شناخت رفتار خزشی سنگهای شکننده، در محاسبات مربوط به طراحی سازه های سنگی که در طولانی مدت تحت تنش ثابت قرار دارند، از اهمیت زیادی برخوردار است. علی رغم مطالعات متعددی که در زمینه مطالعه رفتار خزشی سنگها ارائه شده است، رفتار خزشی سنگهای شکننده نسبت به سنگهای نرم کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از تحقیق حاضر، مطالعه رفتار خزشی سنگهای شکننده میباشد. همچنین در این تحقیق، تأثیر وجود ترک بر رفتار خزشی این سنگ ها مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا با انجام آزمون های ژئومکانیکی و مکانیک شکست، مقاومت شکست نمونه-های بدون ترک و ترکدار تعیین شد. مقدار بار اعمالی به نمونه، درصدی از مقاومت شکست نمونه ها بوده است. در این تحقیق، بارگذاری خزشی از نوع کشش غیر مستقیم (نمونه دیسکی)، در سه ضریب شدت بارگذاری 0/65، 0/75و 0/85 بر روی دو نوع سنگ با ضریب شکنندگی مختلف (ماسه سنگ قرمز قم و ماربل دهبید) انجام شده است. همچنین برای بررسی تأثیر ترک بر رفتار خزشی سنگ ها، از نمونه های دیسکی دارای ترک لبه ای (secbd) استفاده شده است. همزمان با انجام آزمون خزش، از سیستم ثبت انتشار آوایی نیز استفاده شده است تا روند ایجاد و گسترش ریزترک ها در نمونه های سنگی در حین بارگذاری خزشی مورد بررسی قرار گیرد. با انجام آزمون های خزشی، رابطه ای برای پیش بینی رفتار خزشی سنگ ها، در مرحله اول و دوم خزش ارائه شده است که با رابطه توانی hansen مطابقت بسیار خوبی دارد. همچنین در ادامه رابطه ای برای پیش بینی زمان شروع مرحله سوم خزش ارائه شده است. نتایج آزمایش-های انجام شده نشان می دهد که درصد کاهش زمان و کرنش شکست به واسطه وجود ترک در نمونه سنگ ماربل بیشتر از ماسه سنگ می باشد. این مسئله برای همه ضرایب شدت بارگذاری بررسی شده صادق می باشد.

اطلاع از خصوصیات ژئومکانیکی محیطی که سازه زیرزمینی در آن حفر می شود، مبنای اصلی و تعیین کننده در طراحی، ارائه سیستم نگهداری و تحلیل پایداری این قبیل سازه ها می باشد. برای آگاهی از خصوصیات ژئومکانیکی توده سنگ و شرایط تنش منطقه، کنترل پایداری و بهینه سازی سیستم های نگهداری موجود، از نتایج رفتارسنجی و تحلیل برگشتی به عنوان ابزاری برای تخمین مجدد داده های ورودی در حین اجرا و پس از حفر سازه استفاده می شود. تحلیل برگشتی زمانی مفید واقع می شود که رفتارسنجی مناسبی برای سازه، پیش بینی شده و نتایج آن بیان کننده رفتار واقعی ترکیب سازه و توده سنگ باشد. برای دستیابی به خصوصیات ژئومکانیکی توده سنگ و شرایط تنش در تونل های تحت فشار سد سیمره از دو روش تحلیل برگشتی معکوس (با فرض رفتار الاستیک توده سنگ) و مستقیم (الگوریتم جستجوی تک متغیره) استفاده شد. با استفاده از روش تحلیل برگشتی معکوس مقدار مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ، برابر 2/9 گیگا پاسکال، محاسبه شده است. در روش تحلیل برگشتی مستقیم (الگوریتم جستجوی تک متغیره) مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ، برابر با 10 گیگا پاسکال و نسبت تنش افقی به قائم (k) 2/1 محاسبه شده است. برای تحلیل پایداری تونل های تحت فشار سد سیمره از تکنیک کنترل مستقیم کرنش (dsct) به عنوان یک روش مشاهده ای استفاده شده است. نتایج تحلیل پایداری با استفاده از روش کنترل مستقیم کرنش، نشان دهنده پایداری تونل های تحت فشار سد سیمره می باشد.

شکست هیدرولیکی یکی از تکنیک های تحریک مخازن می باشد که برای افزایش تولید هیدروکربن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، رفتار تراوشی سیال، نحوه گسترش شکست و همچنین اندرکنش بین شکست هیدرولیکی و ناپیوستگی ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انجام تحلیل ها از نرم افزار pfc2d استفاده شد. از آنجایی که این نرم افزار در تخمین مقاومت کششی دارای دقت کافی نمی باشد، در این مطالعه سعی بر آن شد تا این مشکل حل شود. برای رفع این مشکل، از مطالعات آزمایشگاهی و میکروسکوپی نمونه سنگ گرانیت برای کالیبراسیون استفاده شد. پس از اعتبارسنجی این روش با نمونه سنگ گرانیت، کالیبراسیون مدل مجدداً با استفاده از داده های حاصل از آزمون های آزمایشگاهی سنگ کربناته انجام شد. سپس مدل های مکانیکی سنگ کربناته با جریان هیدرولیکی کوپل شدند، تا مدل هیدرومکانیکی برای شکست هیدرولیکی ساخته شود. نتایج حاصل از مدل سازی شکست هیدرولیکی در ویسکوزیته های مختلف نشان داد که ویسکوزیته پایین موجب تراوش وسیع تر سیال شده و در این حالت پدیده شکست و تراوش همزمان رخ می دهند. اما با افزایش ویسکوزیته سیال، اگرچه شروع شکست همزمان با تراوش سیال بوده، اما گسترش شکست جلوتر از منطقه تراوش سیال ادامه می یابد. الگوی رشد شکست در حالت نفوذپذیری پایین به صورت خطی- شاخه ای و در نفوذ پذیری بالا خطی با ضخامت زیاد می باشد. در مدل های دارای ناپیوستگی اولیه، به طور کلی سه نوع اندرکنش بین شکست هیدرولیکی و ناپیوستگی مشاهده شد که عبارتند از: الف- عبور شکست هیدرولیکی از ناپیوستگی، ب- توقف موقت شکست هیدرولیکی با بازشدگی و اتساع ناپیوستگی، ج- توقف شکست هیدرولیکی به دلیل لغزش های برشی. در این مدل ها، با افزایش اختلاف میان تنش های محصورکننده، فشار شکست آنی کاهش می یابد. به علاوه تفاوت بین فشار شکست آنی در هر یک از سه نوع اندرکنش بین شکست هیدرولیکی و ناپیوستگی کم می باشد.

یکی از مهمترین مسائل در اجرای موفق پروژه¬ تونل¬های متقاطع در مناطق شهری، اطمینان از پایداری تونل-ها و کنترل نشست سطحی است. در تحقیق حاضر، بررسی پایداری تونل¬ها و نشست سطحی ناشی از حفاری تقاطع خطوط 2(قسمتی از این خط شامل ایستگاه نیز می¬باشد)، 3 و 4 قطار شهری مشهد واقع در میدان شهدای این شهر، به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus صورت گرفته است. فرآیند حفاری ایستگاه به صورت چند مرحله¬ای و به روش ریب و شمع (روش روسی) و حفاری خطوط به صورت مکانیزه توسط دستگاه tbm – epb مطابق با شرایط واقعی مدلسازی شد. در این بررسی ابتدا ایستگاه و خط 2 در محل تقاطع با تراز روی ریل 23- متر مدلسازی و نشست سطحی و برای اطمینان از پایداری، تغییر شکل¬های ایجاد شده در پوشش سقف، کف و دیواره¬های ایستگاه و تنش ایجاد شده در شمع-های ایستگاه و پوشش نگهداری خط 2 ناشی از حفر آنها مورد بررسی قرار گرفت. سپس به ترتیب خطوط 3 و 4 با تراز روی ریل 39- به صورت افقی موازی با هم و با فاصله داری مرکز به مرکز 28/2 متر (d3) مدلسازی و اثرات آن بر پایداری خط 2 بررسی و نشست سطحی تجمعی ناشی از ساخت این سه خط بررسی شد. برای بررسی اثر پارامترهای تأثیر گذار بر اندرکنش، آنالیز پارامتریک روی پارامترهای فاصله افقی خطوط 3 و 4، فشار epb و بار سطحی انجام شد. نتایج بررسی¬ها نشان از تأثیر قابل ملاحظه و متفاوت هر یک از عوامل ذکر شده دارد که در صورت امکان با انتخاب مناسب این عوامل می¬توان تأثیر اندرکنش را به حداقل رسانید. عبور تونل¬های تحتانی از زیر ایستگاه و خط 2 باعث افزایش مقدار نشست عرضی و طولی سطح زمین شده و علاوه بر آن تأثیر زیادی بر جابه¬جایی کف ایستگاه خواهد گذاشت و باعث تغییر شکل سطح مقطع ایستگاه به سمت داخل ایستگاه خواهد شد. نتایج حاصله نشان داد که تنش¬های اعمالی در شمع¬های ایستگاه و پوشش خط 2 کمتر از مقاومت مجاز بوده و این سازه¬ها پایدار خواهند بود.

دینامیک سنگ به عنوان شاخه ای از علم مکانیک سنگ با رفتار مکانیکی سنگها در نرخهای بارگذاری بالا در ارتباط است. با توجه به اینکه در مهندسی سنگ، مسائل بسیاری از قبیل زمین لرزه، انفجار و نفوذ پرتابه ها در ارتباط با نرخهای بارگذاری بالا می باشند، لذا مطالعه دینامیک سنگ از اهمیت فوق العاده زیادی برخوردار می باشد. اگرچه مطالعه جامع رفتار دینامیکی سنگها مستلزم شناخت دقیق پارامترهای محیطی اطراف سازه می باشد. در تحقیق حاضر، با استفاده از آزمایش میله فشاری هاپکینسون به عنوان شناخته شده ترین و مرسوم ترین ابزار تعیین رفتار دینامیکی مواد در نرخهای کرنش بالا، سعی بر آن شده است تا با انتخاب انواع مناسب سنگ شامل ماسه سنگ و سنگ آهک، تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل نرخ بارگذاری، رطوبت و جنس سنگ بر رفتار دینامیکی سنگها در نرخهای بارگذاری بالا مورد بررسی قرار بگیرد. همچنین به منظور تحلیل بهتر مسأله، شبیه سازی عددی توسط نرم افزار ls-dyna نیز انجام شده است. نتایج تجربی نشان داده است که با افزایش نرخ کرنش تا مقدار s^(-1) 150، مقدار مقاومت دینامیکی ماسه سنگ و سنگ آهک به ترتیب به میزان mpa 100 (62/5%) و mpa 105 (87/5%) بیشتر از مقاومت شبه استاتیکی آنها به دست آمده است. همچنین در حالت اشباع نسبت به حالت رطوبت طبیعی، مقاومت دینامیکی ماسه سنگ در نرخ کرنش s^(-1) 150 به میزان mpa 137 (52%) کاهش داشته است درحالیکه مقاومت دینامیکی سنگ آهک در نرخ کرنش s^(-1) 135 به میزان mpa 15 (1%) افزایش داشته است. در نهایت با مقایسه نتایج تجربی با نتایج عددی نتیجه گرفته شده است که ناهمگنی سنگ از یک طرف و اینرسی ناشی از افزایش ناگهانی فشار داخلی سنگ از طرف دیگر، مهمترین عوامل مؤثر بر افزایش مقاومت دینامیکی سنگ در نرخهای کرنش بالا بوده به طوریکه این تأثیر با افزایش نرخ کرنش شدت پیدا می کند.

همواره استخراج نفت و گاز از مخازن هیدروکربنی با تغییر فشار منفذی درون سنگ مخزن همراه بوده که بر رژیم تنش منطقه تاثیر فراوانی می‏گذارد. این تغییر در رژیم تنش ناشی از تغییر فشار منفذی سبب تراکم‏ سنگ می‏گردد. این خاصیت تراکمی سنگ مخزن از اهمیت زیادی در مطالعات مهندسی مخزن برخوردار است. از این‏رو فاکتور تراکم‏پذیری منفذی تعریف شده است. برای تعیین این فاکتور که خود تابعی از تنش موثر بوده روش استاندارد آزمایش تراکم‏پذیری حجم منفذی معرفی شده که در حالت کلاسیک مورد استفاده قرار می‏گیرد. روش مذکور نیاز به آماده‏سازی زمان‏بر و پرهزینه نمونه دارد. علاوه بر این، انجام آزمایش نیز پرهزینه می‏باشد. از این رو، معرفی روش‏های تخمینی برای این پارامتر همواره مورد نظر پژوهشگران بوده است. به طوری که تا کنون روابط تجربی مختلفی نیز معرفی شده است. نکته قابل توجه این است که تقریباً تمامی روابط پیشنهادی فقط مربوط به مخازن خاصی بوده و از طرفی هیچکدام این فاکتور را به صورت تابعی از تنش معرفی نکرده‏ وهمگی برای تراکم‏پذیری صرفاً به پیشنهاد عدد ثابتی اکتفا نموده‏اند. بنابراین در این تحقیق به دنبال معرفی راهکاری برای تخمین این فاکتور بوده که از نواقص قبلی برخودار نبوده و از طرفی هزینه و زمان کمی نیز برای رسیدن به این فاکتور صرف شود. در این راستا ابتدا با انجام مطالعه آزمایشگاهی بر روی 200 نمونه و دسته‏بندی آن‏ها برای ده گروه‏ سنگ‏های کربناته از مخازن ایران روابط تجربی معرفی شده است. روابط تجربی معرفی شده علاوه بر دارا بودن از قطعیت مناسب، دارای ساختار یکسان نیز بوده و برای گروه‏های مختلف معرفی شده تنها ضرایب این رابطه یکتا تغییر می‏کند. با استفاده از این روابط، علاوه بر فاکتور تراکم‏پذیری، روابط تخلخل-تنش و نیز تراوایی-تنش نیز برای هر گروه تخمین زده شده است. در ادامه علاوه بر تخمین به دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی، یک روند عددی برای تخمین تراکم‏پذیری معرفی شده است. در این روند، اطلاعات هر مدل توسط تصویربرداری ct از نمونه مورد نظر به دست می‏آید. تصویر ct مورد استفاده در این تحقیق توسط سیستم تصویربرداری اشعه مخروطی (cbct) استخراج می‏شود. این روند توسط تلفیق تحلیل‏ المان محدود با تصاویر ct به دست آمده از نمونه‏های مغزه صورت گرفته است. نتایج تخمین صورت گرفته به این روش برای 20 نمونه سنگ مخزنی از مخازن ایران ارائه شده که حاکی از قابلیت اطمینان نسبتاً بالای روش ابتکاری ارائه شده است.

تعیین مقدار جابجایی تونل و مقدار بار روی سیستم نگهداری قسمت اصلی طراحی یک تونل است. از مدل¬های مرکب الاستیک و الاستوپلاستیک در تعیین تنش ها و کرنش های ظاهر شده در توده سنگ اطراف تونل و طراحی نگهداری استفاده می¬شود. عیب این مدل ها این است فاکتور زمان را در بسیاری از موارد که بیش از 70% جابجایی کلی را شامل می¬شود، در نظر نمی گیرد. جابجایی وابسته به زمان توده سنگ در اثر حفر فضای زیرزمینی را می توان ناشی از خزش توده سنگ، زمان نصب و خصوصیات سیستم نگهداری و پیشروی سینه کار دانست. روش های متعددی از جمله تحلیلی و تجربی استفاده می¬شود تا جابجایی ها و تنش های اطراف تونل را با توجه به فاصله از سینه کار پیش¬بینی نماید. مدل های تحلیلی انجام شده برای به دست آوردن جابجایی نسبت به زمان در شرایط ساده کننده همچون دایره¬ای بودن تونل، تنش هیدرواستاتیک بوده است. به دلیل اینکه مدلی برای به دست آوردن جابجایی وابسته به زمان در شرایط تنش ناهمسانگرد وجود ندارد، در این پژوهش روابط برای محاسبه جابجایی وابسته به زمان در شرایط تنش ناهمسانگرد در سنگ با رفتار ویسکوالاستیک تعیین خواهد شد. براساس روابط موجود، روابط برای مقدار جابجایی وابسته به زمان در دیواره تونل با رفتار ویسکوالاستیک جسم برگر در حالت تنش برجای ناهمسانگرد قبل و بعد از نصب سیستم نگهداری تعیین شد. روابط پیشنهادی مقدار جابجایی با گذشت زمان را در حالت تنش برجای ناهمسانگرد محاسبه می¬نماید. مقدار تغییر شکل اطراف یک تونل دایره¬ای از روابط پیشنهادی بدست آمد. برای مقایسه تغییر شکل محاسبه شده از کارهای انجام شده و روش عددی استفاده شد. مقایسه مشخص نمود که تفاوت دو روش کمتر از 5 درصد می¬باشد.

افزایش تقاضای استفاده از انرژی هیدروکربنی و در نتیجه نیاز به تولید بیشتر نفت و گاز از مخازن غیرمعمول، کاهش دبی سیال هیدروکربنی ورودی به چاه در نتیجه سیمان کاری دیواره چاه و پایین بودن نفوذپذیری سنگ مخزن در برخی از تشکیلات به ویژه در تشکیلات کربناته، استفاده از روش های تحریک در چاه را ضروری کرده است. در حال حاضر، شکست هیدرولیکی برای بهبود بهره وری چاه های نفت و گاز استفاده می شود. اکثر مخازن در تشکیلات شکسته بوده، بنابراین تاثیر ناپیوستگی طبیعی موجود در سنگ مخزن بر امتداد گسترش شکاف هیدرولیکی بسیار مهم است و هدف این تحقیق بررسی این موضوع می باشد. در تحقیق پیش رو مدلی دوبعدی از سنگ مخزن در نرم افزار آباکوس با استفاده از روش xfem تهیه و تاثیر ترک طبیعی بر گسترش شکاف هیدرولیکی مطالعه شد. جهت بررسی تاثیر جهت داری ناپیوستگی بر امتداد شکاف هیدرولیکی، ترک المانی در دو حالت موازی و متعامد با امتداد شکاف هیدرولیکی مدل شد. همچنین در هر حالت، سختی ترک به سه صورت ترک نرم تر، ترک سخت تر و ترک همگن نسبت به سختی سنگ مخزن در نظر گرفته شد. برای بررسی تاثیر فاصله داری شکاف هیدرولیکی از ترک طبیعی، ترک در سه فاصله داری مختلف جانمایی شد. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که ترک همگن تاثیری بر روی امتداد گسترش شکاف هیدرولیکی نداشته اما در سایر حالت ها، ترک طبیعی باعث انحراف شکاف هیدرولیکی از مسیر اصلی خود می شود؛ همچنین تغییر در جنس ترک و فاصله داری، بر مقدار انحراف شکاف هیدرولیکی موثر شناخته شد؛ به-این صورت که در حالت ترک نرم ترشکاف هیدرولیکی به سمت ترک متمایل شده و در حالت ترک سخت تر شکاف از ترک دور می شود. همچنین با افزایش فاصله داری، تاثیر ترک طبیعی بر شکاف هیدرولیکی کاسته شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در مهندسی مکانیک سنگ چگونگی پایدار نگاه داشتن طبیعی شیروانی های سنگی و نیز تحلیل انواع شکست شیبهای سنگی و همچنین عوامل موثر در هریک از حالات شکست و نیز اهمیت آنها مبحثی است که محققین بسیاری بر روی آن مطالعه کرده اند. در اینجا سعی شده است تا نمونه ای عملی از یک شیروانی سنگی با احتمال انواع شکست (صفحه ای و گوه ای) ارایه گردد. مطالعات مکانیک سنگی و استریوگرافیکی بر روی آن انجام گردید و در پایان تاثیر پارامترهای مقاومتی مانند زاویه اصطکاک ، چسبندگی و غیره و نیز تاثیر هندسه شیب سنگی بر روی پایداری مطالعه شود. معدن روباز مس میدوک یکی از بزرگترین معادن مس ایران است که در ناحیه مرکزی ایران در 27 کیلومتری شمال شرقی شهر بابک در استان کرمان واقع است . اهمیت مطالعات بر روی آن به این خاطر بود که تاکنون بررسیهای ژئومکانیکی و نیز تحلیل پایداری قابل ملاحظه ای بر روی آن صورت نگرفته است . تحلیل حساسیت و پایداری در دو حالت صفحه ای و گوه ای توسط روشهای تعادل حدی و روش تحلیل عددی دوبعدی و سه بعدی (در حالت گوه ای) انجام پذیرفت و نتایج حاصله بصورت نمودارهایی در پایان نامه موجود است . در اینجا این نکته قابل ذکر است که در میان عوامل موثر بر پایداری شیروانی های در حالات مختلف شکست عوامل متفاوتی توده سنگ و نیز جهت یابی دیواره شیروانی سنگی از اهمیت بالایی برخوردار است .

هدف از اجرای پروژه مشخص کردن دستگاه رودهدر مناسب با توجه بهشرایط زمین شناسی و توده سنگ منطقه و محدودیتهای کاربری و همچنین مقایسه آن با حالت حفاری و آتشباری سنتی در امر حفر تونل در مارنهای آهکی سازندمیشان می باشد. بمنظور انجام آن، تونل حفر شده در سازند آغازجاری قشم نیز مورد تجزیه و تحلیل و بررسی قرار گرفته است. توده سنگ منطقه مورد بررسی از نوع مارن با مقاومت فاشری تک محوری ‏‎10mpa‎‏ بود که رودهدر ‏‎t2.11‎‏ ساخت شرکت پائورات با پیشروی متوسط روزانه ‏‎5m‎‏ در هر شیفت نسبت به روش آتشباری صرفه اقتصادی داشت. و طبق محاسبات انجام شده اگر این مقدار پیشروی به ‏‎3/6m‎‏ در هر شیفت برسد دیگر از لحاظ اقتصادی به صرفه نخواهد بود پس مهارت اپراتور در این زمینه نقش مهمی بعهده خواهد داشت.در توده سنگ مارنی سازندمیشان نیز بعد از بررسیهای به عمل آمده مشخص شد که با توجه به مقاومت فاشری تک محوری که 0/2 برابر مارن قشم است به این نتیجه رسیده شد که هزینه حفاری با رودهدر هم افزایش می یابد اما از طرفی هزینه اتشباری نیز با این روند افزایش یافته اما استفاده از رودهدر اقتصادی خواهد بود. و با توجه به هم مقطع بودن دو پروژه همان رودهدر ‏‎t2.11‎‏ پائورات برای سازندمیشان مناسب خواهد بود.