Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Vafaian,Alireza Baghbanan
محمود وفائیان (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Sobhani
احسان سبحانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Numerical Analysis of Blasting Wave Propagation in Continuum and Discontinuum Media
Wave propagation is one the most important subjects in military, mining, and housing industries. Blasting, as a wave source, is always important. Due to explosion of explosives in continuum or discontinuum media, remarkable amount of energy is released in a short time. This energy propagates in the form of seismic waves through the continuum (or discontinuum) media and causes its particles to vibrate. A fraction of explosion energy is consumed for rock fragmentation and a high percent of energy is propagated into the rock mass in the form of stress wave . Rock masses consist of intact rock and discontinuities such as faults, joints and bedding planes. The presence of such discontinuities in rock masses dominates the response of jointed rock masses to static and dynamic loading. In studies of wave effect, the rock mass (as the wave transmitting media), transmits impact loads to structures, supporting systems, residential areas, and installations. The rock mass strength properties as well as rock mass discontinuities play a significant role in blast loading of adjacent structures. In this research, the mechanisms of blast-induced wave propagation, wave attenuation and wave interaction with the major discontinuity were investigated using the UDEC code in discontinuum media (Distinct Element Method (DEM) approach) and the FLAC3Dcode in continuum media (Finite Difference Method (FDM) approach).
در اثر انفجار ماده منفجره و در زمان کوتاهی، در داخل یک محیط ناپیوسته مانند توده سنگ (شامل سنگ بکر و ناپیوستگی ها) یا یک محیط پیوسته مانند یک توده خاک یا یک سنگ بکر فاقد درزه و شکاف، انرژی قابل توجهی آزاد می‌گردد. این انرژی ماده منفجره به صورت موج در درون محیط منتشر می‌شود و ذرات محیط را به ارتعاش در می‌آورد. بنابراین سنگ به عنوان یک محیط انتقال دهنده امواج، بارهای ضربه‌ای را به سازه‌های اطراف، سیستم های نگهدارنده، مناطق مسکونی و تأسیسات مجاور محل انفجار منتقل می‌کند. بررسی مطالعات و تحقیقاتی که تاکنون در زمینه انتشار امواج حاصل از انفجار انجام شده است؛ نشان می‌دهد که امکان بررسی و مدل‌سازی میزان تأثیر خصوصیات ناپیوستگی‌های توده سنگ مانند جنس و ضخامت ماده پر‌کننده و لایه بندی، بر انتشار امواج حاصل از انفجار و میرایی آن‌ها (به دلیل پیچیدگی‌های موضوع وتعدد پارامترهای مؤثر بر رفتار موج) تاکنون فراهم نشده است. لذا در این پایان نامه با هدف رفع کاستی های مطالعات و تحقیقات قبلی و در راستای شناخت چگونگی انتشار امواج و بررسی میرایی موج حاصل از انفجار در محیط های پیوسته و ناپیوسته، با استفاده از پیشرفته‌ترین روش‌های عددی، تحلیل‌های گسترده‌ای در زمینه بررسی تأثیر پارامترهای ژئومکانیکی محیط پیوسته (مانند چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) و تخلخل و اشباع شدگی محیط بر میرایی موج حاصل از انفجار و هم چنین بررسی تأثیر پارامترهای هندسی و مقاومتی ناپیوستگی‌های توده سنگ (مخصوصاً جنس و ضخامت ماده پر‌کننده ناپیوستگی) بر معیارهای ارزیابی پیش بینی میزان خسارت ناشی از لرزش زمین (مانند حداکثر سرعت ذره‌ای) انجام گرفته است. در این پایان نامه برای تحلیل عددی انتشار امواج و بررسی میرایی موج حاصل از انفجار در محیط‌های پیوسته و ناپیوسته از نرم افزارهای FLAC3Dو UDEC استفاده شده است. با توجه به مکانیزم انتشار امواج حاصل از انفجار و با استفاده از قابلیت های موجود در این نرم افزارها، فرآیند انتشار امواج دینامیکی حاصل از انفجار در شرایط مختلف مدل سازی شده است. این نرم افزارها دارای قابلیت شبیه سازی تمام فرآیند انفجار نیستند؛ لذا اطلاعات اولیه شرایط انفجار باید توسط دیگر روش ها پیش بینی شوند. در مدل های تحت بررسی موج ضربه ای ناشی از انفجار به صورت یک پالس مثلثی ساده شده، حاصل از ماکزیمم فشار دینامیکی (فشار انفجار) و زمان اعمال فشار آن درنظر گرفته شده و فشار دینامیکی روی دیواره چال انفجاری به صورت بار شعاعی و به طور یکنواخت برآن اعمال شده است. لازم به ذکر است، خرج انفجاری به صورت استوانه ای درنظر گرفته شده است. اعتبارسنجی نتایج حاصل از تحلیل عددی با استفاده از نتایج روابط تجربی موجود و آزمایشات صحرایی و آزمایشگاهی محققین قبلی انجام پذیرفته و صحت نتایج تحلیل عددی تایید شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی