمایش حاصل می شود باید با دقت زیاد و با توجه به انواع مصالح سنگی موجود و سابقه عملکرد آن ها مورد بررسی قرار گیرند. دستگاه لس آنجلس دارای یک استوانه فولادی توخالی است که از اطراف مسدود می باشد و روی پایه های محکمی سوار شده بنابراین می تواند حول محور افقی خود دوران کند. روی بدنه استوانه، دریچه ای برای ورود و خروج نمونه تعبیه شده است طوری که یکنواختی سطح داخلی استوانه بهم نخورد. آزمایش سایش دوال نیز برای تعیین مقاومت سایشی سنگدانه ها به کار می رود که نسبت به لس آنجلس کاربرد کمتری دارد. دستگاه دوال شامل دو استوانه است که به طور مایل روی یک میله قرار گرفته اند و همانند دستگاه لس آنجلس دارای گلوله های مخصوصی است که همراه نمونه ها درون دستگاه دوال قرار داده می شوند. در این تحقیق ابتدا نمونه هایی از سنگ های آهک و گرانیت بر طبق استانداردهای مخصوص تهیه نموده و پس از آن آزمایش دوام وارفتگی انجام شد و سپس آزمایش سایش و ضربه لس آنجلس و آزمایش سایش دوال ( لاوال) انجام گردید. مشاهده شد که با وجود اینکه هر دو آزمایش از نوع سایش هستند اما به علت تفاوت در نحوه ی عملکرد آن ها میزان سایش در لس آنجلس بیشتر از لاوال ماشین می باشد.

واژه های کلیدی:

سایش، سایندگی، لس آنجلس، دوال ماشین، سنگدانه.

نویسندگان :

پرویز معارف وند ، فاطمه عزیزی

پنجمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1393)