Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan,Lohrasb Faramarzi
حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما) عليرضا باغبانان (استاد راهنما) لهراسب فرامرزي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Alireza Khani
عليرضا خاني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Knowledge of mechanical and strength parameters and also post-peak behavior of rock masses are of considerable importance in designing and analyzing different rock engineering structures. Determination of these parameters with the lowest degree of uncertainty is imperative in economic and safety of rock engineering projects. In this thesis, the effects of fracture intensity and stress on deformability, elastic strength and post peak behavior of fractured rock masses are investigated. The concepts applied in this research work are the fundamental principles of the general theory of elasticity, Representative Elementary Volume (REV), the compliance tensor and the strength criteria of fractured rocks. With inadequate and small scales of rock sample, such investigations may not be possible to conduct in laboratory scale, which necessitates the development of new approaches. There exist different methods for calculating the mentioned parameters of rock masses: Experimental, analytical and numerical approaches. One of the most effective methods is utilizing a hybrid numerical Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) to study the effects of geometrical parameters and stress on deformation modulus, Poisson’s ratio, strength and post-peak behavior of fractured rock masses. Numerous DFN models with variable fracture intensities and sizes were generated by means of Monte Carlo simulation method. In order to determine the deformability parameters, elastic strength and post-peak behavior, using the DFN-DEM method and UDEC code, the compliance tensors for DEM models with variable geometrical patterns were calculated and the stress-strain curves for these models were studied. Accordingly, considering the scale and stress effects, the REVs related to mechanical and stress parameters for DEM models with particular fracture intensities were determined. The results highlight a negative correlation between the fracture intensity and the values of strength and deformability parameters of the DEM models. An increase in the applied stress yields to the increase of deformation modulus and strength. Compared with the Hoek-Brown criterion, the Mohr-Coulomb strength stress envelope provides a better fit to the results of numerical tests. The work-hardening behavior occurs in most of the stress-strain curves.
مقادير پارامترهاي مکانيکي و مقاومتي توده سنگ ها و همچنين رفتار پس از شکست آن ها، در طراحي ها و تحليل سازه هاي مختلف مهندسي سنگ از اهميت ويژه اي برخوردار است. تعيين اين پارامترها با کمترين ميزان عدم قطعيت، بر مباحث اقتصادي، ايمني و زمان تحويل پروژه هاي مرتبط با سنگ تأثير بسزايي دارد. در اين پايان نامه، تأثير چگالي شبکه هاي شکستگي و تنش اعمالي بر آن ها، روي مدول تغيير شکل پذيري، نسبت پواسون، مقاومت الاستيک و رفتار پس از مقاومت نهايي در توده سنگ هاي درزه دار بررسي مي شود. مفاهيم کلي مورد استفاده در اين مطالعه تئوري هاي الاستيسيته، اندازه ي نمونه ي معرف، تنسور عکس سختي و معيار مقاومت توده سنگ درزه دار مي باشند. با توجه به ميزان حضور درزه ها در واحد سطح سنگ، چگالي درزه ها در توده سنگ ها متفاوت است و رفتار هاي مکانيکي، مقاومتي و منحني هاي شکست توده سنگ ها تحت تأثير چگالي درزه ها و ميزان تنش اعمالي به آن ها مي باشد. بررسي چنين رفتارهايي در آزمايشگاه با نمونه هاي سالم بدون درزه با ابعاد کوچک امکان پذير نبوده و روش هاي ديگري براي اين بررسي مورد نياز است. بجز آزمايش هاي برجا، روش هاي غير مستقيم تجربي، تحليلي و عددي براي تعيين پارامترهاي مکانيکي و مقاومتي توده سنگ هاي درزه دار وجود دارد که در اين ميان روش عددي شبکه درزه مجزا - روش المان مجزا (DEM-DFN)، روش منلسبي براي مطالعه ي تأثير تنش و پارامترهاي هندسي درزه بر مدول دگرشکل پذيري، ضريب پواسون، مقاومت الاستيک و رفتار بعد از آن در توده سنگ هاي درزه دار مي باشد. در اين مطالعه به منظور بررسي اين تأثيرات، با استفاده از داده هاي درزه هاي برداشت شده در منطقه و روش شبيه سازي مونت کارلو تعداد زيادي مدل هاي تصادفي سنگ درزه دار در ابعاد و چگالي هاي مختلف توليد شدند. با بکارگيري روش المان هاي مجزا بر روي شبکه هاي شکستگي توليد شده و استفاده از نرم افزار UDEC، ماتريس عکس سختي و منحني هاي تنش-کرنش مربوط به مدل هاي DEM در چگالي هاي مختلف براي تعيين پارامترهاي دگرشکل پذيري و مقاومت الاستيک و همچنين بررسي رفتار پس از مقاومت، محاسبه و ترسيم گرديد. پس از آن با در نظر گرفتن اثر اندازه ي مدل بر پارامترهاي مختلف سنگ، اندازه ي نمونه ي معرف براي هر حالت تعييين شد و تأثير تنش روي مقاومت نهايي آن بررسي گرديد. نتايج نشان مي دهد مقاومت و پارامترهاي مکانيکي توده سنگ هاي درزه دار با افزايش چگالي درزه ها در شبکه هاي شکستگي کاهش مي يابد و افزايش تنش هاي جانبي بر توده سنگ با عث افزايش مقاومت و کاهش دگر شکل پذيري مي شود. در ادامه با رسم منحني هاي شکست، مشخص شد که معيار شکست موهر-کولمب در مقايسه با معيار هوک و براون مطابقت بيشتري با نتايج بدست آمده از مدلسازي هاي عددي رفتار سنگ هاي درزه دار تحت تنش هاي جانبي مختلف دارد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی