Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan,Lohrasb Faramarzi
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما) لهراسب فرامرزی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Alireza Khani
علیرضا خانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Knowledge of mechanical and strength parameters and also post-peak behavior of rock masses are of considerable importance in designing and analyzing different rock engineering structures. Determination of these parameters with the lowest degree of uncertainty is imperative in economic and safety of rock engineering projects. In this thesis, the effects of fracture intensity and stress on deformability, elastic strength and post peak behavior of fractured rock masses are investigated. The concepts applied in this research work are the fundamental principles of the general theory of elasticity, Representative Elementary Volume (REV), the compliance tensor and the strength criteria of fractured rocks. With inadequate and small scales of rock sample, such investigations may not be possible to conduct in laboratory scale, which necessitates the development of new approaches. There exist different methods for calculating the mentioned parameters of rock masses: Experimental, analytical and numerical approaches. One of the most effective methods is utilizing a hybrid numerical Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) to study the effects of geometrical parameters and stress on deformation modulus, Poisson’s ratio, strength and post-peak behavior of fractured rock masses. Numerous DFN models with variable fracture intensities and sizes were generated by means of Monte Carlo simulation method. In order to determine the deformability parameters, elastic strength and post-peak behavior, using the DFN-DEM method and UDEC code, the compliance tensors for DEM models with variable geometrical patterns were calculated and the stress-strain curves for these models were studied. Accordingly, considering the scale and stress effects, the REVs related to mechanical and stress parameters for DEM models with particular fracture intensities were determined. The results highlight a negative correlation between the fracture intensity and the values of strength and deformability parameters of the DEM models. An increase in the applied stress yields to the increase of deformation modulus and strength. Compared with the Hoek-Brown criterion, the Mohr-Coulomb strength stress envelope provides a better fit to the results of numerical tests. The work-hardening behavior occurs in most of the stress-strain curves.
مقادیر پارامترهای مکانیکی و مقاومتی توده سنگ ها و همچنین رفتار پس از شکست آن ها، در طراحی ها و تحلیل سازه های مختلف مهندسی سنگ از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تعیین این پارامترها با کمترین میزان عدم قطعیت، بر مباحث اقتصادی، ایمنی و زمان تحویل پروژه های مرتبط با سنگ تأثیر بسزایی دارد. در این پایان نامه، تأثیر چگالی شبکه های شکستگی و تنش اعمالی بر آن ها، روی مدول تغییر شکل پذیری، نسبت پواسون، مقاومت الاستیک و رفتار پس از مقاومت نهایی در توده سنگ های درزه دار بررسی می شود. مفاهیم کلی مورد استفاده در این مطالعه تئوری های الاستیسیته، اندازه ی نمونه ی معرف، تنسور عکس سختی و معیار مقاومت توده سنگ درزه دار می باشند. با توجه به میزان حضور درزه ها در واحد سطح سنگ، چگالی درزه ها در توده سنگ ها متفاوت است و رفتار های مکانیکی، مقاومتی و منحنی های شکست توده سنگ ها تحت تأثیر چگالی درزه ها و میزان تنش اعمالی به آن ها می باشد. بررسی چنین رفتارهایی در آزمایشگاه با نمونه های سالم بدون درزه با ابعاد کوچک امکان پذیر نبوده و روش های دیگری برای این بررسی مورد نیاز است. بجز آزمایش های برجا، روش های غیر مستقیم تجربی، تحلیلی و عددی برای تعیین پارامترهای مکانیکی و مقاومتی توده سنگ های درزه دار وجود دارد که در این میان روش عددی شبکه درزه مجزا - روش المان مجزا (DEM-DFN)، روش منلسبی برای مطالعه ی تأثیر تنش و پارامترهای هندسی درزه بر مدول دگرشکل پذیری، ضریب پواسون، مقاومت الاستیک و رفتار بعد از آن در توده سنگ های درزه دار می باشد. در این مطالعه به منظور بررسی این تأثیرات، با استفاده از داده های درزه های برداشت شده در منطقه و روش شبیه سازی مونت کارلو تعداد زیادی مدل های تصادفی سنگ درزه دار در ابعاد و چگالی های مختلف تولید شدند. با بکارگیری روش المان های مجزا بر روی شبکه های شکستگی تولید شده و استفاده از نرم افزار UDEC، ماتریس عکس سختی و منحنی های تنش-کرنش مربوط به مدل های DEM در چگالی های مختلف برای تعیین پارامترهای دگرشکل پذیری و مقاومت الاستیک و همچنین بررسی رفتار پس از مقاومت، محاسبه و ترسیم گردید. پس از آن با در نظر گرفتن اثر اندازه ی مدل بر پارامترهای مختلف سنگ، اندازه ی نمونه ی معرف برای هر حالت تعییین شد و تأثیر تنش روی مقاومت نهایی آن بررسی گردید. نتایج نشان می دهد مقاومت و پارامترهای مکانیکی توده سنگ های درزه دار با افزایش چگالی درزه ها در شبکه های شکستگی کاهش می یابد و افزایش تنش های جانبی بر توده سنگ با عث افزایش مقاومت و کاهش دگر شکل پذیری می شود. در ادامه با رسم منحنی های شکست، مشخص شد که معیار شکست موهر-کولمب در مقایسه با معیار هوک و براون مطابقت بیشتری با نتایج بدست آمده از مدلسازی های عددی رفتار سنگ های درزه دار تحت تنش های جانبی مختلف دارد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی