Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
سعید مهدوی (استاد مشاور) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahad Sookhak
احد سوخک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Uncertaity analysis of Block Stability Analysis in Larg Excavation using Analytical and NumericalModeling - In............
Block failure is one of the most common types of failure in underground excavations. The volumes of possible unstable blocks are evaluated using different methods such as kinematic analysis and Discrete Fracture Network (DFN) methods. The forces acting on blocks also are estimated using different analytical and numerical methods such as Limit Equilibrium and Distinct Element Method (DEM) approaches. Probabilistic Kinematics analysis is based on Monte Carlo simulations from the distribution of geometry parameters of fractures. In order to evaluate the rock block volumes around an excavation using the stochastic DFN approach, a large number of DFN realizations should be generated. The problem in DFN is the calibration for making a representative realization of DFN. Using some statistical tests such as William-Watson (W-W) test, the most compatible DFN models with mapped fracture in the field are selected for block stability analysis. The purpose of this study is to evaluate the unstable block volumes and required support system such as bolt patterns to estimate the model uncertainty of Probabilistic Kinematics Limit Equilibrium (PKLE) compared with Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) analysis which provides a closer representation of reality. The basic geometry parameters of fractures and also mechanical properties of rocks are taken from a large excavated cavern in southeast of Sweden . A FORTRAN code was developed based on the William-Watson’s (W-W) statistical test. The confirmed DFN's by the W-W test was assigned to the DEM model as the geometric basis for the block stability analysis using UDEC code. For the PKLE analysis the commercial software Unwedge, which is based on key block theory has been used. Model uncertainty is calculated using mean difference and variance ratio of two normal distribution functions. The results show that the PKLE underestimates the unstable block volumes. The calculated mean value of unstable block volumes using PKLE is much smaller than DFN-DEM simulation results. Although the variance ratio of two normal distribution of required total bolt length from PKLE and DFN-DEM methods are equal, the mean values of two distributions are significantly different which means again that using PKLE method cause a large degree of uncertainty for block stability analysis around a cavern.
تخریب بلوکی یکی از معمولی ترین انواع تخریب در حفاری های زیرزمینی است. حجم بلوک هایی که پتانسیل ناپایداری دارند توسط روش های مختلفی مانند آنالیز سینماتیکی و روش شبکه ی ناپیوستگی های مجزا (DFN) محاسبه می شود. نیروهایی که روی بلوک ها اثر می کنند توسط روش های مختلف عددی و تحلیلی مانند تعادل حدی و روش المان مجزا (DEM) تعیین می گردند. آنالیز سینماتیکی میتواند در یک مسیر احتمالی قرار گیرد اگر این آنالیز مبتنی بر شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از تابع توزیع پارامترهای هندسی باشد. مدل شبکه ی ناپیوستگی های مجزا نیز می تواند مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی ها باشد. برای این منظور باید از تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی ها استفاده کرد، که این توابع چگالی از نتایج برداشت شده از منطقه به دست آمده اند. برای تعیین حجم بلوک های سنگی اطراف فضای حفاری با استفاده از روش DFN های تصادفی، ابتدا باید تعداد زیادی DFN تولید کرد. مسئله ای که حائز اهمیت است این است که از بین این DFN های تولید شده، مناسب ترین آنها را انتخاب کنیم. با استفاده از بعضی از آزمون های آماری مانند تست ولیام واتسون (W-W)، می توان DFN هایی که تطابق بیشتری با نقشه ی ناپیوستگی های منطقه دارند را برای آنالیز پایداری بلوک ها انتخاب کرد. هدف این مطالعه تعیین حجم بلوک های ناپایدار و سیستم نگهداری مورد نیاز مانند یک الگوی بولت می باشد، تا بدین وسیله میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده توسط آنالیز احتمالی سینماتیکی- تعادل حدی (PKLE) از طریق مقایسه با نتایج آنالیز شبکه ی ناپیوستگی های مجزا- روش المان مجزا (DFN-DEM) که به واقعیت نزدیک تر است، تعیین گردد. معرفی و تعیین میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده یکی از موضوعات مهم در روند طراحی است که به آسانی نادیده گرفته می شود، اما در میزان ایمن بودن پروژه بسیار موثر است. این برای اولین بار است که میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده توسط روش PKLE و روش هیبریدی DFN-DEM برای آنالیز تخریب بلوک های تشکیل شده در اطراف یک فضای بزرگ زیرزمینی، تعیین می گردد. پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها و همچنین خصوصیات مکانیکی سنگ ها، از یک مغار بزرگ حفاری شده در جنوب کشور سوئد برداشت شده است، همچنین یک کد به زبان FORTRAN ، مبتنی بر تست آماری ولیام واتسون نوشته شده است. مدل های DFN که به وسیله ی تست ولیام واتسون تایید شده اند برای انجام آنالیز پایداری بلوکی به وسیله ی روش DEM ، به نرم افزار UDEC داده می شوند. برای آنالیز PKLE از نرم افزار Unwedge که مبتنی بر تعادل حدی است، استفاده شده است. برای تعیین میزان عدم قطعیت مدل ها نیز از اختلاف میانگین و نسبت واریانس های دو تابع توزیع نرمال استفاده گردیده است. نتایج نشان می دهد که روش PKLE حجم بلوک های ناپایدار را کمتر ( دست پایین ) تخمین می زند. محاسبات نشان می دهد که متوسط حجم بلوک های ناپایدار تعیین شده توسط روش PKLE ، کمتر از روش DFN-DEM است. همچنین نسبت واریانس دو تابع توزیع نرمال مربوط به طول کل بولت مورد نیاز در آنالیزهای PKLE و DFN-DEM با هم برابر است اما مقدار میانگین این دو تابع توزیع اختلاف معنا داری با هم دارند که این بدین معنی است که استفاده از روش PKLE باعث ایجاد مقداری عدم قطعیت در آنالیز پایداری بلوک های اطراف یک مغار می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی