Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Baghbanan,Hamid Hashemalhosseini
عليرضا باغبانان (استاد راهنما) حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sadegh Kefayati roodposhti
صادق کفايتي رودپشتي

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 قطعيت ها در پارامترهاي هندسي ناپيوستگي ها، همواره راه حل واحد و کارآمدي براي ارزيابي پايداري شيب هاي سنگي درزه دار وجود ندارد. بدين منظور استفاده از روش هاي احتمالي مي تواند مناسب تر تلقي گردد. يکي از روش هاي احتمالي، استفاده از روش شبکه شکستگي هاي مجزا- المان گسسته (DFN-DEM) است. مدل شبکه شکستگي هاي مجزا (DFN) بيان واقعي تري از هندسه ناپيوستگي ها را در زمين فراهم مي آورد. اين مدل مبتني بر نمايش تصادفي سيستم ناپيوستگي ها بر اساس تابع چگالي احتمال پارامترهاي ناپيوستگي مي باشد. نيروهاي عمل کننده بين بلوک ها با استفاده از روش هاي عددي نظير روش المان گسسته (DEM) قابل تخمين است. هدف از اين مطالعه توسعه يک رويکرد تحليل احتمالي و الگوريتم مربوط به آن با استفاده از روش DFN-DEM براي تحليل پايداري شيب هاي سنگي درزه دار در شرايط مختلف مي باشد. در تکيه گاه راست سد کارون 4 و در پايين دست بدنه سد ،‌ پنج دسته درزه و يک درزه اصلي شناسايي شده که با توجه به مشخصات هندسي آن (شيب و جهت شيب) و نيز محدوده اثر آن نسبت به دره رودخانه کارون شرايط بالقوه ناپايداري را براي اين تکيه گاه ايجاد مي نمايد. ترکيبات مختلفي از پارامترهاي هندسي ناپيوستگي ها انتخاب شده و يکسري مدلسازي عددي DEM بر روي DFN هاي توليد شده در رويکرد DFN-DEM براي ارزيابي رفتار شيب و اندازه گيري مينيمم الگوي بولت مورد نياز انجام گرديد. نخست براي شبيه سازي شرايط خشک شيب، بارهاي استاتيکي اوليه در مدل عددي اعمال گرديد. سپس مدلسازي شيب با اعمال سطح ايستابي در آن صورت پذيرفت و در نهايت براي دو حالت مذکور نگهداري مناسب تعيين شد. همچنين تحليل لرزه اي شيب با استفاده از زلزله هاي مبناي طرح (DBE) و ماکزيمم زمين لرزه ي قابل انتظار (MCE) انجام گرديد. نتايج تحليل حالت خشک براي بيان شرايط اوليه تکيه گاه با مشاهدات عيني سازگاري بسيار زيادي داشته که نشان از دقيق تر بودن هندسه بکار برده شده توسط روش شبکه شکستگي هاي مجزا دارد. همچنين نتايج تحليل هاي خشک و اعمال سطح ايستابي در شيب نشان مي دهد که توزيع طول بولت هاي مورد نياز برازش خوبي بر تابع توزيع لاگ نرمال دارند. در شيب خشک، براي پايداري 80 درصد از مدل ها نياز به استفاده از 99/1614 متر طول بولت که معادل با بولت هاي 12 متري با فاصله داري 2 متر مي باشد. نتايج تحليل ها با فرض اعمال سطح آب زيرزميني، ناپايداري برخي از بلوک ها را در نزديکي پاشنه شيب نشان مي دهد، براي پايداري 80 درصد از مدل ها در اين حالت بايد از 49/2653 متر طول بولت استفاده نمود که معادل با الگوي نگهداري بولت هاي 15 متري با فاصله داري 5/1 متر است. تحليل لرزه اي شيب در برابر زلزله MCE نشان از وقوع لغزش جرم سنگ بر روي درزه ي اصلي دارد. تحليل هاي ديناميکي نشان مي دهد که در اثر زلزله DBE لغزش هاي موضعي براي برخي بلوک هاي روي درزه اصلي اتفاق مي افتد که اين امر مي تواند در بلند مدت موجب ايجاد ناپايداري در شيب شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی