Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما) عليرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahnaz Laghaei
مهناز لقائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Development of various rock engineering projects demands more knowledge about deformability and strength properties of fractured rocks. Among different direct and indirect methods for determining mechanical parameters of rock mass, Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) approach has comparatively prominence for considering discrete systems and interactions between intact rock matrix and fractures. Attempts have been conducted to measure aforementioned parameters in two dimensional media in the literature which may be overestimated compared to a three dimensional approximation. In this study, we use a numerical systematic method to determine fractured rock mass with irregular and stochastic fracture system, equivalent elastic parameters and strength in 3D. For this purpose, different DFN realizations were generated with Monte Carlo simulation based on geometric parameters and then compliance tensor and Representative Elementary Volume (REV) for rock mass deformability and strength in 3D were determined. The numerical modelling results show an anisotropy in deformability parameters in different directions. The rock mass equivalent deformability modulus compared to Young modulus of intact rock was decreased in vertical and horizontal directions about 48 and 62 percent respectively, which shows anisotropy behavior in two different directions. The approximated REV for rock mass deformability and strength properties was 1 m in three-dimensions where it was evaluated to be 5 m when 2D numerical analysis had been performed. The rock mass peak strength reduced drastically compared to unconfined strength of intact rock. Comparison of fitting a few two-dimensional and three-dimensional failure criteria shows that, failure criteria which estimates rock mass strength merely with empirical relations do not well match with numerical results. 3D failure criteria that consider the influence of mean principle stress, estimate different values for strength parameters compared to 2D shear failure criteria. Moreover, rock mass failure phenomena shows intensive dependency to the loading path.
گسترش روزافزون انواع پروژه‌هاي مرتبط با مهندسي سنگ نيازمند شناخت بهتري از خصوصيات دگرشکلي و مقاومتي توده‌سنگ‌هاست. در ميان روش‌هاي متعدد مستقيم و غيرمستقيم تعيين پارامترهاي مکانيکي توده‌سنگ، روش شبکه شکستگي مجزا- المان مجزا (DFN-DEM) به دليل در نظر گرفتن واقعيت سيستم شکستگي‌ها و روش حل مبتني بر اندرکنش سنگ بکر و شکستگي‌ها از برتري نسبي برخوردار است. مطالعات گسترده‌اي که تاکنون بصورت دو بعدي صورت گرفته است، در مقايسه با روش‌هاي سه بعدي اغلب سبب بروز فراتخمين در اندازه‌گيري اين پارامترها مي‌شود. در اين مطالعه از يک روش اصولي عددي براي بدست آوردن پارامترهاي الاستيک معادل و مقاومت توده‌سنگ‌هاي درزه‌دار در سه بعد با شبکه شکستگي‌هاي تصادفي و نامنظم استفاده شده است. بدين منظور آرايش‌هاي متفاوتي از شبکه شکستگي مجزا به روش شبيه‌سازي مونت کارلو و بر مبناي پارامترهاي هندسي حاصل از برداشت، توليد شده و تنسور عکس سختي و نماينده حجم معادل(REV) براي پارامترهاي دگرشکل پذيري و مقاومتي براي توده‌سنگ در حالت سه بعدي تعيين شده است. نتايج حاصل از مدلسازي عددي سه بعدي بيانگر ناهمسانگردي در پارامترهاي دگرشکل پذيري توده‌سنگ در راستاهاي مختلف است. مقدار مدول دگرشکل‌پذيري معادل توده سنگ در راستاهاي قائم و افقي در مقايسه با مدول دگرشکل پذيري سنگ بکر به ترتيب 48 و 62 درصد کاهش يافته است، که بيانگر ناهمسانگردي در دو جهت مختلف است. ابعاد نماينده حجم معادل تعيين شده براي پارامترهاي دگرشکل‌پذيري و مقاومتي توده سنگ در حالت سه بعدي برابر يک متر است که پيشتر با استفاده از مدلسازي دوبعدي برابر 5 متر بدست آمده بوده است. مقاومت نهائي توده سنگ در مقايسه با مقاومت فشاري تک محوري سنگ بکر به ميزان زيادي کاهش يافته است. مقايسه برازش چند معيار شکست دوبعدي و سه بعدي نشان مي‌دهد، معيارهاي شکستي که صرفاً مقاومت توده سنگ را با استفاده از روابط تجربي برآورد مي‌کنند، مطابقت چنداني با نتايج حاصل از روش‌هاي عددي ندارد. معيارهاي سه بعدي که تأثير تنش اصلي متوسط را در نظر مي‌گيرند، نسبت به معيارهاي شکست دو بعدي مقادير متفاوتي براي پارامترهاي مقاومتي برآورد مي‌کنند. همچنين بررسي تأثير نوع شرايط بارگذاري بيانگر وابستگي شديد پديده‌ي شکست توده سنگ به مسير بارگذاري است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی