Skip to main content
SUPERVISOR
Raheb Bagherpour,Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
راحب باقرپور (استاد مشاور) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Torkan
مسعود ترکان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
In case of inappropriateness of ground conditions, it should be improved in order to attain the strength required for structure. One method to serve this purpose, is grouting in rock mass. Various experimental and numerical studies have been conducted regarding grouting progress in a single joint or disciplined joint set analytically, physically, and numerically but studies carried out in the field of physical and particularly in Discrete Fracture Network (DFN) models are scarce. The initial version of GrouIUT 2D which utilizes pressure drop method to compute fluid flow in DFNs. It is attempted to remedy the scarcity and resolve the issues of the prototype GrouIUT 2D using modeling fracture networks at laboratory scale and modeling it numerically. The simulation was performed using Lattice Boltzman (LB) method which has an ability for rapid calculations and parallel processing, and led to the second version of the software which is capable of generating DFNs and also operational agents such as the viscosity and density of grout. The criterion adopted in this research is the distributable area of grout which the code can show according to an algorithm for determining the area around the grouting well during calculation. The number of physical modeling was optimized with Taguchi experimental design and three different fracture networks, non-identical fractal dimensions, and varying pressure and time conditions and three fluids with the viscosities of hydraulic and gear oils, cement grout with the water-to-cement ratio of 1:2, and joint aperture in dry and saturated conditions were examined. Following the designed experiments, the influence of each agent on the distributable area was determined and numerical simulations were conducted accordingly. The results showed the effects of different factors on grout spreading. The results of physical and numerical modeling show that the saturated media and front pressure head has a negative impact on grout spreading progress in DFN. The investigation of time and pressure revealed that these two components are of optimum values and excessive increase in them do not affect grout distribution characteristics. The influence of viscosity is significant and its increase results in a decrease in the distributable area. Using physical simulations and LB, the numerical model and were verified. Since the validity of was confirmed, a large scale fracture network was simulated and the results substantiated the presence of optimized time and pressure in grouting.
یکی از روش‌هایی که به‌موجب آن اهداف بهسازی حاصل می‌شود، تزریق دوغاب در توده سنگ می‌باشد. به علت پیچیدگی عوامل ذاتی توده سنگ که بر پیشروی دوغاب تزریق تأثیرگذار می‌باشد. تحقیق ‌‌های تجربی و عددی زیادی در مورد پیشروی تزریق در تک درزه و دسته‌درزه‌های منظم به‌صورت تحلیلی، فیزیکی و عددی صورت گرفته، ولی تحقیقات کمی درزمینه‌ی مدل‌سازی فیزیکی و عددی شبکه شکستگی‌های مجزا انجام‌شده است. ازجمله تحقیقات قابل‌ذکر می‌توان به نسخه اولیه نرم‌افزار GroutIUT2D اشاره نمود، که از روش حل افت فشار برای حل جریان در شبکه شکستگی مجزا استفاده کرده است. در اینجا سعی شده با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی شبکه شکستگی در آزمایشگاه و شبیه‌سازی آن با مدل عددی سعی در رفع این فقدان و رفع ایرادهای نسخه اولیه نرم‌افزار GroutIUT2D درزمینه عملیات تزریق شود. با توجه به نتایج حاصل و انطباق دو مدل عددی و فیزیکی تا حدودی این مهم حاصل‌شده است. شبیه‌سازی انجام‌شده با روش شبکه بولتزمن قابلیت انجام محاسبات به‌صورت موازی را دارا می‌باشد که درنهایت منتج به ارائه نسخه دوم نرم‌افزار شده است؛ که قابلیت ساخت شبکه شکستگی مجزا و دریافت پارامترهای هندسی توده سنگ به‌عنوان عوامل ذاتی و عوامل عملیاتی مانند گرانروی و چگالی دوغاب تزریق را دارا می‌باشد. معیار مورداستفاده در این مطالعه مساحت سطح پخش شوندگی تزریق است که برنامه با استفاده از یک الگوریتم تعیین مساحت حول چال تزریق، در حین روند اجرا و انجام محاسبات آن‌ را نمایش می‌دهد. برای مدل‌سازی فیزیکی با طراحی آزمایش تاگوچی، با سه شبکه شکستگی متفاوت با بعدهای فرکتال متفاوت و شرایط فشار و زمان متفاوت و سه سیال با گرانروی متفاوت روغن هیدرولیک، واسکازین و دوغاب سیمانی با نسبت آب به سیمان 1:2، و دهانه بازشدگی درزه موردبررسی قرارگرفته است. نکته مهم موردمطالعه در مدل‌سازی فیزیکی، وجود فشار آب به‌عنوان جبهه کار در عملیات تزریق و بررسی تأثیر آن بر روند تزریق می‌باشد. پس از انجام آزمایش‌های طراحی‌شده میزان اثرگذاری هر یک از عوامل بر سطح پخش شوندگی به دست آمد و بر اساس آن مدل‌سازی عددی انجام گرفت. نتایج به‌دست‌آمده از این پژوهش نشان‌دهنده‌ی تأثیر عوامل گوناگون بر روی میزان خورند تزریق می‌باشد. از نکات مهمی که در مدل‌سازی فیزیکی و عددی می‌توان به آن اشاره نمود، تأثیر محیط خشک و اشباع بر روی مساحت پخش شوندگی بوده که نتیجه آن تأثیر منفی محیط اشباع بر پیشروی دوغاب تزریق می‌باشد. در ادامه با بررسی زمان و فشار در عملیات تزریق این نکته به‌وضوح روشن گردید که این دو عامل دارای مقادیر بهینه بوده و با افزایش بی‌حد این دو، تأثیری در مقادیر گسترش تزریق حاصل نمی‌شود. تأثیر عامل گرانروی به‌شدت محسوس بوده و با افزایش گرانروی سطح پخش شوندگی کاهش چشمگیری می‌یابد. در ادامه با شبیه‌سازی مدل‌های فیزیکی با استفاده از روش شبکه بولتزمن سعی در اعتبارسنجی مدل عددی و نرم‌افزار شده است، که درنهایت با انجام چند شبیه‌سازی با نرم‌افزار و بعدازآن ساخت مدل فیزیکی هرکدام، اعتبارسنجی نرم‌افزار تصدیق گردید. با استفاده از نرم‌افزار یک شبکه شکستگی بزرگ‌مقیاس حل و نتایج آن بیانگر تصدیق وجود زمان و فشار بهینه و حدی در عملیات تزریق می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی