Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Cheraghi,Alireza Baghbanan,Saeed Mahdavi
مسعود چراغی سیف آباد (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما) سعید مهدوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohsen Fallahi
محسن فلاحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Rock Slope Stability Analysis at the Left Abutment of Bakhtiari Dam with emphasis on Discontinuous Approach
Because of the uncertainty in the parameters of the geometrical discontinuities, there is not a unique solution for evaluating the stability of jointed rock slopes. For this reason, the use of probabilistic methods can be considered suitable. One of the probabilistic methods is using the Discrete Fracture Network-Discrete Element Method (DFN-DEM). Discrete Fracture Network provides real expression of geometrical discontinuities in the ground. This model is based on a random description discontinuities system according to the probability density function of the parameters of discontinuities. Forces acting between blocks using numerical methods such as Discrete Element Method (DEM) can be estimated. The purpose of this study was to develop a probabilistic analysis approach and its related algorithms using DFN-DEM to analyze the stability of jointed rock slopes in different conditions. Statistical Modeling of rock mass discontinuities in three dimensions based on the geometrical parameters of the joints, including the position, size and density per unit volume of rock mass are achieved. Because the joint surfaces are inside the rock mass, they can not measure directly, for this reason it is difficult to obtain size and density of discontinuities in per volume of rock mass. In this study, natural discontinuities of the left abutment Bakhtiari Dam was simulated statistically. In modeling, discontinuities shapes are assumed to be disc. The diameter of joints and their density per unit volume of rock mass with respect to the emprical distribution of measured discontinuities were estimated by theoretical distribution functions. The investigation revealed that the length of the joints is the most fitted to log-normal and power law probability density functions. After establishment of the same size disc, using Watson-William similarities method, the produced DFNs calibrated and the most selected between DFNs field experiments. After determining the geometrical parameters and statistical distribution of joints, DEM method was utilised in produced DFNs with DFN-DEM approach, to assess the slope behaviour. According to history of geology, tectonic evolution in the study area and in situ tests, in situ stresses of the rock mass were determined at the left abutment slope. to analyse of rock slope stability at the left abutment Bakhtiari Dam, kinematic analysis methods, limit equilibrium analysis and numerical method was used. In assessing the stability with kinematic method, there is not any possibility of toppling failure in left abutment of rock slope. At the middle and upper walls, there is possibility of plane failure under joint set J1. The intersection of joint set J1 and bedding plane creates. Wedge which is possible to slide from geometrical point of view at the middle and upper walls. To assess slope stability with limit equilibrium method, the least safety factor is obtained for plane failure related to joint set J1 at upper wall and the result showed the stability of left abutment wall. In numerical analysis, if was found that the slope needs reinforcement and support requirements, the volume of instable blocks based on permissible displacements of conventional rock bolts defined, and it was found the total volume of blocks in each analysis is a good fit with Weibull distribution function. The rock bolt with 9, 12, 15 meter are chosen for support system and 80% of blocks volume are less than 132, 180, 406 m 3 respectively which must be considered.
به علت وجود عدم قطعیت 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 باشد. یکی از این 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 براساس تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی ها 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. مدل سازی آماری ناپیوستگی های توده سنگ در سه بعد، بر اساس پارامترهای هندسی درزه ها اعم از موقعیت، اندازه و چگالی آن ها در واحد حجم توده سنگ صورت می گیرد. تعیین اندازه و چگالی ناپیوستگی ها در واحد حجم توده سنگ به این دلیل که صفحات درزه ها، درون توده سنگ بوده و نمی توان آن ها را مستقیما اندازه گیری کرد، بسیار دشوار است. در این تحقیق، ناپیوستگی های طبیعی تکیه گاه چپ سد بختیاری شبیه سازی آماری گردید. در مدل سازی، ناپیوستگی ها بصورت دیسک فرض شدند. توابع توزیع نظری قطر درزه ها و همچنین چگالی آن ها در واحد حجم توده سنگ با توجه به توزیع های تجربی بدست آمده از برداشت ناپیوستگی های ساختگاه، تخمین زده شدند. بررسی ها نشان دادند که پارامتر طول درزه ها بیشترین برازش را بر توابع چگالی احتمال لاگ نرمال و توانی دارد. پس از تولید دیسک های هم بعد، با استفاده از آزمون واتسون-ویلیام، DFNهای تولید شده مورد صحت سنجی قرار گرفتند و شبیه ترین DFN با برداشت های تجربی برای هرکدام از دسته درزه ها انتخاب شد. پس از تعیین پارامترهای هندسی و آماری ناپیوستگی ها مدل سازی عددی DEM بر روی DFNهای تولیدشده در رویکرد DFN-DEM برای ارزیابی رفتار شیروانی انجام گردید. در این مطالعه همچنین براساس تاریخچه زمین شناسی و تکامل تکتونیک منطقه و آزمایشات برجا، جهت تنش های برجا در شیروانی سنگی تکیه گاه چپ تعیین شد. برای تحلیل های پایداری شیروانی سنگی تکیه گاه چپ سد بختیاری از روش های تحلیل سینماتیکی، حدی و عددی استفاده شد. در بررسی پایداری به روش سینماتیکی امکان لغزش واژگونی در شیروانی سنگی تکیه گاه چپ وجود ندارد. بررسی ریزش صفحه ای نشان داد که در دیواره های میانی و بالایی احتمال لغزش صفحه ای تحت تاثیر دسته درزه J1 وجود دارد. در دیواره میانی و بالایی نیز برای گوه های حاصل از تقاطع دسته درزه J1 و لایه بندی از نظر هندسی امکان لغزش وجود خواهد داشت. در بررسی پایداری شیب به روش تعادل حدی کمترین مقدار ضریب ایمنی بدست آمده برای شکست صفحه ای مربوط به دسته درزه J1 در دیواره بالایی بوده و نتایج نشان می دهند که دیواره تکیه گاه چپ پایدار است. در تحلیل عددی مشخص شد که این شیروانی نیازمند تمهیدات و نصب نگهداری می باشد. حجم بلوک های ناپایدار براساس جابجایی مجاز میل مهارهای مرسوم مورد استفاده در نگهداری شناسایی و مشخص شد که حجم کل بلوک های مورد نظر در هر تحلیل، برازش خوبی بر تابع توزیع ویبال دارد و برای سیستم نگهداری میل مهار به طول های 9، 12 و 15 متر، 80 درصد حجم بلوک ها به ترتیب کمتر از 132، 180 و 406 مترمکعب می باشند و بایستی به آن توجه شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی