تعیین سیستم نگهداری بهینه تونلهای دسترسی معدن گوشفیل با استفاده از روش ویکور

یکی از مهمترین مراحل طراحی فضاهای زیرزمینی انتخاب سیستم نگهداری مناسب برای آن فضا است. در بسیاری از موارد، سیستمهای نگهداری برای تونل بر اساس تجربه مهندسین طراح انتخاب میشود. بنابراین به جای استفاده از معیارهای علمی، قضاوتهای شخصی بیشترین نقش را در انتخاب سیستم نگهداری ایفا میکند. اما انتخاب سیستم نگهداری مناسب به پارامترهای اقتصادی و فنی بستگی دارد. بنابراین مسأله انتخاب سیستم نگهداری برای فضاهای زیرزمینی یک مسأله تصمیمگیری چندمعیاره است. در این تحقیق انتخاب سیستم نگهداری مناسب برای تونلهای دسترسی معدن سرب و روی گوشفیل مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق 8 نوع سیستم نگهداری برای این تونل در نظر گرفته شده و با استفاده از نرمافزار UDEC مقادیر جابجایی و ضریب اطمینان محاسبه شده است. سپس با استفاده از روش تصمیمگیری چندمعیاره VIKOR با توجه به معیارهای ضریب اطمینان، سهولت اجرای سیستم، جابجایی و نیاز به نیروی انسانی، سیستم نگهداری مناسب برای این تونل، انتخاب شده است. سیستم نگهداری انتخاب شده این تونل، استفاده از پیچسنگ به طول 4 متر و با فاصلهداری 5 / 1 متر در سقف و دیوارههای تونل است.

کلمات کلیدی:

معدن سرب و روی گوشفیل، سیستم نگهداری ، تصمیمگیری چندمعیاره، تحلیل پایداری تونل، UDEC

نویسندگان :

زینب رنجبر فهلیانی ، محمد عطایی ، سید محمد اسماعیل جلالی ، راضیه فرجی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تحلیل احتمالی پدیده ورقه ورقه شدن سنگ در تونلهای دایروی

یکی از حالتهای رایج شکست در تونلهای عمیق حفر شده در سنگهای مقاوم " ورقه ورقه شدن" است . امکان وقوع و شدت پدیده ورقه ورقه شدن وابسته به مقدار تنشهای برجا و همچنین خصوصیات مقاومتی سنگ میباشد. با وجود این همواره مقادیر تخمینی و یا اندازه گیری شده این پارامترها دارای خطا میباشند. بنابراین لازم است تا به منظور ارزیابی پایداری تونل ها از رهیافت های نوینی استفاده شود که در آن ها عدم اطمینان موجود در مقادیر پارامترهای موثر به صورت سیستماتیک وارد محاسبات می شوند. در این مقاله فرایند ورقه ورقه شدن در تونلهای دایروی به صورت احتمالاتی مورد بررسی قرار گرفته است. عدم اطمینان موجود در مقادیر تنشهای برجا و مقاومت سنگ به کمک توابع چگالی احتمال به صورت دقیق وارد محاسبات گردیده و احتمال بروز این نوع شکست و هم چنین عمق بریدگیهای حاصله از آن به کمک " شبیهسازیهای مونت کارلو" مورد ارزیابی واقع شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که با افزایش عدم اطمینان در پارامترهای موثر، احتمال شکست و عمق محتمل آن با آهنگ تند شونده ای افزایش می یابد. هم چنین مشخص گردید که در نظر گرفتن فاکتور ایمنی به تنهایی برای ارزیابی پایداری تونلها ممکن است به نتایج گمراه کننده ای منجر شود زیرا این پارامتر عدم اطمینان داده های ورودی را در نظر نمی گیرد.

واژه های کلیدی :

تحلیل احتمالی، ورقه ورقه شدن، تونل دایروی، شبیه سازی مونت کارلو.

نویسندگان :

حسین رفیعی ، حامد پوربافرانی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

ارائه مدلی برای پیشبینی نرخ نفوذ ماشین TBM با استفاده از ویژگیهای توده سنگ( مطالعه موردی تونل البرز)

پیشبینی نرخ نفوذ TBM یکی از مباحث مهم در احداث پروژههای مکانیزه تونلسازی تمام مقطع میباشد. مدلها و روابط زیادی برای پیشبینی نرخ نفوذ TBM بر اساس پارامترهای توده سنگ و مشخصات ماشین ارائه شده است. تونل سرویس البرز بزرگترین سازه مسیر آزاد راه تهران - شمال با طولی برابر با 6300 متر میباشد. برای حفاری تونل البرز با قطر 2 / 5 متر از TBM نوع باز استفاده شده است. این مقاله سعی بر ارائه مدلی به منظور پیشبینی عملکرد TBM با توجه به شرایط و ویژهگیهای توده سنگ تونل سرویس البرز دارد. مدلی که در این مقاله ارائه شده است یک تحلیل آماری با استفاده از رگرسیون چند متغیره بر اساس پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ TBM میباشد. پارامترهای توده سنگ در نظر گرفته شده به عنوان متغیر در این مدل عبارتند از مقاومت فشاری تک محوره، تعداد درزه در واحد حجم، زاویه بین امتداد صفحات ناپیوستگی با محور تونل، فاصلهداری ناپیوستگی. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل رگرسیون پیشنهادی، نرخهای نفوذ پیشبینی شده توسط مدل با نرخهای نفوذ واقعی مورد مقایسه قرار گرفته و مقدار ضریب همبستگی برابر 84 / 0 شده است.

واژه های کلیدی:

TBM ، نرخ نفوذ، رگرسیون ساده، رگرسیون چندگانه

نویسندگان :

حامد رعیت دوست تلوکی ، کاوه آهنگری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

ارائه مدلی برای پیشبینی نرخ نفوذ ماشین TBM با استفاده از ویژگیهای توده سنگ( مطالعه موردی تونل البرز)

پیشبینی نرخ نفوذ TBM یکی از مباحث مهم در احداث پروژههای مکانیزه تونلسازی تمام مقطع میباشد. مدلها و روابط زیادی برای پیشبینی نرخ نفوذ TBM بر اساس پارامترهای توده سنگ ومشخصات ماشین ارائه شده است. تونل سرویس البرز بزرگترین سازه مسیر آزاد راه تهران - شمال با طولی برابر با 6300 متر میباشد. برای حفاری تونل البرز با قطر 2 / 5 متر از TBM نوع باز استفاده شده است. این مقاله سعی بر ارائه مدلی به منظور پیشبینی عملکرد TBM با توجه به شرایط و ویژهگیهای توده سنگ تونل سرویس البرز دارد. مدلی که در این مقاله ارائه شده است یک تحلیل آماری با استفاده از رگرسیون چند متغیره بر اساس پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ TBM میباشد. پارامترهای توده سنگ در نظر گرفته شده به عنوان متغیر در این مدل عبارتند از مقاومت فشاری تک محوره، تعداد درزه در واحد حجم، زاویه بین امتداد صفحات ناپیوستگی با محور تونل، فاصلهداری ناپیوستگی. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل رگرسیون پیشنهادی، نرخهای نفوذ پیشبینی شده توسط مدل با نرخهای نفوذ واقعی مورد مقایسه قرار گرفته و مقدار ضریب همبستگی برابر 84 / 0 شده است.

واژه های کلیدی:

TBM ، نرخ نفوذ، رگرسیون ساده، رگرسیون چندگانه

نویسندگان :

حامد رعیت دوست تلوکی ، کاوه آهنگری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تعیین نوع سیستم نگهداری بر اساس شاخص وزن نگهداری در تونل ها

در پروژه های تونلسازی انتخاب نوع نگهدارنده بر اساس شرایط زمین شناسی محیط حفر تونل، از مهمترین کارهایی است که باید در مرحله قبل از اجرا پروژه به آن توجه خاصی شود. نگهدارنده های انتخاب شده علاوه بر اینکه باید با محیط حفر تونل سازگار باشند باید در عین حال نیز از لحاظ هزینه های اقتصادی تحمیلی به پروژه مقرون بصرفه واقع گردد . در این میان انتخاب نگهدارنده بر اساس شاخص وزن نگهدارنده در تونل ها تا حدودی توانسته جامعه مهندسین را در نیل به این هدف کمک نماید. سد گرمی چای در شمال شرق شهرستان میانه به منظور تامین آب شرب شهرستان مذکور و آبیاری زمین های پایاب این سد در نظر گرفته شده است. سیستم تونل انحراف این سد به طول 420 متر و قطر 5 / 5 متر بوده که در داخل سنگ های میکاشیست و تراکی آندزیت حفاری شده است. در این بررسی سعی شده تا ابتدا مسیر تونل انحراف آب براساس خواص مهندسی و ساختاری به واحدهای ژئوتکنیکی یکسان تقسیم و پس از انجام رده بندی Q بر روی توده سنگ های موجود در هر زون، با استفاده از دهانه بازشدگی تونل، مقدار شاخص وزن نگهدارنده برای هر یک از زون ها محاسبه و نوع نگهدارنده مناسب بر اساس شاخص وزن نگهدارنده پیشنهاد گردیده است . نتایج این بررسی نشان می دهد که استفاده از مقدار فشار نگهدارنده و شاخص وزن نگهدارنده می تواند روش مناسبی در طراحی سیستم نگهداری برای توده سنگ ها ضعیف باشد.

واژه های کلیدی:

تونل انحراف، میکاشیست، وزن نگهدارنده، فشار نگهدارنده.

نویسندگان :

مهدی رسولی ملکی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

مطالعه پایداری تونل انحراف آب سد هایقر در محل تغییر جهت حفاری

سد بتنی غلتکی هایقر ( دهرود) به منظور جمعآوری سیلابهای منطقه و انتقال آن به سمت دشت های آزادگان، دهرم، احمدآباد و دشت هنگام در فاصله 45 کیلومتری از شهر فیروزآباد در استان فارس احداث می شود. تونل انحراف آب سد هایقر به طول 272 و قطر 5 / 6 متر، در جناح چپ سد حفر شده است. تونل به دلیل مشکلات اجرایی، از یک بخش مستقیم به طول 186 متر و یک بخش قوسی به طول 86 متر تشکیل شده است. از آنجایی که فرضیه کرنش صفحهای در محل تغییر جهت حفاری صادق نیست و همچنین وجود ناپیوستگی در سازند محل حفر تونل، برای تحلیل پایداری و بررسی شرایط تنش- کرنش، از نرم افزار اجزا مجزای 3DEC استفاده شده است. نتایج حاصل از این شبیه سازی نشان میدهد که میزان تنش القایی در اثر حفر بخش انحنای تونل، 5 / 2 مگاپاسکال بوده که جابجایی متناظر با آن 4 میلیمتر میباشد. با توجه به این تحلیل، تونل بعد از حفر پایدار بوده و نیاز به نگهداری ندارد ولی با توجه به کاربری تونل که به منظور انحراف آب، حفر شده است و همچنین وجود ناپیوستگیها که احتمال ناپایداری در این ناحیه را افزایش میدهد، بتن ریزی به ضخامت 5 / 0 متر به عنوان سازهنگهدار پیشنهاد شده است.

واژه های کلیدی:

تونل انحراف آب، روش اجزای مجزا، نرم افزار 3DEC ، تحلیل پایداری

نویسندگان :

محسن دلشاد 

پرویز معارفوند

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

بررسی- تحلیل و ارزیابی روابط لهیدگی در CRUSH ZONE در تونلهای ایران

اصول تحلیل تجربی و علمی از پتانسیل لهیدگی در سنگهای خرد شده بحث اصلی این مقاله می باشد در روابط تجربی، مسائل پتانسیل لهیدگی در تونلها را به طور ویژه بر حسب عمق تونل و کیفیت توده سنگ ارزیابی می کنند. لاکن در روشهای نیمهتجربی، شاخص هایی برای پیشبینی لهیدگی می دهند. به هر حال، آنها ابزارهایی برای تخمین تغییرشکل مورد انتظار در اطراف تونل و فشار نگهداری مورد نیاز با استفاده از روش های تحلیلی شکل بسته برای یک تونل دایرهای در یک میدان تنش هیدرواستاتیک ارائه میدهند. نقطه آغاز تمام این روش ها برای تشخیص پتانسیل لهیدگی سنگ استفاده از فاکتور شایستگی است، که به صورت نسبت مقاومت فشاری تک محوره سنگ بکر/ توده سنگ به تنش روباره γH است. در این مقاله به بررسی – تحلیل و ارزیابی روابط لهیدگی در crush zone در دو تونل در حال انجام می پردازیم.

واژه های کلیدی:

لهیدگی، فاکتور شایستگی، Crush zone

نویسندگان :

فریدون خسروی

عبدالستار رودینی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

بررسی ارتباط عملکرد TBM با پارامترهای مهندسی توده سنگهای آذرین و دگرگونی درجه بالا: مطالعه موردی تونل ماناپوری

تونلسازی بوسیله TBM مجهز به دیسک کاتر یک فرآیند خردایش سنگ است که توسط پارامترهای ماشین و توده سنگ کنترل میگردد. پارامترهایی نظیر مقاومت سنگ، درجه خردشدگی توده سنگ، جهتداری ناپیوستگیها و همچنین پارامترهای مربوط به ماشین مانند نیروی رانش دستگاه و سرعت چرخش کله حفاری از جمله پارامترهای مهم در این فرایند هستند. در این مقاله تاثیر پارامترهای سنگ بکر و توده سنگ بر روی عملکرد ماشین مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت انجام این مطالعه از دادههای تونل ماناپوری به طول 10 کیلومتر و قطر 05 / 10 متر استفاده شده است. تودهسنگهای دربرگیرنده تونل شامل سنگهای آذرین ( گرانیت، دیوریت و ...) و دگرگونی درجه بالا ( گنیس و آمفیبولیت) میباشند. در طی این مطالعات ابتدا به منظور تهیه بانک اطلاعات، تمام گزارشات و نقشههای ازبیلت زمینشناسی مهندسی تونل به دقت مورد بررسی قرار گرفت و دادههای مناسب از آن استخراج گردید. سپس با استفاده از آنالیز رگرسیون خطی چند گانه یک رابطه جدید تجربی بین پارامترهای سنگ بهعنوان متغیرهای مستقل و شاخص نفوذ یا FPI به عنوان متغیر وابسته توسعه داده شد. همچنین به منظور ارزیابی سطح معنی داری پارامترها، آزمونهای آماری فیشر و تی انجام شد که در نهایت مشخص گردید که مقاومت فشاری تک محوره و RQD بیشترین تاثیر را بر روی شاخص نفوذ داشته و ضرایب بدست آمده از نظر آماری معنی دار میباشند.

واژه های کلیدی :

ماشین تونل بری، TBM ، شاخص نفوذ، حفرپذیری توده سنگ.

نویسندگان :

جعفر حسن پور

جمال رستمی 

صادق طریق ازلی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

ارزیابی سیستم نگهداری موقت برای محل انشعاب( BIFURCATION) تونل آببر با تونل های پنستاک سد رودبار لرستان

پروژه سد و نیروگاه رودبار لرستان بر روی سرشاخه های رودخانه رودبار و در فاصله حدود 100 کیلومتری جنوب شهرستان الیگودرز در استان لرستان، در دست احداث می باشد. علت انشعاب تونل آب بر نیروگاه به دو تونل پنستاک ( محل Bifurcation )، این است که در جایی که امتداد گسل چال حاتم، تونل آب بر را قطع می کند، روش مطلوب جهت حفاظت و کاهش آسیب احتمالی ناشی از حرکت گسل، انتقال دادن آب از طریق یک لوله واقع در یک تونل باز با فضای کافی می باشد. محل انشعاب در سازند دالان با لیتولوژی آهک، آهک دولومیتی و دولومیت خاکستری تا خاکستری تیره، واقع شده است. در این تحقیق در ابتدا، با استفاده از نتایج آزمون های آزمایشگاهی و برجا، برداشت های صحرایی و تفسیر نتایج حاصل، پارامترهای ژئومکانیکی لازم جهت طبقه بندی تجربی توده سنگ ( Q ، RMR )، استخراج و سپس با استفاده از این سیستم های طبقه بندی ضمن تحلیل پایداری، سیستم نگهداری مناسب برای محل انشعاب پیشنهاد گردید. در ادامه با توجه به مقادیر پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل پذیری توده سنگ محل انشعاب و همچنین با در نظر گرفتن شرایط تنش منطقه ( k0 )، با استفاده از نرم افزار Flac3D ، مدل سازی انجام شده است. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی عددی، جهت کنترل، مهار جابه جایی ها و پایدارسازی فضای محل انشعاب، سیستم نگهداری موقت مناسب شامل یک لایه شاتکریت به ضخامت 20 سانتی متر و شبکه پیچ سنگ (  30 ( 1 m × 1 m با طول 6 متر پیشنهاد شده است.

کلمات کلیدی :

تونل آب بر، پنستاک، ضریب تنش، سیستم نگهداری، تغییر شکل پذیری.

نویسندگان :

حسین بهزادی نژاد 

لهراسب فرامرزی

مرتضی قارونی نیک

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تحلیل پایداری تونل کوهرنگ سه به روش تجربی وعددی با استفاده از نرم افزار PHASE 2

با توجه به اهمیت طراحی تونل ها و فضاهای زیرزمینی، پایداری تونل کوهرنگ سه که به منظور آب رسانی از زاینده رود احداث شده با روش های تجربی وعددی تحلیل و بررسی شده است. تلاش های بسیار زیادی در رابطه با بیان مکانیزم تغییر شکل ها و کمی نمودن رفتار زمین با مدل های تحلیلی و عددی و مقایسه آنها با تئوری شده است. البته مطالعات نظری در طراحی تونل در تشخیص عوامل موثر در رفتار زمین بسیار مهم بوده و برای انتخاب وطراحی وسیله نگهداری تونل هنوز به تجربه های بسیاری نیاز است ومطالعات نظری به تنهایی کفایت نمی کند. دراین مقاله پایداری دو مقطع عرضی در متراژ 4000 و 5500 تونل کوهرنگ سه با استفاده از روش های تجربی RQD ، RMR ، Q و نرم افزار phase2 بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در متراژ 3700 تا 5000 به روش Q تونل پایدار و به روش RMR و RQD تونل ناپایدار است. در متراژ 5000 تا 6700 به روش Q و RQD تونل پایدار و به روش RMR تونل ناپایدار است. همچنین با مدل سازی تونل مذکور به روش عددی درمقاطع 4000 و 5500 متری ضریب ایمنی در حدود یک بوده که با نتایج روش تجربی RMR هماهنگی بیشتری دارد.

واژه های کلیدی:

تونل کوهرنگ سه، پایداری تونل، روش تجربی ، جا به جایی ، نرم افزار phase2

نویسندگان :

علی بهارلو

حسن بخشنده امنیه

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)