Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahnaz Laghaei
مهناز لقائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Development of various rock engineering projects demands more knowledge about deformability and strength properties of fractured rocks. Among different direct and indirect methods for determining mechanical parameters of rock mass, Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) approach has comparatively prominence for considering discrete systems and interactions between intact rock matrix and fractures. Attempts have been conducted to measure aforementioned parameters in two dimensional media in the literature which may be overestimated compared to a three dimensional approximation. In this study, we use a numerical systematic method to determine fractured rock mass with irregular and stochastic fracture system, equivalent elastic parameters and strength in 3D. For this purpose, different DFN realizations were generated with Monte Carlo simulation based on geometric parameters and then compliance tensor and Representative Elementary Volume (REV) for rock mass deformability and strength in 3D were determined. The numerical modelling results show an anisotropy in deformability parameters in different directions. The rock mass equivalent deformability modulus compared to Young modulus of intact rock was decreased in vertical and horizontal directions about 48 and 62 percent respectively, which shows anisotropy behavior in two different directions. The approximated REV for rock mass deformability and strength properties was 1 m in three-dimensions where it was evaluated to be 5 m when 2D numerical analysis had been performed. The rock mass peak strength reduced drastically compared to unconfined strength of intact rock. Comparison of fitting a few two-dimensional and three-dimensional failure criteria shows that, failure criteria which estimates rock mass strength merely with empirical relations do not well match with numerical results. 3D failure criteria that consider the influence of mean principle stress, estimate different values for strength parameters compared to 2D shear failure criteria. Moreover, rock mass failure phenomena shows intensive dependency to the loading path.
گسترش روزافزون انواع پروژه‌های مرتبط با مهندسی سنگ نیازمند شناخت بهتری از خصوصیات دگرشکلی و مقاومتی توده‌سنگ‌هاست. در میان روش‌های متعدد مستقیم و غیرمستقیم تعیین پارامترهای مکانیکی توده‌سنگ، روش شبکه شکستگی مجزا- المان مجزا (DFN-DEM) به دلیل در نظر گرفتن واقعیت سیستم شکستگی‌ها و روش حل مبتنی بر اندرکنش سنگ بکر و شکستگی‌ها از برتری نسبی برخوردار است. مطالعات گسترده‌ای که تاکنون بصورت دو بعدی صورت گرفته است، در مقایسه با روش‌های سه بعدی اغلب سبب بروز فراتخمین در اندازه‌گیری این پارامترها می‌شود. در این مطالعه از یک روش اصولی عددی برای بدست آوردن پارامترهای الاستیک معادل و مقاومت توده‌سنگ‌های درزه‌دار در سه بعد با شبکه شکستگی‌های تصادفی و نامنظم استفاده شده است. بدین منظور آرایش‌های متفاوتی از شبکه شکستگی مجزا به روش شبیه‌سازی مونت کارلو و بر مبنای پارامترهای هندسی حاصل از برداشت، تولید شده و تنسور عکس سختی و نماینده حجم معادل(REV) برای پارامترهای دگرشکل پذیری و مقاومتی برای توده‌سنگ در حالت سه بعدی تعیین شده است. نتایج حاصل از مدلسازی عددی سه بعدی بیانگر ناهمسانگردی در پارامترهای دگرشکل پذیری توده‌سنگ در راستاهای مختلف است. مقدار مدول دگرشکل‌پذیری معادل توده سنگ در راستاهای قائم و افقی در مقایسه با مدول دگرشکل پذیری سنگ بکر به ترتیب 48 و 62 درصد کاهش یافته است، که بیانگر ناهمسانگردی در دو جهت مختلف است. ابعاد نماینده حجم معادل تعیین شده برای پارامترهای دگرشکل‌پذیری و مقاومتی توده سنگ در حالت سه بعدی برابر یک متر است که پیشتر با استفاده از مدلسازی دوبعدی برابر 5 متر بدست آمده بوده است. مقاومت نهائی توده سنگ در مقایسه با مقاومت فشاری تک محوری سنگ بکر به میزان زیادی کاهش یافته است. مقایسه برازش چند معیار شکست دوبعدی و سه بعدی نشان می‌دهد، معیارهای شکستی که صرفاً مقاومت توده سنگ را با استفاده از روابط تجربی برآورد می‌کنند، مطابقت چندانی با نتایج حاصل از روش‌های عددی ندارد. معیارهای سه بعدی که تأثیر تنش اصلی متوسط را در نظر می‌گیرند، نسبت به معیارهای شکست دو بعدی مقادیر متفاوتی برای پارامترهای مقاومتی برآورد می‌کنند. همچنین بررسی تأثیر نوع شرایط بارگذاری بیانگر وابستگی شدید پدیده‌ی شکست توده سنگ به مسیر بارگذاری است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی