Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
سعيد مهدوي (استاد مشاور) حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما) عليرضا 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.
تخريب بلوکي يکي از معمولي ترين انواع تخريب در حفاري هاي زيرزميني است. حجم بلوک هايي که پتانسيل ناپايداري دارند توسط روش هاي مختلفي مانند آناليز سينماتيکي و روش شبکه ي ناپيوستگي هاي مجزا (DFN) محاسبه مي شود. نيروهايي که روي بلوک ها اثر مي کنند توسط روش هاي مختلف عددي و تحليلي مانند تعادل حدي و روش المان مجزا (DEM) تعيين مي گردند. آناليز سينماتيکي ميتواند در يک مسير احتمالي قرار گيرد اگر اين آناليز مبتني بر شبيه سازي مونت کارلو با استفاده از تابع توزيع پارامترهاي هندسي باشد. مدل شبکه ي ناپيوستگي هاي مجزا نيز مي تواند مبتني بر نمايش تصادفي سيستم ناپيوستگي ها باشد. براي اين منظور بايد از تابع چگالي احتمال پارامترهاي ناپيوستگي ها استفاده کرد، که اين توابع چگالي از نتايج برداشت شده از منطقه به دست آمده اند. براي تعيين حجم بلوک هاي سنگي اطراف فضاي حفاري با استفاده از روش DFN هاي تصادفي، ابتدا بايد تعداد زيادي DFN توليد کرد. مسئله اي که حائز اهميت است اين است که از بين اين DFN هاي توليد شده، مناسب ترين آنها را انتخاب کنيم. با استفاده از بعضي از آزمون هاي آماري مانند تست وليام واتسون (W-W)، مي توان DFN هايي که تطابق بيشتري با نقشه ي ناپيوستگي هاي منطقه دارند را براي آناليز پايداري بلوک ها انتخاب کرد. هدف اين مطالعه تعيين حجم بلوک هاي ناپايدار و سيستم نگهداري مورد نياز مانند يک الگوي بولت مي باشد، تا بدين وسيله ميزان عدم قطعيت مدل هاي ساخته شده توسط آناليز احتمالي سينماتيکي- تعادل حدي (PKLE) از طريق مقايسه با نتايج آناليز شبکه ي ناپيوستگي هاي مجزا- روش المان مجزا (DFN-DEM) که به واقعيت نزديک تر است، تعيين گردد. معرفي و تعيين ميزان عدم قطعيت مدل هاي ساخته شده يکي از موضوعات مهم در روند طراحي است که به آساني ناديده گرفته مي شود، اما در ميزان ايمن بودن پروژه بسيار موثر است. اين براي اولين بار است که ميزان عدم قطعيت مدل هاي ساخته شده توسط روش PKLE و روش هيبريدي DFN-DEM براي آناليز تخريب بلوک هاي تشکيل شده در اطراف يک فضاي بزرگ زيرزميني، تعيين مي گردد. پارامترهاي هندسي ناپيوستگي ها و همچنين خصوصيات مکانيکي سنگ ها، از يک مغار بزرگ حفاري شده در جنوب کشور سوئد برداشت شده است، همچنين يک کد به زبان FORTRAN ، مبتني بر تست آماري وليام واتسون نوشته شده است. مدل هاي DFN که به وسيله ي تست وليام واتسون تاييد شده اند براي انجام آناليز پايداري بلوکي به وسيله ي روش DEM ، به نرم افزار UDEC داده مي شوند. براي آناليز PKLE از نرم افزار Unwedge که مبتني بر تعادل حدي است، استفاده شده است. براي تعيين ميزان عدم قطعيت مدل ها نيز از اختلاف ميانگين و نسبت واريانس هاي دو تابع توزيع نرمال استفاده گرديده است. نتايج نشان مي دهد که روش PKLE حجم بلوک هاي ناپايدار را کمتر ( دست پايين ) تخمين مي زند. محاسبات نشان مي دهد که متوسط حجم بلوک هاي ناپايدار تعيين شده توسط روش PKLE ، کمتر از روش DFN-DEM است. همچنين نسبت واريانس دو تابع توزيع نرمال مربوط به طول کل بولت مورد نياز در آناليزهاي PKLE و DFN-DEM با هم برابر است اما مقدار ميانگين اين دو تابع توزيع اختلاف معنا داري با هم دارند که اين بدين معني است که استفاده از روش PKLE باعث ايجاد مقداري عدم قطعيت در آناليز پايداري بلوک هاي اطراف يک مغار مي گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی