Skip to main content
SUPERVISOR
علي اکبر واحدي (استاد مشاور) محمود بهنيا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Abdollah Almasi
عبداله الماسي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Slope Stability Analysis in Heterogeneous Rock Masses
lope stability has important role in mining and civil engineering activities. Decreasing of slope height causes increasing in factor of safety, and then decreasing in mining cost. Rock failure along discontinuity surface (including joints, faults and layers) occurs as a plane, wedge or block falling failure. While circular and gravel failure strongly takes place in weathered slopes. Stability analysis methods consist of experimental approaches (SMR and MRMR), limit equilibrium and numerical methods. Although extensive studies has been carried out on rock slope stability, but in the heterogeneous rock mass, few researches have been conducted due to the alternating of hard and soft layers and complicated behavior. In civil and mining investigations with heterogeneous rock mass, the first step involves determining of geomechanical parameters. Next step includes the modeling of rock slope surfaces, which can be modeled by three ways: actual layers, layer Equivalence and anisotropy state. There are three important topics in this research: how to extract geomechanical parameters for heterogeneous rock mass, modeling of rock slope surfaces (actual layers, layer Equivalence and anisotropy state). In addition, the effect of rock mass on the heterogeneous state was taken into account; this effect is due to the influence of some parameters such as increasing of wear layers thickness, layer and joint orientation and layers sequence. Then, their effect on safety factor and fracture level in slope surfaces was modeled by three methods; limit equilibrium with Slide software, continuous numerical method with FLAC and discontinuous model with UDEC. Results indicated that by increasing the percentage of weak layer thickness between strong layers to a certain limit, safety factor decreases. After certain limit, factor of safety remains constant by increasing of weak layer thickness. The modeling of layer orientation by three programs showed that, minimum safety factor corresponds to orientation angle 40 degree. Maximum safety factor corresponds to orientation angle 90 degree with Pro Slide and 80 degree with FLAC and UDEC. The modeling of layer sequence and layer thickness indicated that when weak layer thickness is 50 percent, by increasing the number of layers and decreasing thickness of them, factor of safety with limit equilibrium program increases to a certain limit, and then it remains constant. While in numerical programs, by increasing the number of layers, safety factor does not change, but whenever the thickness of weak layer decreases (about 20 percent), the variation of Confidence coefficient increases.
پايداري شيب در برنامه ريزي طراحي و هزينه هاي معدنکاري و فعاليت هاي عمراني نقش موثري دارد، شيب زياد از يک طرف باعث کاهش ضريب ايمني و از طرفي باعث کاهش هزينه ها مي گردد. شکست سنگ ها در امتداد سطوح ناپيوستگي ( شامل درزه ها،گسل ها و صفحات لايه بندي) بصورت صفحه اي ، گوه اي، واژگوني و بلوکي رخ مي دهد و شکست هاي دايره اي و سنگريزه اي در شيب هاي سنگي بشدت خرد شده و هوازده يا خاکي اتفاق مي افتد. روش هاي تحليل پايداري: شامل روش هاي تجربي SMR و MRMR، روش تعادل حدي و روش عددي مي باشند. هر چند که مطالعات گسترده اي در زمينه تحليل پايداري سطوح شيبدار سنگي صورت گرفته است، اما در توده سنگ هاي ناهمگن که به دليل قرارگيري متناوب لايه هاي سخت و نرم در کنار هم داراي رفتار پيچيده اي هستند، مطالعات محدودي صورت گرفته و تجربيات اندکي وجود دارد. در کارهاي عمراني و معدني که با توده سنگ هاي ناهمگن در ارتباط باشند، اولين قدم تعيين پارامترهاي ژئومکانيکي سنگ هاي دربرگيرنده ترانشه هاي سنگي مي باشند. در گام بعد نحوه مدلسازي سطوح شيبدار سنگي با توجه به پارامترهاي برآورد شده براي توده سنگ هاي ناهمگن مي باشند که به سه روش لايه هاي واقعي، معادل گيري از لايه ها و حالت آنيزوتروپي مي توان آنها را مدلسازي کرد. در اين پايان نامه سه موضوع مهم شامل: نحوه استخراج پارامترهاي ژئومکانيکي براي توده سنگ هاي ناهمگن، نحوه مدلسازي آنها (بصورت لايه هاي واقعي، حالت آنيزوتروپي و معادل گيري لايه ها) و همچنين تاثيرات توده سنگ هاي هتروژن و حالت هايي که در آنها وجود دارد، مانند تاثير افزايش ضخامت لايه ضعيف، جهت گيري لايه ها و درزه ها و همچنين توالي لايه ها را مدلسازي کرده است. در ادامه تاثير آنها را بر ضريب ايمني و سطح شکست در سطوح شيبدار به سه روش تعادل حدي با نرم افزار Slide ، روش عددي پيوسته با نرم افزار Flac و ناپيوسته با نرم افزار UDEC مدلسازي کرده. نتايج مدلسازي ها با سه نرم افزار تعادل حدي و عددي نشان مي دهد با افزايش درصد ضخامت لايه ضعيف بين لايه قوي تا يک حد باعث کاهش ضريب ايمني مي شود و بعد از آن با افزايش ضخامت لايه ضيف ضريب ايمني ثابت مي شود. همچنين نتايج مدلسازي جهت گيري لايه ها نشان مي دهد در سه نرم افزار کمترين ضريب ايمني در زاويه 40 درجه رخ مي دهد و بيشترين ضريب ايمني با نرم افزار Slide در زاويه 90 درجه و اما با نرم فزار Flac و UDEC بيشترين ضريب ايمني در زاويه 80 درجه رخ مي دهد. مدلسازي توالي لايه ها و ضخامت لايه ها نشان مي دهد زماني که ضخامت لايه ضعيف 50 درصد باشد با افزايش تعداد لايه ها و کاهش ضخامت آنها با نرم افزار تعادل حدي ضريب ايمني تا يک حد افزايش مي يابد و بعد از آن تغييرات ضريب ايمني ثابت مي شود اما در نرم افزارهاي عددي با زياد شدن تعداد لايه ها ضريب ايمني تغييري نمي کند، اما هرچه ضخامت لايه ضعيف کمتر شود (حدود 20 درصد) تغييرات ضريب اطمينان زياد مي شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی