چکیده یکی از حساس ترین و مهمترین مسائل در طراحی یک معدن، به دلیل سرمایه گذاری زیاد لازم، انتخاب روش استخراج مناسب برای یک معدن جدید و یا تغییر روش استخراج یک معدن فعال می باشد. از آن جا که تغییر این روش ها مشکل می باشد، باید تا حد امکان پارامتر های متعدد موثر در انتخاب روش استخراج مانند مشخصات هندسی و مکانیک سنگی کانسار و سنگ در بر گیرنده و فاکتور های ایمنی و... مورد توجه قرار گیرد تا با انتخاب بهترین روش سود بیشینه، تولید عالی، استخراج کامل و ایمنی در کار حاصل شود. برای انتخاب روش استخراج مناسب بایستی ویژگی های کانسار و سنگ در بر گیرنده با نیازهای هریک از روش های استخراج مقایسه شود. روش یا روش های منتخب بایستی از نظر فنی امکان پذیر باشند و از نظر اقتصادی نیز در مرحله بعد مورد ارزیابی قرار بگیرند. در این مطالعه تبدیل روش استخراج در معدن سرب نخلک از روش کند وآکند به انباره ای را از نظر فنی مورد بررسی قرار می دهیم. در این راستا با انجام آزمایشات تک محوری و سه محوری بر روی نمونه هایی از ماده معدنی و سنگ در برگیرنده پارامترهای ژئوتکنیکی آنها نظیر مدول الاستیسیته، ضریب پواسون، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، مقاومت کششی و زاویه اتساع را تعیین و تغییرات تنش و تغییر شکل های موجود در حین معدنکاری و رفتار سنگ را در چرخه معدنکاری با استفاده از نرم افزار flac مدلسازی می کنیم که نتایج حاکی از پایداری کارگاه استخراج مدل شده با روش انباره ای می باشد و می توان استخراج را با این روش ادامه داد. کلمات کلیدی : روش استخراج، کند و آکند، انباره ای، تحلیل پایداری، روش های عددی، نرم افزار flac.

شهر تبریز به عنوان یکی از کلان شهرهای کشور به سبب بالا بودن آهنگ رشد جمعیت آن و فقدان سیستم حمل و نقل مناسب با مشکلات فراوانی مواجه شده است. درنتیجه مطالعات خطوط قطار شهری تبریز در سال 1380 آغاز شد و شبکه قطار شهری تبریز شامل 4 مسیر، به طول 60 کیلومتر و 160 ایستگاه طراحی گردید. در این تحقیق همراه با مطالعات زمین شناسی مهندسی نهشته های آبرفتی، پایداری تونل های خط یک مسیر تونل و طراحی نگهداری آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار از نرم افزار flac و روش همگرایی-همجواری بهره جسته شده است. ابتدا با استفاده از داده های ژئومکانیکی به دست آمده از مطالعات زمین شناسی، مدل در نرم افزار مورد نظر ساخته شده و سپس باتوجه به نتایج بدست آمده و رسم منحنی عکس العمل زمین (grc) پایداری تونل و وضعیت سیستم نگهداری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از مدل ساخته شده، قبل از نصب سیستم نگهداری گسترش مناطق پلاستیک در اطراف تونل ها را نشان می دهد که این امر منطقی بوده و المان هایی از زمین اطراف در اثر ترخیص تنش اعمالی، مستعد تسلیم برشی یا کششی شده اند. پس از نصب پوشش بتنی، تونل ها به تعادل رسیده و علایمی از عدم پایداری موضعی یا کلی از خود نشان نمی دهند. بیشینه جابجایی اتفاق افتاده بعد از نگهداری تونل ها و اجرای مدل، در کف مدل رخ داده است. در روش همگرایی- همجواری بار طراحی برابر 1.38 مگاپاسکال و حداکثر فشار قابل تحمل برای سیستم نگهداری 4.34 مگاپاسکال می باشد. ضریب ایمنی به روش همگرایی-همجواری برای سیستم نگهداری 3.14 تعیین گردید.

اطلاع از خصوصیات ژئومکانیکی محیطی که سازه زیر زمینی در آن احداث می شود، مبنای اصلی و تعیین کننده در طراحی، ارائه سیستم نگهداری، تحلیل پایداری این قبیل سازه ها می باشد. برای آگاهی از خصوصیات ژئومکانیکی و کنترل پایداری و بهینه سازی سیستم های نگهداری موجود از نتایج رفتار سنجی و تحلیل برگشتی به عنوان ابزاری برای تخمین مجدد داده های ورودی در حین اجرا و پس از احداث سازه استفاده می شود. اهمیت تحلیل برگشتی تا حدی است که توانایی کنترل پارامترهای ورودی در طراحی سازه های زیر زمینی در حین احداث و پس از احداث سازه زیر زمینی مورد نظر را فراهم می آورد. هدف از این تحقیق انجام تحلیل برگشتی برای تدقیق پارامترهای طراحی در خط 2 متروی کرج، با استفاده از نتایج حاصل از ابزار دقیق است. در مرحله اول، طراحی خط مذکور بر اساس پارامترهای ژئومکانیکی به دست آمده از آزمایش های برجا و مطالعات زمین شناسی بوده است. بر این اساس گام حفاری در حدود 7/0متر طراحی شده بود. ولی با توجه به این که روش حفاری در پروژه مورد تحقیق، روش natm است، طراحان به این نتیجه رسیدند که با گام حفاری حدود 2/1 تا 5/1 متر نیز تونل پایدار است. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از پارامترهای به دست آمده از آزمایش های برجا سعی شد که پایداری تونل (با استفاده از نرم افزار flac2d) را به روش کرنش برشی بحرانی ارائه شده توسط ساکورایی مورد ارزیابی قرار دهیم. با توجه به گام حفاری 2/1 متر در کیلومتراژ مورد بررسی متوجه شدیم که تونل پایدار نمی ماند. همان طور که بیان شد با استفاده از روش های مشاهده ای تونل پایدار است. این امر ما را به سوی استفاده از رفتارسنجی و نتایج حاصل از ابزار دقیق، برای بازنگری در پارامترهای طراحی کشاند. در ادامه با استفاده از تحلیل برگشتی مستقیم، روش جستجوی تک متغیره، پارامترهای پیشنهادی حاصل از آنالیز حساسیت مجدداً محاسبه شده اند. این پارامترها، مدول الاستیسیته از میان پارامترهای ذاتی خاک و نسبت تنش های افقی به قائم از میان پارامترهای محیطی بودند. بعد از تدقیق پارامترها، مجدداً تونل تحلیل پایداری شد و مشاهده شد کرنش برشی بحرانی حاصل در حد مطلوب بوده است. در پایان سیستم نگهداری اولیه نصب شده و ترخیص تنش نهایی انجام شد. ضرائب اطمینان سیستم نگهداری توسط نرم افزار pcacol به دست آمد.

با توسعه و گسترش شهرهای بزرگ و مسائل ترافیکی نیاز به وجود و احداث تونل ها در عمق-های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. پیامد تونل سازی، تغییر نحوه تمرکز تنش در اطراف فضای خالی شده می باشد. به جابجایی عمودی نقاط واقع در سطح زمین که در بالای فضای حفاری شده قرار دارند نشست گفته می شود. تخمین میزان نشست زمین در اثر حفر تونل در اعماق کم و به خصوص در محیط های شهری که این نشست ها مستقیماً با زندگی مردم در ارتباط می باشد، از اهمیت زیادی برخوردار است. برای تعیین نشست زمین و بررسی پارامترهای موثر در آن از روش-های تجربی، تحلیلی و عددی استفاده می شود که با توجه به کاربرد روز افزون رایانه در علوم مهندسی استفاده از روش های عددی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این پایان نامه، به بررسی نشست های سطحی و جابجایی های قائم در زیر پی سی و سه پل ناشی از حفر دو تونل مشابه و موازی هم پرداخته شده است. این بررسی ها با استفاده از نرم افزارهای flac 3d و flac 2d و با بهره گیری از اطلاعات موجود از شرایط اولیه حاکم بر منطقه مورد مطالعه، از طریق مدلسازیهای سه بعدی و دو بعدی بر اساس مدل موهر- کلمب و الاستیک در دو حالت استاتیکـی و دینامیکـی انجـام شده است. با توجه به نتایج تحلیل های استاتیکی، تا زمانیکه فاصله پل تا تونل ها به 5/12 متر کاهش می یابد، میزان نشست در محدوده مجاز می باشد. در بررسی های دینامیکی، ابتدا با استفاده از اطلاعات اولیه موجود از شرایط حرکت قطارها، آنالیز فوریه بارگذاری دینامیکی مربوطه جهت بدست آوردن فرکانس های اصلی انجام گردیده و سپس فرکانس طبیعی خاک منطقه برابر یک هرتز تعیین شده است. با در نظر گرفتن این فرکانس طبیعی و همچنین با اعمال فرکانس های اصلی در مدلسازیهای مختلف، دامنه جابجایی نقاط زیر سی و سه پل بدست آمد که بر مبنای این نتایج، محدوده باند فرکانسی مجاز جهت طراحی و تعبیه مواد جاذب انرژی ارتعاشی (الاستومرها) در ریل ها، بین hz 4-15/1 بدست آمده اند.در این پایان نامه، به بررسی نشست های سطحی و جابجایی های قائم در زیر پی سی و سه پل ناشی از حفر دو تونل مشابه و موازی هم پرداخته شده است.

برای این کار ابتدا مدل عددی اولیه ای با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود flac2d ساخته شد. سپس، با توجه به اینکه مقادیر دو پارامتر نسبت تنشهای اولیه برجا (k0) و مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ (em) از عدم قطعیت بیشتری برخوردار بود، با بکار گیری داده های همگرایی سنجی و روش تحلیل برگشتی مقادیر این دو پارامتر برای مدل ساخته شده بهینه شد. پس از بهینه سازی مقادیر دو پارامتر مذکور، تحلیل وابسته به زمان پدیده مچاله شوندگی برای ایستگاه هایی که در آنها همگرایی زیاد دیواره مشاهده شده بود انجام شد. بدین منظور از مدل ویسکوپلاستیک برگر (چهار پارامتری) موجود در نرم افزار flac2d استفاده شد. برای مدلسازی وابسته به زمان می بایستی که مقادیر چهار پارامتر مدل ویسکوپلاستیک برگر بدست آیند که برای اینکار از روش تحلیل برگشتی داده های همگرایی سنجی ثبت شده استفاده شد. پس از بهینه سازی مقادیر پارامترهای مدل ویسکوپلاستیک برگر، مقطع بحرانی (با بیشترین روباره) تونل انتقال آب بابلک که هنوز حفاری نشده است برای دو حالت بدون پدیده مچاله شوندگی و با حضور پدیده مچاله شوندگی (تحلیل وابسته به زمان) مدلسازی شد. نتایج مدلسازی ها نرخ همگرایی زیاد دیواره (mm/day 3/0) را برای مقطع مذکور پیش بینی می کند که پیشنهاد می شود برای جلوگیری از همگرایی زیاد دیواره تونل، کف بند نیز در مقطع مذکور بهمراه سیستم نگهداری موقت نصب شود.

چکیده معمولاً پیش بینی پایداری در فضاهای زیرزمینی، از طریق ارزیابی تغییرات تنش و کنترل جابه جایی های پیرامون سازه انجام می شود. جابه جایی دیواره ها و سقف یا همگرایی، تأثیر زیادی بر روی پایداری فضاهای زیرزمینی در طول حفاری و حتی پس از آن دارد؛ به طوری که یکی از پارامترهای مفید برای ارزیابی فشار اعمالی به سیستم نگهداری محسوب می شود. همچنین با ثبت تغییراتِ نرخ همگرایی و کنترل آن، از بروز ناپایداری در طول عملیات حفاری جلوگیری می شود. بنابراین با پیش بینی همگرایی در طول عملیات حفاری و پس از نصب سیستم نگهداری می توان پایداری فضاهای زیرزمینی را پیش بینی نمود. همگرایی از طریق کنترل رفتار وابسته به زمان توده سنگ و ثبت تاریخچه تغییرات جابه جاییِ سقف و دیواره ها، در طول حفاری و پس از آن محاسبه می شود. امروزه تونل ها به عنوان یکی از فضاهای زیرزمینی، برای کاربردهای مختلفی در سراسر جهان حفاری می شوند. در حفاری تونل به روش مکانیزه، همگرایی بیش از حد، سبب گیرکردن ماشین حفاری شده و این پدیده نرخ پیشروی را کاهش داده و با توقف عملیات حفاری، سبب افزایش هزینه ها می شود. در این تحقیق کاربرد روش های عددی و یادگیری ماشین در پیش بینی همگرایی در تونل انتقال آب قمرود بررسی شده است. تونل قمرود بخشی از سیستم انتقال آب از سرشاخه های دز به سد گلپایگان بوده و حد فاصل شهرهای الیگودرز و گلپایگان حفاری شده است. محدوده مورد مطالعه در زون سنندج-سیرجان واقع شده و به علت وجود گسل ها و چین خوردگی های متقارن، مقاومت توده سنگ های منطقه عمدتاً ضعیف می باشد. در این تونل ماشین حفاری چندین بار در اثر همگرایی تونل و ناپایداری دیواره ها در شرایط نامناسب زمین گیر کرده و سبب توقف عملیات حفاری شده است. برای پیش بینی همگرایی در این تونل، از دو روش یادگیری ماشین به نام های شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه و رگرسیون بردار پشتیبان استفاده شده است. به این ترتیب که با استفاده از این دو الگوریتم رابطه غیرخطی بین همگرایی به عنوان متغیر وابسته و پارامترهای ژئومکانیکی به عنوان متغیر مستقل تخمین زده شده است. به طور همزمان، حداکثر بردار جابه جایی در مقاطع مختلف این تونل با استفاده از روش عددی تفاضل محدود (نرم افزار flac) محاسبه شده و نتایج حاصل با روش های یادگیری ماشین مقایسه شده است. طبق نتایج حاصل از این تحقیق، همگرایی پیش بینی شده با روش های یادگیری ماشین همخوانی زیادی با مقادیر واقعی نشان می دهد. در روش های عددی به علت ساده سازی های زیاد و عدم استفاده از اطلاعات زمین شناسی، نتایج حاصل دقت کمی داشته و حتی در برخی مقاطع همگرایی پیش بینی شده با مقادیر واقعی اختلاف زیادی داشته است. همچنین روش های یادگیری ماشین محدودیت های روش های عددی را نداشته و علاوه بر تونل ها، توانایی پیش بینی همگرایی در سایر فضاهای زیرزمینی از جمله معادن زیرزمینی، مغارها و غیره را نیز دارا می باشند.

در این مطالعه 3 نوع سیستم فازی برای تعیین بازگشتی پارامترهای ژئومکانیکی توده خاک و شرایط تنش منطقه ای از کیلومتر 4/3 تا 7/13 در پروژه خط 2 مترو کرج با روش تحلیل برگشتی هوشمند طراحی شدند. بدین منظور با استفاده از داده های حاصل از آزمایش های برجا و مطالعات زمین شناسی و مدل سازی عددی تونل پروژه خط 2 مترو کرج با نرم افزار plaxis 3d tunnel زوج داده های ورودی - خروجی مورد نیاز برای طراحی سیستم های فازی تولید شد. سپس 3 سیستم فازی با ساختار موتور استنتاج ضرب، فازی ساز منفرد، غیرفازی ساز میانگین مراکز و توابع عضویت گوسین، برای تحلیل برگشتی هوشمند با ورودی های شماره گروه خاکی، خصوصیات توده خاک و شرایط تنش منطقه و خروجی میزان نشست سطحی، با استفاده از روش های آموزش گرادیان نزولی، الگوریتم بهینه سازی جمعی ذرات و الگوریتم رقابت استعماری طراحی شدند. تعیین تعداد قواعد فازی، توسط خوشه بندی با روش نزدیک ترین همسایه، هم زمان با طراحی سیستم های فازی انجام شد. برای بررسی عملکرد سیستم های فازی طراحی شده، از نتایج حاصل از قرائت های نشست سنجی ثبت شده در 20 ایستگاه نشست سنجی پروژه خط 2 مترو کرج استفاده شد. برای تعیین ورودی های معادل با میزان نشست ثبت شده در ایستگاه های نشست سنجی در هر سیستم فازی، از الگوریتم های تکاملی استفاده شد. نتایج نشان دادند که هر 3 سیستم از عملکرد بسیار خوبی برخوردارند و سیستم فازی طراحی شده با الگوریتم بهینه سازی تجمعی ذرات با معیار mse،0.0065 دارای بهترین عملکرد می باشد.

چکیده ساخت تونل و فضاهای زیرزمینی در مناطق شهری روز به روز در حال گسترش است. اکثر این فضاها به علت نزدیک بودن به سطح زمین در بستر خاکی حفر می شوند. یکی از موارد مهم و تأثیر گذار در ساخت فضاهای زیر زمینی بحث هزینه و سرعت انجام کار می باشد از اینرو در این پایان نامه با تمرکز بر دو مقطع از تونل خط2 قطار شهری مشهد به بررسی حفاری در حالت باز در راستای کاهش هزینه و همچنین کاهش زمان حفاری پرداخته شده است. پس از تحلیل دو مقطع مذکور با نرم افزار flac3d مشخص شد که در مقطع اولی با وجود شرایط زمین شناسی مناسب این مقطع، باز هم نشست از حد مجاز تجاوز کرده و به مقدار 4/4 سانتی متر در تاج تونل و 3/3 سانتی متر در سینه کار می رسد در مقطع دومی نیز مقدار نشست در تاج تونل و سینه کار به ترتیب 9/4 و 9/6 سانتی متر بدست آمد. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد که ریسک حفاری در حالت باز در این مقاطع به دلیل تجاوز مقادیر نشست از حد مجاز خود بالا بوده و احتمال حفاری در حالت باز کاهش می یابد و نمی توان در این حالت حفاری نمود. پس از مدلسازی با اعمال 50 درصد و 100 درصد فشار محاسبه شده به سینه کار در مقطع اولی مقدار نشست در سینه کار به ترتیب به 7/5 میلی متر و 6/2 میلی متر کاهش می یابد. همچنین با اعمال 50 درصد و 100 درصد فشار محاسبه شده به سینه کار در مقطع دومی نیز مقادیر نشست در سینه کار به ترتیب به 6/9 میلی متر و 5/1 میلی متر می رسد. با توجه به مقادیر مجاز نشست با اعمال 50 درصد فشار محاسبه شده در دو مقطع مشاهده می شود مقادیر نشست در این شرایط نسبت به حفاری در حالت باز بسیار کاهش یافته که این خود بر احتمال حفاری با اعمال فشار 50 درصد می افزاید و بدین وسیله علاوه بر کاهش حجم مصالح انباشته شده داخل محفظه فشار از حجم فوم تزریقی نیز کم می شود که نتیجه آن کاهش هزینه های پروژه را به همراه دارد.

امروزه به طور گستردهای از ماشینهای حفاری تمام مقطع تونل در پروژههای تونل سازی استفاده میشود. پیشبینی نرخ پیشروی tbm یک امر مهم در تخمین هزینههای یک پروژه مکانیزه است. ضریب بهرهوری تاثیر به سزایی در نرخ پیشروی tbm دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پارامترهای تودهسنگ و شرایط نامناسب زمینشناسی در حفاری مکانیزه میباشد. برای این منظور ابتدا شرایط نامساعد تودهسنگ و نحوه تاثیر آنها بر عملیات تونلسازی مورد بررسی قرار گرفته و سپس یک پایگاه دادهای در دو سطح با استفاده از دادههای تونل انتقال آب کرج (قطعه یک و دو) و تونل انتقال آب قمرود (قطعات 3 و 4) تشکیل داده شده است. تاثیر شرایط تودهسنگ بر توقفات tbm با استفاده از روشهای آماری، سیستمهای مهندسی سنگ (res) و فازی مدلسازی شده و نتایج آنها با هم مقایسه شده است. در مدلسازی آماری از rmr و در مدلسازی فازی و resاز پارامترهای تودهسنگ شامل شرایط پایداری، وضعیت درزهها، آب زیرزمینی و عوامل موثری مانند وجود رس، سایندگی تودهسنگ، وجود گازهای سمی و شرایط لهیدگی استفاده شده است. تحلیل رگرسیون توابع مختلف نشان داد که قویترین رابطه بین توقفات مربوط به شرایط تودهسنگ بر حسب ساعت بر متر و rmr به صورت یک رابطه درجه 2 با ضریب همبستگی آن 62/0 میباشد. مدلسازی این توقفات با استفاده ازترکیب سیستمهای مهندسی سنگ و تحلیل رگرسیون نیز بیانگر یک رابطه درجه 2 با ضریب رگرسیون 85/ و مدلسازی فازی رابطه این توقفات با پارامترهای تودهسنگ را ضریب همبستگی 97/0 نشان داد. با توجه به بررسیهای انجام شده و نتایج حاصل از آنها، پیشنهاد شده استبا ثبت دقیق اطلاعات زمینشناسی و عملکرد tbm،تهیه پایگاه دادههایی از توقفات دستگاه حفاری مربوط به زمین و عملیات اجرایی و همچنین شرایط زمینشناسی و پارامترهای تودهسنگ درونگیر تونل میتواند زمینه بررسی و ارائه مدل جامعتری از توقفات را با توجه به اندرکنش شرایط زمین و دستگاه حفاری فراهم سازد. با استفاده از این پایگاه دادهای میتوان طبقهبندی سیستمهای طبقهبندی تودهسنگ موجود را به منظور کاربرد در پیشبینی توقفات tbm اصلاح نمود.

رشد بسیاری از شهرها منجر به افزایش نیاز به زیر ساخت ها شده است. با افزایش محدودیت فضا های شهری، امکانات زیر زمینی از قبیل تونل ها برای فراهم کردن زیر ساخت های مورد نیاز مانند سیستم حمل و نقل سریع (ریلی و جاده ای)، فاضلاب و غیره مناسب تر می شوند. در نتیجه موقعیت نزدیک به هم تونل ها و همچنین ساخت تونل های جدید در مجاورت سازه های موجود از قبیل تونل ها و فنداسیون های کم عمق در مناطق پرتراکم شهری اجتناب ناپذیر می شود. در این پایان نامه اثرات حفر تونل جدید در مجاورت شمع ها مورد بررسی قرار گرفته سپس با استفاده از مدل سازی عددی با نرم افزار flac 3d تقاطع تونل خط یک مترو قم با زیرگذر عمار یاسر مدل سازی شده و در نهایت مناسب ترین مسیر ممکن برای عبور تونل از سازه انتخاب شده است.

طراحی و اجرای سامانه نگهداری، از مهمترین مسایل در احداث تونل ها با توجه به طبیعت و حساسیت آن ها است. طراحی نگهداری از مهمترین مراحل احداث فضاهای زیرزمینی است. تطابق مناسب سامانه نگهداری به کار رفته در تونل با شرایط محیطی می تواند عملکرد این سامانه را افزایش دهد. یکی از روش های متداول برای حفر تونل، حفاری به وسیله ماشین های تمام مقطع است. یکی از مزیت های این روش، اجرای سامانه نگهداری دایم تونل به صورت همزمان با حفاری با استفاده از قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) است. از آنجا که استفاده از این قطعات پیش ساخته در سامانه نگهداری تونل نقش به سزایی را ایفا می کند، درنتیجه این امر مستلزم انتخاب صحیح و تحلیل بهینه سگمنت ها و نوع اتصال بین این سگمنت ها است. مطالعات صورت گرفته در زمینه تحلیل عددی رفتار پوشش تونل های حفاری مکانیزه تمام مقطع، نشان می دهد که اکثر پژوهشگران از مدل های ساده شده ای استفاده کرده اند. ازجمله مهمترین ساده سازی هایی که در این مدل ها استفاده شده-است، مدل سازی حلقه ها بدون در نظر گرفتن مرز بین آن ها است و در اکثر موارد نیز هر حلقه به-صورت پیوسته و بدون سگمنت های جداگانه مدل سازی شده است. مسلماً این مفروضات خطای زیادی در نتایج بدست آمده ایجاد خواهد کرد. در این تحقیق مدل سازی رفتار سامانه نگهداری تونل انتقال آب چمشیر در حالت حلقه پیوسته در مقایسه با حلقه سگمنتی توسط نرم افزار اجزا مجزای 3dec، صورت گرفته است. این نرم افزار توانایی مدل کردن محیط در حالت سه بعدی با در نظر گرفتن ویژگی های توده سنگ را دارد که نسبت به بررسی های انجام شده با مدل های تیر و فنر که زمین را به وسیله فنرهایی مدل می کنند، واقعی تر است. در آنالیز نتایج بدست آمده از مدل سازی، افزایش میزان جابجایی ها در حالت سگمنتی نسبت به حلقه پیوسته نتیجه شده است، که بیانگر خوشبینانه بودن مدل سازی های صورت گرفته درحالت پیوسته است. همچنین مقدار تنش ها در حالت کلی در نگهداری سگمنتی نسبت به پیوسته کمتر بوده به جز در نواحی اتصالی که به دلیل ایجاد تمرکز تنش در این نواحی است و این تمرکز تنش و چرخش در محل اتصالات سبب آسیب دیدگی بتن در این نواحی شده-است. بنابراین در نظر گرفتن اتصالات در نگهداری سگمنتی برای دست یابی به نتیجه ای واقعی تر در طراحی ها، امری ضروری است.

موضوع رفتار سنگ سقف در معادن زغال توسط محققین زیادی مورد بررسی قرار گرفته است؛ اما این تحقیقات بیشتر در پیشروی ها و تونل های معادن زغال بوده، و به موضوع رفتار سنگ سقف در کارگاه های استخراج کم تر توجه شده است. با توجه به این که استخراج زغال سنگ با استفاده از روش جبهه کار طولانی یکی از دو روش عمده و پرکاربردترین روش استخراج زغال سنگ به شکل زیرزمینی است، بررسی رفتار سنگ سقف در این روش از اهمیت زیادی برخوردار است. مهم ترین عامل در استفاده از این روش تعیین قابلیت تخریب سقف کارگاه استخراج می باشد. از آن جا که در این روش با پیشروی جبهه کار فضای استخراج به طور عمدی ولی کنترل شده تخریب می شود، به دلیل اطمینان از وقوع تخریب به موقع سقف و کنترل آن، در مقایسه با دیگر روش ها کاربرد خصوصیات مکانیک سنگی در این روش بسیار گسترده تر از سایر روش های استخراج می باشد. در روش جبهه کار طولانی برای ارزیابی قابلیت تخریب سقف کارگاه استخراج اغلب از سیستم های طبقه بندی توده سنگ استفاده می شود. با بررسی دقیق سوابق روش های طبقه بندی توده سنگ که توسط محققین کشورهای مختلف، طی سالیان گذشته پیشنهاد و تکمیل شده اند، به این نتیجه می رسیم که پارامترهایی که به طور مکرر در سیستم های طبقه بندی مورد استفاده قرار گرفته اند، عبارتند از: پارامترهای مربوط به ماده سنگ مانند مقاومت فشاری و کششی، پارامترهای مربوط به ناپیوستگی ها شامل درزه ها و لایه بندی و پارامترهای مربوط به آب زیرزمینی. در این تحقیق با استفاده از روش های قبلی طبقه بندی سنگ سقف در معادن زغال سنگ به کار گرفته شده در سایر کشورها و تجربه کاری مهندسین با سابقه در معادن حوضه البرز شرقی تعداد 11 پارامتر شامل مقاومت فشاری تک محوره (جنس سنگ، اندازه دانه ها، ماتریکس سنگ)، فاصله داری سطوح لایه بندی (ضخامت لایه ها)، پدیده درزه داری شامل تعداد دسته درزه، فاصله داری وتداوم درزه ها، زبری درزه ها، حساسیت نسبت به رطوبت، و توجیه فضایی درزه ها و امتداد کارگاه خلاصه شده در 6 گروه، به عنوان اثرگذارترین پارامترهای موثر در رفتار سنگ سقف معادن این حوضه انتخاب شدند. پس از انتخاب پارامترهایاثرگذار، امتیاز نهایی مربوط به هر پارامتر به صورت عددی برحسب درصدی از مجموع امتیازات سیستم طبقه بندی، و توزیع امتیاز هر پارامتر در بازه های مختلف مشخص گردید. به منظور پیاده سازی سیستم رده بندی پیشنهادی در ارزیابی سقف کارگاه های معادن مختلف منطقه البرز شرقی، و برای جمع آوری اطلاعات ازکارگاه های استخراج، طی سفرهای متعدد و بازدید از کارگاه های استخراج معادن مختلف منطقه شامل معادن کلاریز، طزره، رزمجا، اولنگ، قشلاق و تخت نسبت به برداشت اطلاعات لازم برای اندازه گیری پارامترهای سیستم طبقه بندی به شرح زیر اقدام شد: اطلاعات مربوط به بعضی از پارامترها مانند اعداد انعکاسی چکش اشمیت برای تعیین مقاومت فشاری تک محوره، مشخصاتی از قبیل شیب، امتداد، فاصله داری و تداوم درزه ها و ضخامت لایه های تشکیل دهنده سقف بلاواسطه به صورت برجا برداشت و در فرم مخصوص طراحی شده برای جمع آوری اطلاعات ثبت شد. برای اندازه گیری سایر پارامترها مانند مقاومت کششی، حساسیت به رطوبت و زبری سطح درزه ها، نمونه های مورد نیاز برداشت و به آزمایشگاه منتقل شدند. در آزمایشگاه اندازه گیری مقاومت کششی با استفاده از آزمایش برزیلی و اندیس بار نقطه ای، میزان حساسیت به رطوبت با دو روش آزمایش اندیس دوام وارفتگی و غوطه وری، اندازه گیری ضریب زبری سطح درزه ها با آزمایش کجی و سطح شیب دار و شیب و امتداد دسته درزه غالب با نرم افزار dips-5 انجام شد. پس از اندازه گیری پارامترها برای هر یک از کارگاه ها با استفاده از جداول امتیازدهی، امتیاز مربوط به هر پارامتر تعیین و با جمع کردن امتیاز پارامترها، امتیاز نهایی هر یک از سقف ها محاسبه شد. با مقایسه امتیاز به دست آمده برای یک سقف با رفتار عملی آن سقف، توصیف رفتار سقف ها به صورت یک جدول ارائه شده است. بر اساس جدول تنظیم شده، سنگ سقف یک کارگاه جبهه کار طولانی می تواند امتیازی بین 5/15 تا 100 کسب کند و بر این اساس می تواند در یکی از رده‏های بسیار ناپایدار، ناپایدار، متوسط، پایدار و خیلی پایدار قرار گیرد. هر قدر امتیاز مربوط به لایه های سنگی تشکیل دهنده یک سقف بیشتر باشد، آن سقف از پایداری بیشتری برخوردار خواهد بود.