Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Baghbanan,Raheb Bagherpour,Lohrasb Faramarzi
عليرضا باغبانان (استاد راهنما) راحب باقرپور (استاد راهنما) لهراسب فرامرزي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Khademolhoseini
محمدرضا خادم الحسيني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Back analysis and numerical modelling of Masjed-soleiman powerplant cavern, using monitoring Data by discrete element method(DEM)
In the early stages of designing a rock or soil structure, laboratory and in situ tests with proposed imperical tables and diagrams, are useful. During the construction, deformability of soil/rock is measured using different in-situ monitoring instruments and input parameters of modeling are updated. Among the various monitoring methods, estimating of displacement with extensometer, due to its simplicity and explicit expression of structural response, is more attaractive and applicable. Masjed Soleiman HydroElectric Power Plant (HEPP) project in Khuzestan province of Iran is executed on the Karun River. The geological units are a series mudrock, conglomerate and sandstone layers. The main cavern of pahse 1 is constraucted with 30m width, 50m height and 125m length through these layers. There is a potential for sweeling in mudrocks when the water table is cover murdrocks. A direct back analysis modeling is conducted for evaluating the fractured/jointed rock mass mechanical paramaters using measured displacement in extensometer when swelling in mudrocks is occurred. According to the literature parameters of both intact rocks and rock fractures/ineterfaces between layeras may be affected by swelling of mudrocks. In fractured/jointed rock masses when the joints/interfaces are oriented and intersected a undergroung large cavern, the hybrid Jointed Model-Distinct Element Method (JM-DEM) which is considers a discontinuum media as a geometry and facilited a strong numerical tool for simulating this such a complicated media is preferred compared with the simple continuum modeling approaches. Sensitivity numerical back analyses about the effect of intact rock properties which are friction angels, cohesions and also interfaces mechanical behaviors which are normal and shear stiffnesses and surface friction angles and cohesions on deformability of rock mass are run and more significant parameters are recognized and calibrated. The calibrated parameters are used for predicting the deformability of rocks nearby the cavern and evaluating of the unstability of rock blocked. The results show that the deformation is less sensitive to the intact rock parameters and also strength properties of interfaces such as cohesion and friction angles. However both normal and shear stiffnesses of interfaces control the deformability of rock mass which is also reported in the literature. The lowest error function of the results of numerical back analysis models are approximated as 5×10 8 kPa/m and 2×10 7 kPa/m for the normal stiffness and shear stiffness respectively of the contact between mudstone layer with other layers. The results of the prediction models, suggests that the most of the displacements obtained in the right side of cavern roof region and its right and left walls, from allowable values related to the displacement of bolts installed, is exceeded, which shows an unstable situation, in this area. Therefore a more srong support system with long boltlength and large capacity are demanded.
در مراحل اوليه طراحي يک سازه ي سنگي و يا خاکي، آزمايش هاي آزمايشگاهي و درجا و جداول و نمودارهاي پيشنهادي، ابزار مناسبي جهت قضاوت هستند. اما به دليل محدوديت در انجام آزمايش ها و عدم آگاهي از عکس‌العمل توده ي خاک يا سنگ نمي توان نتيجه نهايي را گرفت. به همين دليل پس از شروع ساخت سازه، در مراحل مختلف، اطلاعات مهندسي از سازه و محيط اطراف آن کامل تر مي‌شود. رفتارنگاري سريع‌ترين و ارزان ترين روش براي تکميل اين اطلاعات بشمار مي‌رود. از بين روش هاي مختلف رفتارنگاري اندازه‌گيري جابجايي‌ها به دليل سادگي و بيان صريح عکس‌العمل سازه ،بيش از ديگر روش ها کاربرد دارد. طرح سد ونيروگاه برق آبي مسجد سليمان در جنوب غربي ايران ، دراستان خوزستان و در 30کيلومتري شمال شرقي شهر مسجد سليمان، بر روي رودخانه کارون اجرا شده است. زمين شناسي منطقه مورد نظر در محل نيروگاه سد مسجد سليمان همانند وضعيت زمين شناسي زاگرس کوهپايه اي، چين خورده مي باشد. اين واحد زمين شناسي از توالي لايه هاي گل سنگ ، کنگلومرا و ماسه سنگ تشکيل شده است. مغار اصلي فاز يک با عرض 30 متر،ارتفاع 50 مترو طول 125 متر، در اين لايه ها حفر شده است. ويژگي بارز اين واحد زمين شناسي، تورم پذير بودن لايه هاي گل سنگي آن است. با توجه به اهميت تأثير اين رفتار تورمي بر جابجايي هاي رخ داده در مغار و با بررسي برخي کارهاي انجام شده در خصوص تورم تاکنون، ويژگي هاي مربوط به حد فاصل لايه هاي تورمي گل سنگ با ساير لايه‌ها، سختي نرمال و سختي برشي، به منظور انجام تحليل برگشتي انتخاب شدند. زماني که درزه‌ها و لايه بندي، مغار را قطع مي کند، روش المان مجزاء، که محيط هاي ناپيوسته و درزه دار را بررسي مي کند، يک ابزار قوي براي مدل‌سازي اين محيط ها مطرح مي شود. تحليل حساسيت در خصوص پارامترهاي سنگ بکر، چسبندگي و زاويه اصطکاک و همچنين پارامترهاي مربوط به حد فاصل انجام و پارامترهاي مهم شناسايي و کاليبره گرديدند. نتايج نشان دادند که جابجايي ها نسبت به پارامترهاي سنگ بکر و همچنين پارامترهاي مقاومتي حد فاصل، چسبندگي و زاويه اصطکاک، حساسيت کمتري نشان مي دهد. در اين پايان‌نامه، مدل عددي منطقه اطراف مغار نيروگاه فاز اول سد مسجد سليمان ساخته و رفتار تورمي لايه هاي گل سنگي موجود در منطقه بررسي گرديد که بدين منظور،خصوصيات مربوط به حد فاصل لايه ي گل سنگ با ساير لايه ها در منطقه، با استفاده از روش تحليل برگشتي مستقيم، مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصل از تحليل برگشتي و تحليل حساسيت پارامترها، کمترين مقدار تابع خطا در ميان مدل هاي موجود، شناسايي گرديد که نهايتاً بهترين مقدار براي سختي نرمال و سختي برشي مربوط به حد فاصل لايه گل سنگ با ساير لايه ها، به ترتيب 10 8 ×5 پاسکال/متر و 10 7 ×2 پاسکال/متر به دست آمد و مطابق با اين مقادير، يکسري مدل هاي پيش بيني به منظور ارزيابي جابجايي ها در آينده ارائه شده است. نتايج حاصل از مدل هاي پيش بيني حاکي از آن است که اکثر جابجايي هاي به دست آمده در محدوده سمت راست سقف مغار و ديواره هاي راست و چپ آن، از مقادير مجاز جابجايي‌هاي مربوط به بولت هاي نصب شده، متجاوز است که اين موضوع، وضعيت ناپايداري را در اين محدوده ها نشان مي دهد و تقويت سيستم نگهداري و استفاده از بولت ها با طول و ظرفيت بالاتر را مي طلبد. کلمات کليدي: رفتارنگاري، طرح سد و نيروگاه برق آبي مسجد سليمان، لايه هاي تورمي، تحليل برگشتي، سختي نرمال، سختي برشي، UDEC

ارتقاء امنیت وب با وف بومی