Skip to main content
SUPERVISOR
علی اکبر واحدی (استاد مشاور) محمود بهنیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Abdollah Almasi
عبداله الماسی

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.
پایداری شیب در برنامه ریزی طراحی و هزینه های معدنکاری و فعالیت های عمرانی نقش موثری دارد، شیب زیاد از یک طرف باعث کاهش ضریب ایمنی و از طرفی باعث کاهش هزینه ها می گردد. شکست سنگ ها در امتداد سطوح ناپیوستگی ( شامل درزه ها،گسل ها و صفحات لایه بندی) بصورت صفحه ای ، گوه ای، واژگونی و بلوکی رخ می دهد و شکست های دایره ای و سنگریزه ای در شیب های سنگی بشدت خرد شده و هوازده یا خاکی اتفاق می افتد. روش های تحلیل پایداری: شامل روش های تجربی SMR و MRMR، روش تعادل حدی و روش عددی می باشند. هر چند که مطالعات گسترده ای در زمینه تحلیل پایداری سطوح شیبدار سنگی صورت گرفته است، اما در توده سنگ های ناهمگن که به دلیل قرارگیری متناوب لایه های سخت و نرم در کنار هم دارای رفتار پیچیده ای هستند، مطالعات محدودی صورت گرفته و تجربیات اندکی وجود دارد. در کارهای عمرانی و معدنی که با توده سنگ های ناهمگن در ارتباط باشند، اولین قدم تعیین پارامترهای ژئومکانیکی سنگ های دربرگیرنده ترانشه های سنگی می باشند. در گام بعد نحوه مدلسازی سطوح شیبدار سنگی با توجه به پارامترهای برآورد شده برای توده سنگ های ناهمگن می باشند که به سه روش لایه های واقعی، معادل گیری از لایه ها و حالت آنیزوتروپی می توان آنها را مدلسازی کرد. در این پایان نامه سه موضوع مهم شامل: نحوه استخراج پارامترهای ژئومکانیکی برای توده سنگ های ناهمگن، نحوه مدلسازی آنها (بصورت لایه های واقعی، حالت آنیزوتروپی و معادل گیری لایه ها) و همچنین تاثیرات توده سنگ های هتروژن و حالت هایی که در آنها وجود دارد، مانند تاثیر افزایش ضخامت لایه ضعیف، جهت گیری لایه ها و درزه ها و همچنین توالی لایه ها را مدلسازی کرده است. در ادامه تاثیر آنها را بر ضریب ایمنی و سطح شکست در سطوح شیبدار به سه روش تعادل حدی با نرم افزار Slide ، روش عددی پیوسته با نرم افزار Flac و ناپیوسته با نرم افزار UDEC مدلسازی کرده. نتایج مدلسازی ها با سه نرم افزار تعادل حدی و عددی نشان می دهد با افزایش درصد ضخامت لایه ضعیف بین لایه قوی تا یک حد باعث کاهش ضریب ایمنی می شود و بعد از آن با افزایش ضخامت لایه ضیف ضریب ایمنی ثابت می شود. همچنین نتایج مدلسازی جهت گیری لایه ها نشان می دهد در سه نرم افزار کمترین ضریب ایمنی در زاویه 40 درجه رخ می دهد و بیشترین ضریب ایمنی با نرم افزار Slide در زاویه 90 درجه و اما با نرم فزار Flac و UDEC بیشترین ضریب ایمنی در زاویه 80 درجه رخ می دهد. مدلسازی توالی لایه ها و ضخامت لایه ها نشان می دهد زمانی که ضخامت لایه ضعیف 50 درصد باشد با افزایش تعداد لایه ها و کاهش ضخامت آنها با نرم افزار تعادل حدی ضریب ایمنی تا یک حد افزایش می یابد و بعد از آن تغییرات ضریب ایمنی ثابت می شود اما در نرم افزارهای عددی با زیاد شدن تعداد لایه ها ضریب ایمنی تغییری نمی کند، اما هرچه ضخامت لایه ضعیف کمتر شود (حدود 20 درصد) تغییرات ضریب اطمینان زیاد می شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی