Skip to main content
SUPERVISOR
Raheb Bagherpour,Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
راحب باقرپور (استاد مشاور) حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما) عليرضا 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.
يکي از روش‌هايي که به‌موجب آن اهداف بهسازي حاصل مي‌شود، تزريق دوغاب در توده سنگ مي‌باشد. به علت پيچيدگي عوامل ذاتي توده سنگ که بر پيشروي دوغاب تزريق تأثيرگذار مي‌باشد. تحقيق ‌‌هاي تجربي و عددي زيادي در مورد پيشروي تزريق در تک درزه و دسته‌درزه‌هاي منظم به‌صورت تحليلي، فيزيکي و عددي صورت گرفته، ولي تحقيقات کمي درزمينه‌ي مدل‌سازي فيزيکي و عددي شبکه شکستگي‌هاي مجزا انجام‌شده است. ازجمله تحقيقات قابل‌ذکر مي‌توان به نسخه اوليه نرم‌افزار GroutIUT2D اشاره نمود، که از روش حل افت فشار براي حل جريان در شبکه شکستگي مجزا استفاده کرده است. در اينجا سعي شده با استفاده از مدل‌سازي فيزيکي شبکه شکستگي در آزمايشگاه و شبيه‌سازي آن با مدل عددي سعي در رفع اين فقدان و رفع ايرادهاي نسخه اوليه نرم‌افزار GroutIUT2D درزمينه عمليات تزريق شود. با توجه به نتايج حاصل و انطباق دو مدل عددي و فيزيکي تا حدودي اين مهم حاصل‌شده است. شبيه‌سازي انجام‌شده با روش شبکه بولتزمن قابليت انجام محاسبات به‌صورت موازي را دارا مي‌باشد که درنهايت منتج به ارائه نسخه دوم نرم‌افزار شده است؛ که قابليت ساخت شبکه شکستگي مجزا و دريافت پارامترهاي هندسي توده سنگ به‌عنوان عوامل ذاتي و عوامل عملياتي مانند گرانروي و چگالي دوغاب تزريق را دارا مي‌باشد. معيار مورداستفاده در اين مطالعه مساحت سطح پخش شوندگي تزريق است که برنامه با استفاده از يک الگوريتم تعيين مساحت حول چال تزريق، در حين روند اجرا و انجام محاسبات آن‌ را نمايش مي‌دهد. براي مدل‌سازي فيزيکي با طراحي آزمايش تاگوچي، با سه شبکه شکستگي متفاوت با بعدهاي فرکتال متفاوت و شرايط فشار و زمان متفاوت و سه سيال با گرانروي متفاوت روغن هيدروليک، واسکازين و دوغاب سيماني با نسبت آب به سيمان 1:2، و دهانه بازشدگي درزه موردبررسي قرارگرفته است. نکته مهم موردمطالعه در مدل‌سازي فيزيکي، وجود فشار آب به‌عنوان جبهه کار در عمليات تزريق و بررسي تأثير آن بر روند تزريق مي‌باشد. پس از انجام آزمايش‌هاي طراحي‌شده ميزان اثرگذاري هر يک از عوامل بر سطح پخش شوندگي به دست آمد و بر اساس آن مدل‌سازي عددي انجام گرفت. نتايج به‌دست‌آمده از اين پژوهش نشان‌دهنده‌ي تأثير عوامل گوناگون بر روي ميزان خورند تزريق مي‌باشد. از نکات مهمي که در مدل‌سازي فيزيکي و عددي مي‌توان به آن اشاره نمود، تأثير محيط خشک و اشباع بر روي مساحت پخش شوندگي بوده که نتيجه آن تأثير منفي محيط اشباع بر پيشروي دوغاب تزريق مي‌باشد. در ادامه با بررسي زمان و فشار در عمليات تزريق اين نکته به‌وضوح روشن گرديد که اين دو عامل داراي مقادير بهينه بوده و با افزايش بي‌حد اين دو، تأثيري در مقادير گسترش تزريق حاصل نمي‌شود. تأثير عامل گرانروي به‌شدت محسوس بوده و با افزايش گرانروي سطح پخش شوندگي کاهش چشمگيري مي‌يابد. در ادامه با شبيه‌سازي مدل‌هاي فيزيکي با استفاده از روش شبکه بولتزمن سعي در اعتبارسنجي مدل عددي و نرم‌افزار شده است، که درنهايت با انجام چند شبيه‌سازي با نرم‌افزار و بعدازآن ساخت مدل فيزيکي هرکدام، اعتبارسنجي نرم‌افزار تصديق گرديد. با استفاده از نرم‌افزار يک شبکه شکستگي بزرگ‌مقياس حل و نتايج آن بيانگر تصديق وجود زمان و فشار بهينه و حدي در عمليات تزريق مي‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی