Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Baghbanan,Hamid Hashemalhosseini
علیرضا باغبانان (استاد راهنما) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sadegh Kefayati roodposhti
صادق کفایتی رودپشتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Probabliistic Static and Dynamic Analysis on Slope Stability of thd "Right basement of Karon 4 Hydro Power Plant" - ANumerical study
There is not any unique solution when stability of a slope in a fractured rock mass is evaluated due to some degree of uncertainties. Uncertainty occurs due to variation in mechanical properties of intact rock and discontinuities, analysis tools and also geometrical properties of fractures. Therefore, probabilistic analysis is inevitable. In the literature in slope stability problems, they have considered continuum/equivalent continuum models based on the calculated mechanical properties of rock mass using empirical methods or just considered regular joint set system as the inpu t geometrical parameters of discrete models. Stochastic DFN models present a more realistic representation of fracture network pattern. The DFN models are based on stochastic representations of fracture system, using the probabilistic density function of fracture parameters using Monte Carlo model, formulated according to field mapping results. The force acting on blocks also is estimated using numerical methods such as Distinct Element Method (DEM) approach. A methodology development for a numerical probabilistic analysis of slope stability using DFN-DEM models is the main objective of this research work. In the right abutment of Karun 4 dam in Iran and in the downstream of the dam body, five joint sets and one major joint have been detected. According to the geometrical properties of fractures in the Karun river valley, there is some potential unstable condition for this abutment. A number of stochastic DFN models are generated and a series of numerical DEM modeling are performed on generated models to calculate potential block failure and measuring minimum required support patterns for dry and assumed water table static loading and also dynamic analysis. The dynamic input data is based on two expected Design Basis Earthquake (DBE) and Maximum Credible Earthquake (MCE) conditions. Present slope condition at right abutment in Karun 4 hydro power plant is well much with the results of slope stability analysis with dry condition. Results of dry and assumed water table conditions show that the distribution of required bolt lengths follows a lognormal distribution. In dry condition, more than 80 percent of models need only 1614.99 m of bolts which is a bolt pattern with 2 m spacing and 12 m of length. Stronger bolt pattern with 2653.49 m of bolts which is a bolt pattern with 15 m length and 1.5 m spacing for assumed water table condition is needed for 80 percent of models. Dynamic analysis results indicate that MCE condition is likely to trigger sliding rock mass on major joint of slope. It shows also the failure of blocks on major joints is occurred locally in DBE condition and consequently it leads to the slope to be unstable in the future.
به علت وجود عدم قطعیت ها در پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها، همواره راه حل واحد و کارآمدی برای ارزیابی پایداری شیب های سنگی درزه دار وجود ندارد. بدین منظور استفاده از روش های احتمالی می تواند مناسب تر تلقی گردد. یکی از روش های احتمالی، استفاده از روش شبکه شکستگی های مجزا- المان گسسته (DFN-DEM) است. مدل شبکه شکستگی های مجزا (DFN) بیان واقعی تری از هندسه ناپیوستگی ها را در زمین فراهم می آورد. این مدل مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی ها بر اساس تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی می باشد. نیروهای عمل کننده بین بلوک ها با استفاده از روش های عددی نظیر روش المان گسسته (DEM) قابل تخمین است. هدف از این مطالعه توسعه یک رویکرد تحلیل احتمالی و الگوریتم مربوط به آن با استفاده از روش DFN-DEM برای تحلیل پایداری شیب های سنگی درزه دار در شرایط مختلف می باشد. در تکیه گاه راست سد کارون 4 و در پایین دست بدنه سد ،‌ پنج دسته درزه و یک درزه اصلی شناسایی شده که با توجه به مشخصات هندسی آن (شیب و جهت شیب) و نیز محدوده اثر آن نسبت به دره رودخانه کارون شرایط بالقوه ناپایداری را برای این تکیه گاه ایجاد می نماید. ترکیبات مختلفی از پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها انتخاب شده و یکسری مدلسازی عددی DEM بر روی DFN های تولید شده در رویکرد DFN-DEM برای ارزیابی رفتار شیب و اندازه گیری مینیمم الگوی بولت مورد نیاز انجام گردید. نخست برای شبیه سازی شرایط خشک شیب، بارهای استاتیکی اولیه در مدل عددی اعمال گردید. سپس مدلسازی شیب با اعمال سطح ایستابی در آن صورت پذیرفت و در نهایت برای دو حالت مذکور نگهداری مناسب تعیین شد. همچنین تحلیل لرزه ای شیب با استفاده از زلزله های مبنای طرح (DBE) و ماکزیمم زمین لرزه ی قابل انتظار (MCE) انجام گردید. نتایج تحلیل حالت خشک برای بیان شرایط اولیه تکیه گاه با مشاهدات عینی سازگاری بسیار زیادی داشته که نشان از دقیق تر بودن هندسه بکار برده شده توسط روش شبکه شکستگی های مجزا دارد. همچنین نتایج تحلیل های خشک و اعمال سطح ایستابی در شیب نشان می دهد که توزیع طول بولت های مورد نیاز برازش خوبی بر تابع توزیع لاگ نرمال دارند. در شیب خشک، برای پایداری 80 درصد از مدل ها نیاز به استفاده از 99/1614 متر طول بولت که معادل با بولت های 12 متری با فاصله داری 2 متر می باشد. نتایج تحلیل ها با فرض اعمال سطح آب زیرزمینی، ناپایداری برخی از بلوک ها را در نزدیکی پاشنه شیب نشان می دهد، برای پایداری 80 درصد از مدل ها در این حالت باید از 49/2653 متر طول بولت استفاده نمود که معادل با الگوی نگهداری بولت های 15 متری با فاصله داری 5/1 متر است. تحلیل لرزه ای شیب در برابر زلزله MCE نشان از وقوع لغزش جرم سنگ بر روی درزه ی اصلی دارد. تحلیل های دینامیکی نشان می دهد که در اثر زلزله DBE لغزش های موضعی برای برخی بلوک های روی درزه اصلی اتفاق می افتد که این امر می تواند در بلند مدت موجب ایجاد ناپایداری در شیب شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی