چند سالی است که ذخیره‏سازی گاز طبیعی در بیشتر نقاط دنیا برای ایجاد تعادل در بازار مصرف گاز به کار گرفته می‏شود. مزایای اقتصادی این گونه طرح‏ها علت اصلی گرایش به سمت آن‏هاست. از طرفی دیگر، افزایش تقاضای گاز طبیعی به عنوان پاکیزه‏ترین انرژی فسیلی و همچنین دوره‏های تقاضای طولانی در فصل زمستان ذخیره‏سازی گاز را امکان پذیر نموده است. در بین روش‏های مرسوم ذخیره‏سازی گاز روش ذخیره‏سازی در مخازنی که قبلاً در‏‏‏‏‏‏‏‏‏بر‏دارنده نفت و یا گاز بوده‏اند از اهمیت ویژه‏ای برخودار است. در این پایان نامه مدلسازی عددی مخزن گازی سراجه قم که در فاصله 90 کیلومتری کلان شهر تهران واقع شده به صورت غیرکوپلی حل شده و نتایج آن ارائه شده است. پس از دستیابی به یک انطباق زمانی قابل قبول و اطمینان از دقت کافی مدل برای شبیه‏سازی فرآیند ذخیره‏سازی گاز، پیش بینی رفتار مخزن برای توسعه طرح‏های اقتصادی در این حوزه مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین پس از مقایسه دو سناریوی تخلیه کامل و تخلیه جزئی، سناریو دخیره سازی گاز در مخزن تخلیه جزئی به عنوان گزینه مناسب پیشنهاد شد.

مقاومت برشی توده سنگ، سطوح درزه و ناپیوستگی ها در تحلیل پایداری شیروانی های سنگی و سایر سازه-هایی که در سنگ طراحی و اجرا می شوند اهمیت زیادی دارد. مقاومت برشی در یک توده سنگ عمدتاً توسط صفحات ضعف کنترل می شود. بنابراین درک مجموعه عوامل موثر بر مقاومت برشی توده سنگ، ضروری به نظر می رسد. یکی از روش های بررسی رفتار برشی ناپیوستگی ها استفاده از مدل های فیزیکی می باشد. در این تحقیق به منظور نزدیک شدن شرایط مدل به واقعیت، از پروفیلی استفاده گردیده است که ابعاد دندانه ها کم و تعداد آنها زیاد باشد. مهمترین خصوصیات درزه های سنگی که بر رفتار برشی آن ها موثر می باشند، شامل مقاومت دیواره درزه (کششی یا فشاری) و توپوگرافی سطح آن می باشد. تا کنون تحقیقات زیادی در زمینه تغییرات توپوگرافی سطح و تاثیرات آن بر روی مقاومت برشی درزه صورت گرفته است. اما تغییرات مقاومتی مواد دیواره درزه کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. نظر به این که در بسیاری از موارد، صفحات ضعف، فصل مشترک بین دو لایه با مقاومت های مختلف می باشد، اهمیت بررسی رفتار ناپیوستگی در این حالت خاص مشخص می گردد. در این تحقیق با بهره گیری از پلاسرهایی متشکل از نسبت های مختلف گچ، سیمان پرتلند، خاک رس و آب، در ابتدا یازده نوع ملات با مقاومت های مختلف بدست آمد. سپس پنج نوع ملات از بین آنها انتخاب گردید که دارای مقاومت هایی بین 9/5 تا 5/19 مگاپاسکال می باشند. این ملات ها توسط پرفیلی با دندانه داری منظم قالب گیری شد. سپس قالب ها به گونه ای بر روی هم قرار گرفتند تا مقاومت مواد دیواره درزه در بالا و پایین درزه متفاوت باشد. نسبت های مقاومتی مواد دو طرف درزه از 1 تا 3 متغییر می باشد. درزه های ایجاد شده تحت آزمون های برش مستقیم با اعمال بار عمودی ثابت قرار گرفتند. پس از انجام آزمون های برش بر روی درزه های هم جنس و غیر هم جنس و مقایسه نتایج، مشاهده شد که اولاً ماده ای با مقاومت کمتر در تمام نسبت های مقاومتی تعیین کننده مقاومت برشی درزه می باشد. ثانیاً استفاده از مقاومت کششی مواد دیواره درزه به جای مقاومت فشاری آن در تعیین مقاومت برشی درزه، نتایج مطلوب تری را در بر خواهد داشت. بر این اساس با استفاده از نتایج بدست آمده از آزمون های برش و تلفیق آنها با نتایجی که تغییرات توپوگرافی سطح در آنها بررسی گردیده، معیاری برای تخمین مقاومت برشی درزه ارائه شده است. در ادامه اثر تغییرات مقاومت مواد دیواره درزه بر روی سختی برشی، سختی نرمال و مقاومت برشی پسماند بررسی گردیده است.

ناپیوستگی ها و صفحات ضعف یکی از مهمترین عواملی هستند که باعث ایجاد انیزوتروپی مکانیکی در سنگ شده و سبب کاهش مقاومت آن می گردند، در نتیجه جهت توصیف رفتار سنگ باید خواص مربوط به صفحات ضعف ذاتی و میزان تاثیری که بر روی مقاومت سنگ می گذارند مورد توجه و بررسی قرار گیرد. در تحقیق حاضر، جهت مطالعه انیزوتروپی ذاتی از نمونه های طبیعی سنگ شیست استفاده شده است. برای مطالعه رفتار برشی سنگهای انیزوتروپ مورد مطالعه، نمونه هایی با شیب مختلف صفحات ضعف/صفحات شیستوزیته ( ) تهیه شد. جهت مطالعه رفتار انیزوتروپی مقاومت برشی صفحات ضعف ، نمونه های فوق الذکر در سه زاویه برش از پیش تعیین شده( ) تحت برش قرار گرفته و با چرخش امتداد صفحات ضعف/صفحات شیستوزیته نسبت به صفحه برش اصلی در پنج زاویه مختلف امکان بررسی اثر انیزوتروپی امتداد صفحات ضعف در مقاومت برشی حاصله فراهم گردید(? شیب صفحات ضعف نسبت به افق، ? زاویه بین امتداد صفحات ضعف/صفحات شیستوزیته نسبت به صفحه برش اصلی و ? شیب صفحه برش اصلی نسبت به افق می باشد). بدلیل فراهم بودن امکان افزایش همزمان بار نرمال جانبی با بار برشی با عنایت به نوع آزمایش(بار تک محوری و تجزیه آن به بار نرمال و برشی)، رفتار مقاومت برشی نمونه تحت تنش محصور کننده نیز مورد بررسی قرار گرفت. با در نظر گرفتن تنش نرمال و تصحیح اثر آن بر مقاومت برشی نمونه در صفحه برش، رفتار انیزوتروپی در تنش برشی موثر بررسی شده و در نهایت مکانیزم و مد شکست نمونه های دارای انیزوتروپی ذاتی با آرایش صفحات ضعف مختلف در آزمایش برش مورب ارائه گردید. نتیجه ای که از این بررسی ها حاصل گردید این است که بسته به جهت گیری صفحات ضعف/صفحات شیستوزیته نسبت به صفحه برش اصلی، مقاومت برشی متغیر بوده و متأثر از تنش محصور کننده بر صفحات ضعف و مکانیزم شکست نمونه هاست. مکانیزم شکست نمونه ها بیشتر از تنش محصور کننده و تغییر زاویه ? تأثیر می پذیرد که با تغییر زاویه ? تأثیر تنش محصور کننده بر شکست بیشتر شده و موجب کاهش تنش برشی موثر می گردد.

هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر تنش نرمال، زبری سطح درزه بسته، آرایش درزه های بسته نسبت به هم، طول پل سنگ بر رفتار برشی و مکانیزم انتشار ترک در محدوده پل سنگ و نهایتاً ارائه معیاری مناسب جهت پیش بینی مقاومت برشی درزه های بسته ناممتد می باشد. بدین منظور دو سری از نمونه ها با ابعاد (cm) 15 15 12 دارای درزه های بسته با سطح هموار و ناهموار با طول پل سنگ (cm) 3 و 5 از جنس سیمان و گچ ساخته شد. آزمایش های برش مستقیم بر روی این نمونه ها تحت تنش های نرمال (mpa) 3/0، 6/0 و 9/0و شرایط بار نرمال ثابت صورت پذیرفتند. به منظور ایجاد درزه های بسته صاف و زبر از پروفیل های دندانه اره ای با زوایای زبری صفر، 10، 20، 30 درجه استفاده شد. همچنین رویکرد جدیدی برای ساخت درزه های بسته مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که مقاومت برشی حداکثر نمونه ها، برآیندی از مقاومت برشی درزه بسته و پل سنگ می باشد. از میان پارامترهای ذکر شده، تنش نرمال و زبری سطح درزه بیشترین تأثیر را بر مکانیزم شکست پل سنگ و همچنین رفتار برشی درزه های بسته ناممتد دارد. در نمونه های با درزه بسته صاف، منحنی برشی دارای یک پیک و مکانیزم شکست پل سنگ برش می باشد. برای نمونه های با درزه بسته ناهموار تحت تنش های نرمال پائین، منحنی برش دارای دو پیک و مکانیزم شکست پل سنگ، کشش می باشد. در تنش های نرمال بالا تمامی نمونه ها دارای یک پیک در منحنی برش و مکانیزم شکست پل سنگ بصورت برش است. تشخیص نحوه شکست نمونه ها نیز بر اساس سطح پل سنگ شکسته شده می باشد. پس از شکست پل سنگ در تنش نرمال بالا برش دندانه ها از قاعده و در سطح تنش نرمال پایین، لغزش دندانه ها بر روی هم مشاهده شده است. قبل از شکست پل سنگ نیز هیچگونه اتساعی در نمونه ها مشاهده نشده است.

در این تحقیق7 عامل تاثیرگذار بر پایداری شیروانی ها ( ارتفاع شیب (h)، وزن مخصوص (?)، چسبندگی (c)، زاویه اصطکاک داخلی(?)، زاویه شیب (?)، ضرایب افقی و قائم زلزله (kv, kh)) انتخاب گردید، سپس یک بانک اطلاعاتی شامل 195 آنالیز پایداری با نرم افزار slide 5 ساخته شد و با استفاده از روش هاِی مختلف ساخت مدل رگرسیونِی (روش استاندارد، روش روبه جلو و روش حذف پس رو)، مدل هاِی مختلف رگرسیونِی جهت تعیِین مِیزان حساست فاکتور اِیمِنی نسبت به اِین 7 پارامتر، ساخته شد. از بین این 7 پارامتر، با استفاده از هر سه روش مختلف ساخت مدل رگرسیونی چند متغیره، وزن مخصوص و ضریب لرزه ای قائم غیر موثر و ضریب لرزه ای افقی، زاویه شیب، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و ارتفاع شیب موثر در مدل هاِی ساخته شده تشخیص داده شدند. از بین پارامترهای موثر، میزان حساسیت فاکتور ایمنی نسبت به زاویه شیب از همه بیشتر است و برای بقیه پارامترهای موثر به ترتیب: چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، ارتفاع شیب و ضریب لرزه ای افقی می باشد.براِی پارامترهاِی غِیر موثر با استفاده از روش حذف پس رو حساسیت فاکتور اِیمنِی نسبت به ضرِیب لرزه ای قائم بیشتر از وزن مخصوص می باشد. همچنین در این تحقیق برای طراحی شیب دیواره ترانشه مارنی پل کاکارضا از روش عددی و نرم افزار flac2d استفاده شد. این ترانشه در مسیر جاده خرم آباد- الشتر واقع شده است و این جاده تنها مسیر ارتباطی این دو شهر می باشد. در حال حاضر ترانشه به صورت موضعی ریزش داشته و امکان ریزش کل آن وجود دارد. جهت تعیین پارامترها ی ورودی نرم افزار، مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی بر روی نمونه های اخذ شده از ترانشه انجام شد. همچنِین به منظور شناسایی وضعیت تحت الارضی ترانشه، یک گمانه به عمق 4 متر در بالای ترانشه حفر و نمونه های مورد نیاز اخذ شد. برای طراحی شیب ترانشه، شیب های با زوایای 30،35،40و45 در نظر گرفته شد، تحلیل پایداری برای این شیب ها با در نظر گرفتن فاکتور ایمنی حداقل یعنی 1.5 انجام گردید. بر این اساس این شیب ها به ترتیب دارای فاکتور ایمنی 1.64، 1.45،1.31و 1.19 می باشند. همچنین تحلیل شبه استاتیکی برای زوایای 30، 35 و 40 درجه با ضرایب لرزه ای افقی 05/0 و 15/0 انجام شد. تحلیل پایداری برای این شیب ها با در نظر گرفتن فاکتور ایمنی 1.2 انجام گردید. برای شیب های 30، 35 و 40 درجه و برای ضریب لرزه ای افقی 05/0، فاکتور ایمنی به ترتیب 21/1، 09/1 و 99/0 می باشد. بر اساس آنالیزهای انجام شده برای ضریب لرزه ای افقی 15/0، شیب های 30، 35 و 40 درجه به ترتیب دارای فاکتور ایمنی 96/0، 87/0 و 81/0 می باشد.

براثر فرایندهای مختلف زمین شناسی، پل سنگ ها و ناپیوستگی ها در توده سنگ ایجاد می شوند. در حالتهای کمی این امکان وجود دارد که شکست ساختارهای سنگی به یک ناپیوستگی مجزا محدود گردد بلکه چندین ناپیوستگی ناهمسطح با یکدیگر اندرکنش داده و سرانجام سطح برش ترکیبی در توده سنگ گسترش می یابد. از اینرو علاوه بر ناپیوستگی ها، سگمنتهای سنگی بین آنها بیشترین تاثیر را بر مقاومت برشی سطح شکست دارند. همچنین شروع، گسترش و اتصال ترک در درزه های ناممتد پلکانی از فاکتورهای مهم در کنترل رفتار مکانیکی ساختارهای سنگی نظیر شیبها، پی سنگی و تونلها می باشد. بنابراین مطالعه رفتار شکست برشی درزهای ناممتد پلکانی می تواند درک خوبی را از ناپایداریهای موضعی و کلی در ساختارهای سنگی فراهم آورد و منجر به بهبود طراحی در پروژهای مهندسی سنگ گردد. در این تز تاثیر امتدادیافتگی پل سنگ، زاویه داری پل سنگ و تنش نرمال بر رفتار برشی پل سنگ آشکار شده است. برای دسترسی به این اهداف، مدلسازیهای عددی برش مستقیم روی درزه های ناممتد باز پلکانی توسط نرم افزار pfc2d انجام شد. قبل از انجام مدلسازی، بایستی مدل عددی برای یک سنگ مصنوعی کالیبره گردد. برای کالیبراسیون مدل عددی، تست های آزمایشگاهی تک محوره، سه محوره و برزیلین روی نمونه سنگ مصنوعی بکر (نوع i) انجام و سپس با استفاده از کالیبراسیون معکوس، نتایج آزمایشگاهی تک محوره، سه محوره و برزیلین برای تخمین میکروپارامترهای عددی مورد استفاده قرار گرفت. کالیبراسیون معکوس به این ترتیب است که آزمایش عددی تک محوره، سه محوره و برزیلین روی مدل اجرا و با تغییر میکروپارامترهای ورودی مدل، نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی تطبیق داده شد. بعد از تطبیق نتایج و کالیبراسیون مدل، میکروپارامترها برای مطالعه رفتار برشی درزه های ناممتد مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که الگوی شکست پل سنگ توسط فاصله داری درزه ها، زاویه داری پل سنگ نسبت به جهت برش و تنش نرمال کنترل می شود مادامیکه مقاومت برشی سطح شکست و تنش شروع ترک، تحت تاثیر الگوی شکست پل سنگ قرار می گیرد. علاوه بر نتایج توصیفی فوق، با آنالیز داده های مدلسازی معیار مناسب برای اندازه گیری کمی مقاومت برشی درزه های ناممتد و تعیین ظرفیت باربری مجاز آنها ارائه شد. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی در پیش بینی رفتار برشی سنگ مصنوعی درزه دار نوع i، مجموعه ای از تست های آزمایشگاهی برش مستقیم روی نمونه مصنوعی حاوی درزه های ناممتد (سنگ مصنوعی نوع i) انجام و نتایج مدلسازی عددی با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید. جهت بررسی اینکه الگوهای شکست پیش بینی شده توسط مدلسازی تا چه اندازه می تواند در پل سنگهای با خواص مکانیکی متفاوت تکرار پذیر باشد و همچنین ارزیابی میزان دقت معیار عددی در براورد مقاومت برشی پل سنگهای با خواص مکانیکی مختلف، مطالعه آزمایشگاهی برش مستقیم بر روی سه سنگ مصنوعی حاوی درزه های ناممتد (از جنسهای مختلف) انجام شد. با مقایسه الگوهای شکست در نمونه های آزمایشگاهی و نمونه عددی (نوع i)، میزان قطعیت در الگوهای شکست پل سنگ تعیین و با مقایسه مقاومت برشی نمونه های آزمایشگاهی و مقادیر پیش بینی شده توسط معیار عددی، توانایی معیار در تعیین مقاومت برشی پل سنگهای با خصوصیات مکانیکی مختلف ارزیابی شد.

در یک دهه گذشته، تلاش های قابل توجهی به منظور درک صحیح تر رفتار مکانیکی درزه و شکستگی های توده سنگ انجام پذیرفته است. درزه های موجود در توده سنگ، توزیع مقیاسی متفاوت از ابعاد میکروسکوپی (میکرو کراک ها) تا ابعاد بزرگ (گسل ها) را به خود اختصاص داده اند. مطالعات گذشته نشان داده اند که به علت طبیعت ناهمگن و ناپیوسته توده های سنگی، عوامل مختلف مقاومت برشی درزه، وابسته به مقیاس اندازه گیری تغییر می کنند. در این مطالعات تاثیر پارامتر های مختلف مقاومت برشی در برابر تغییرات مقیاس بررسی شده اند و برخی روابط تجربی ارائه شده است. مسئله قابل توجه این است که این روابط واحد نبوده و هر یک روندی متفاوت را ارائه می نمایند و گاهاً بعضی عوامل را نادیده می گیرند. این موضوع به خصوص در رابطه با تغییرات مقاومت برشی نسبت به مقیاس به نحو بارزی دیده می شود. به بیانی دیگر، در رابطه با این عوامل، روند های صعودی و نزولی مختلفی نسبت به مقیاس گزارش شده است. تا به حال مطالعه کمتری در این رابطه با در نظر گرفتن توپوگرافی ثابت سطح درزه انجام شده است. در این تحقیق، تلاش شده است که با شناسایی دقیق زبری در پروفیل ها و سطوح درزه، راهکارهای صحیح اندازه گیری این پارامتر به خصوص در حالت صحرایی ارائه شود تا بتوان تغییر پذیری آنرا نسبت به مقیاس بررسی نمود. برای این منظور، الگوریتم های مختلف تخمین زبری فراکتال در حالت پروفیلی و سطحی تدوین و به کار گرفته شد. علاوه بر این از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یک روش در کمی سازی روند تخمین زبری توسط کلاس های استاندارد بارتون بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که در روند افزایش زبری کلاس های استاندراد بارتون، بی نظمی هایی مشاهده می شود. این مسئله لزوم استفاده از روش های دقیق تر چون هندسه فراکتال را تایید کرد. علاوه بر این سایر تحلیل های انجام شده بر روی زبری، نشان داد که این پارامتر بایستی به صورت سطحی و در مقیاسی فراتر از دامنه موج های زبری درجه اول سطح اندازه گیری شود. همچنین در نتایج شبیه سازی عددی آزمایش برش مستقیم در مقیاس های مختلف، روند تغییرات مقاومت برشی پیک نسبت به مقیاس، در مقادیر مختلف تنش نرمال وارده بر سطوح درزه، متفاوت تشخیص داده شد. علاوه بر این در رابطه با تغییرات سایر عوامل برشی نظیر زاویه اصطکاک و چسبندگی نسبت به مقیاس روابطی ارائه شد.

ناپیوستگی ها یکی از مهمترین عواملی هستند که باعث ایجاد انیزوتروپی مکانیکی در سنگ شده و سبب کاهش مقاومت سنگ می شود، بنابراین طراحی صحیح و تحلیل پایداری سازه-های واقع در این گونه سنگ ها، نیازمند داشتن دانش کافی در مورد رفتار این سنگ ها می باشد. جهت توصیف رفتار سنگ، خواص مربوط به ناپیوستگیها و میزان تاثیری که ناپیوستگی ها بر روی مقاومت سنگ می گذارند، می بایست مورد توجه و بررسی قرارگیرد. برای بررسی اثر انیزوتروپی القائی بر مقاومت نمونه-های سنگی، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره، آزمایش برش، آزمایش برزیلی و آزمایش مقاومت فشاری سه محوره بر روی سه دسته از نمونه های سنگی انجام گرفته است. در این تحقیق از نمونه های درزه دار طبیعی استفاده شده است. این نمونه ها شامل سه نوع ماسه سنگ با خواص مکانیکی متفاوت می باشند. زبری سطح این نمونه های انیزوتروپ با استفاده از بعد فراکتال پروفیلی با استفاده از تکنیک جدایش مربعی تعیین شده است. در نهایت تاثیر خواص ناپیوستگی ها و فشار محصور کننده بر رفتار سنگ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی با معیار رامامورتی و معیار اصلاح شده رامامورتی مقایسه شده است. نتایج حاصل از آزمایشها نشان می دهد که برخی از نمونه های مورد آزمایش به علت دارا بودن زبری های مختلف سطح درزه ها از فرم معمول منحنی انیزوتروپی مقاومت نسبت به زاویه درزه پیروی نمی کنند. همچنین این نتایج با رابطه های ارائه شده در این مورد (معیار رامامورتی و معیار اصلاح شده رامامورتی) همخوانی خوبی ندارند، این ناهمخوانی به علت دارا بودن زبری های مختلف نمونه های مورد آزمایش می باشد. کلید واژه: انیزوتروپی، فشارمحصورکننده، زبری سطح ناپیوستگی، اثر انیزوتروپی

نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیمره در استان ایلام و در مجاورت مخزن سد سیمره واقع در 40 کیلومتری شمال باختری دره شهر و حدود 5/7 کیلومتری روستای چشمه شیرین واقع شده است. به منظور ایجاد 1000 مگاوات برق جهت تنظیم برق شبکه سراسری در اوج مصرف برق (ساعات اولیه شب) طراحی و در حال اجرا می باشد. نیروگاه در داخل کوه قرار خواهد گرفت. بدین منظور سازه زیرزمینی یعنی مغار اصلی ساخته خواهد شد. ارتفاع، عرض و طول مغار نیروگاه به ترتیب برابر با 45، 28 و 100 متر می باشد. مغار نیروگاه در سازند آسماری قرار می گیرد که از نظر سنگ شناسی شامل توالی از آهک و آهک مارنی است. دراین تحقیق پایداری این سازه براساس مراحل حفاری به روش های تجربی، ساختاری و روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این تحقیق مغار نیروگاه در شرایط بدون نگهداری و با نگهداری اولیه به روش عددی تحلیل شده است. در ضمن عملیات حفاری مغار نیروگاه به صورت 9 مرحله ای در تحلیل های عددی صورت گرفته است. برای تحلیل عددی از نرم افزارflac 3d که بر مبنای روش fdm می باشد، استفاده شده است. در خروجی های نرم افزار به مقدار و میزان تغییر شکلهای افقی، قائم و مقدار فاکتور ایمنی در اطراف سازه و تحلیل سیستم نگهداری بکار گرفته شده در مغار نیروگاه توجه شده است. برای تحلیل پایداری مغار نیروگاه برای شرایط بدون نگهداری از روش کرنش بحرانی ساکورایی بهره گرفته شده است. از تحلیل پایداری مغار نیروگاه به کمک روش های فوق نتایج زیر بدست آمده است. برای افزایش پایداری مغار نیروگاه، نصب میل مهار های تمام تزریقی به طول 12 متر برای سقف و 15 متر برای دیواره ها در قالب سیستم نگهداری اولیه به فاصله داری 5/1*2 متر پیشنهاد شده است. همچنین نصب شاتکریت مسلح با دو لایه مش فولادی به ابعاد چشمه 10*10 سانتی متر و به ضخامت 20 سانتی متر پیشنهاد شده است.

اندازه گیری و یا تخمین درست تنش برجا یکی از مهم ترین مراحل آنالیز و طراحی سازه های زیرزمینی می باشد. روش های متداول اندازه گیری تنش برجا مانند روش شکست هیدرولیکی دارای دو ضعف عمده ی زمان بر بودن و هزینه بر بودن می باشند. از این رو اندازه گیری تنش برجا به روش های غیر مستقیم در حال گسترش می باشد. از جمله روش های غیر مستقیم اندازه گیری تنش برجا روش های انتشار آوایی و آنالیز سرعت تغییر شکل می باشند. این دو روش بر مبنای تئوری اثر کایزر استوار می باشند. در این تحقیق سه موضوع تحقیق مطرح شده است. موضوع اول بررسی نتایج روش های ae و dra در نواحی مختلف نمودار تنش-کرنش بوده است. موضوع دوم بررسی اثر زمان تاخیر در حافظه تنش در سنگ بوده است. موضوع سوم، به عنوان مطالعه موردی، اندازه گیری تنش برجا در محدوده ی تونل آبرسان سد سیمره به روش dra و ae و مقایسه با نتایج روش شکست هیدرولیکی بوده است. در خصوص موضوع اول نتایج نشان دهنده این است که در محدوده بسته شدن ترک ها، روشهای ae و dra مقدار تنش پیشین را بیشتر از مقدار واقعی نشان می دهند. در ناحیه الاستیک خطی مقدار تخمین زده شده برابر مقدار تنش پیشین می باشد و در مورد محدوده پلاستیک مقدار تنش تخمینی از روش های مذکور کمتر از مقدار تنش پیشین است. در خصوص موضوع دوم تحقیق، نمونه سنگ های آهک مربوط به محدوده تونل آبرسان سد سیمره آزمایش شده اند. طبق نتایج بدست آمده، زمان تاخیر بر اندازه گیری تنش به روش ae و dra تاثیر گذاشته و مقدار واقعی را ارائه نمی نماید. در مورد موضوع سوم تحقیق، طبق نتایج حاصله مشخص شد که مقدار تنش های افقی حداکثر و حداقل در روش ae و dra با نتایج روش شکست هیدرولیکی مطابقت خوبی دارد. اما تنش قائم در روش ae و dra با روش شکست هیدرولیکی متفاوت است. براساس تحقیقات انجام شده، برای تخمین تنش قائم برجا روش ae و dra توصیه می شود. کلمات کلیدی: تنش برجا، انتشار آوایی، آنالیز سرعت تغییر شکل، زمان تاخیر، شکست هیدرولیکی

در این تحقیق از شبکه چند لایه پرسپترون به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع شبکه های عصبی و تابع انتقال تانژانت هایپربولیک استفاده شده است. مدلسازی با استفاده از شبکه های پس انتشار خطا و روش-های مختلف آموزش شبکه انجام شد. در این مطالعه از داده های 6 گمانه تزریق آزمایشی به عنوان داده-های آموزش و از داده های یک گمانه به عنوان داده های تست شبکه استفاده شد. در این مطالعه پارامترهای فشار آب، عمق گمانه، زمان قیف مارش دوغاب و عدد لوژن به عنوان پارامترهای ورودی و پارامترهای فشار تزریق، مقدار خورند سیمان و مدت زمان تزریق به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شده اند، داده ها با استفاده از سه روش، نرمال سازی شدند و مدل های مناسب با استفاده از قابلیت های نرم افزار matlab تهیه شده و شبکه در مرحله آموزش قرار گرفت. پس از مرحله آموزش، میزان خطای شبکه برای تخمین پارامترهای تزریق با ورودی های جدید بر اساس معیارهای ارزیابی مختلف همانند جذر میانگین مربعات خطا (rmse) اندازه گیری شد. بر اساس مدل سازی های انجام شده جهت برآورد فشار تزریق، میزان خورند سیمان و مدت زمان تزریق شبکه سه لایه مناسب ترین جواب را می دهد که تعداد نرون لایه میانی برای هر کدام از پارامترها به ترتیب برابر است با 18، 8 و 15. با توجه به تخمین پارامترهای تزریق توسط مدل ارائه شده با شبکه های عصبی، می توان کنترل پروژه و مدیریت مطلوبی بر روی عملیات تزریق در کارگاه های سدسازی داشت.

آنیزوتروپی محیط های سنگی موضوعی است که به صورت گسترده مورد توجه محققان قرار گرفته است. در بسیاری از این پژوهش ها، خواص ژئومکانیکی نمونه های سنگی تحت شرایطی مورد بررسی قرار گرفته اند که مهمترین عامل آنیزوتروپی، وجود صفحات تورق در نمونه ها بوده است. این در حالی است که شرایط آنیزوتروپی و وجود نقاط ضعف و ترک ها در نمونه های سنگی به عنوان عاملی که شرایط مقاومتی را تحت تاثیر قرار می دهد به صورت توام تا کنون کمتر مورد توجه قرار گرفته شده است. وجود درزه های ناممتد در محیط های سنگی با تشکیل ترک های غیرهمسطح در امتداد گسترش درزه ها، شرایط مقاومتی را تحت تاثیر قرار می دهد، به گونه ای که در شرایط برشی، ضمن گسترش ترک ها در درون ترک های غیرهمسطح قبل از برش، درزه های مجاور به یکدیگر متصل می شوند. وجود ترک های غیرهمسطح باعث افزایش مقاومت برشی در قیاس با نمونه دارای درزه صاف می شود، این در حالی است که وجود این عوامل موجب کاهش مقاومت برشی نمونه نسبت به سنگ بدون ترک می شود. در این پژوهش هدف، بررسی اثر ترک ها بر مکانیزم گسترش و یکپارچگی ترک ها در نمونه های سنگی انیزوتروپ می باشد. برای این منظور با ایجاد ترک هایی در نمونه های طبیعی سنگ فیلیت انیزوتروپ با در نظر گرفتن الگوهای مختلف هندسه ترک و ضمن اعمال بارگذاری تک محوره و سه محوره بر آنها، اثر این ترک ها و الگوی انتشار آنها در تعداد 111 نمونه طبیعی استوانه ای متشکل از 30 نمونه با ترک های افقی و 36 نمونه با ترک های زاویه دار تحت بارگذاری تک محوره و همچنین تعداد 45 نمونه با ترک های افقی نیز تحت بارگذاری سه محوره 1، 3 و 5 مگاپاسکال قرار گرفتند. علاوه بر این به منظور محاسبه و بررسی خواص نمونه ها، 30 نمونه بصورت بدون ترک تحت آزمایش تک محوره و سه محوره قرار گرفتند. به صورت کلی، در این تحقیق اثر زاویه ترک های غیرهمسطح، عمق ترک، طول ترک های غیرهمسطح و زاویه صفحات تورق بر مقاومت نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، وجود ترک در نمونه ها تاثیری بر روند گسترش ترک نداشته و تنها باعث ایجاد انحراف ناچیزی بر مسیر رشد ترک می شود. به عبارتی دیگر اثر صفحات تورق برای گسترش ترک در هنگام شکست، قوی تر از اثر پیش ترک ها می باشد. علاوه بر این بر اساس نتایج، به صورت کلی وجود ترک باعث کاهش مقاومت نمونه ها می گردد. همچنین در نهایت، حالت رفتار مقاومتی نمونه های دارای ترک و بدون ترک بررسی -شد و معادله ای نیز برای پیش بینی میزان مقاومت فشاری حداکثر نمونه های سنگ آنیزوتروپ ارائه گردید.

آنیزوتروپی یکی از مهمترین شاخصه های سنگ های رسوبی و دگرگونی می باشد که در پایداری فضاها تأثیر گذار بوده و بایستی در طراحی ها در نظرگرفته شود. از اینرو نیاز به بررسی های گسترده ای برای شناسایی اثر آنیزوتروپی در رفتار مکانیکی و مقاومت سنگ وجود دارد. مدلسازی عددی یک ابزار مهم در طراحی ساختارها و تحلیل پایداری به شمار می رود. روشهای عددی که قادر به شبیه سازی فرآیند ترک خوردگی در سنگ هستند، می توانند شکست، تمرکز و گسترش ریزترک ها را در اطراف فضا پیش بینی کنند. در این تحقیق از روش المان مجزا و نرم افزار pfc به دلیل توانایی آن در شبیه سازی صریح شکستگی، جهت مدلسازی سنگ ایزوتروپ عرضی و رفتارنگاری شکست آن تحت فشارهای تک محوره و سه محوره استفاده گردید. بدین منظور اثر جهت آنیزوتروپی بر مقاومت شکست نمونه های ایزوتروپ عرضی مورد تحقیق قرار گرفت. همچنین جهت بررسی اثر ترک باز، به عنوان عاملی موثر در کاهش مقاومت ماده ی سنگ، با ساخت مدلهایی دارای ترک هایی در دو طول متفاوت و در زوایای مختلف، اثر این عامل نیز مورد بررسی قرار گرفت. از نیازهای نرم افزار pfc، کالیبره کردن آن با نتایج آزمایشگاهی است. پس از کالیبراسیون مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی تک محوره و سه محوره، میکروپارامترهای ورودی مدل عددی انتخاب گردید. صحت کالیبراسیون از تطبیق خوب نتایج تک محوره و سه محوره ی عددی با آزمایشگاهی مشخص شد. پس از تطبیق نتایج، مدل های عددی ترک دار نیز ساخته شد و آزمایشات تک محوره و سه محوره روی آنها نیز شبیه سازی گردید. برای این منظور 7 نمونه ی بدون ترک در زوایای لایه بندی از صفر تا 90 درجه بفواصل 15 درجه ای و 98 نمونه ی ترک دار در دو طول ترک 10 و 20 میلیمتری ساخته شده و در 4 فشار جانبی 0، 3، 6 و 9 مگاپاسکال تحت بار فشاری قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که روش المان مجزا قابلیت مدلسازی این نوع آنیزوتروپی را داشته و تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین نشان داده شد که مقاومت حداکثر سنگ ایزوتروپ عرضی به جهت صفحه ی آنیزوتروپی بستگی دارد. تغییرات مقاومت شکست نمونه های ایزوتروپ عرضی نسبت به زاویه ی لایه بندی آنها، منحنی هایی uشکل با شانه هایی نابرابر است که در زاویه ی لایه بندی صفر درجه، حداکثر مقدار و در زاویه ی 30 درجه کمترین مقدار را دارد. تغییرات مقاومت شکست نمونه های ترک دار نسبت به زاویه ی ترک نشان داد که افزایش زاویه ی ترک منجر به کاهش مقاومت نمونه ی ایزوتروپ عرضی شده و افزایش طول آن در زوایای بیشتر از 30 درجه ی ترک، مقاومت نمونه را بشدت کاهش می دهد. بررسی مرحله ای رشد ترک همچنین نشان داد که زاویه و موقعیت ترک از قبل موجود نقش مهمی در تعیین مسیر رشد ترک دارد. در نهایت مدلی برای پیش بینی مقاومت حداکثر فشاری نمونه های ایزوتروپ عرضی پیشنهاد شد.

مقاومت کششی سنگ نقش بسزایی در مکانیزم شکست، انتشار ترک و شکست نمونه های سنگی دارد که تعیین مقدار دقیق آن می تواند کمک بسزایی در بهینه کردن طراحی سازه های سنگی داشته باشد. از طرف دیگر سنگ های شیستوز به علت ناهمسانگردی ذاتی شان، در جهات مختلف فولیاسیون، مقاومت یکسانی ندارند. هدف از این تحقیق، ارزیابی و استفاده از روش های غیر مستقیم به منظور تعیین مقاومت کششی سنگ های شیستوز در جهات مختلف فولیاسیون می باشد. بدین منظور، از نمونه های فیلیتی با زوایای فولیاسیون صفر، 30، 45، 60 و 90 درجه نسبت به محور بارگذاری ( ) استفاده شده است و در مجموع 184 آزمایش در قالب آزمایش های مقاومت کششی مستقیم، بار نقطه ای، برزیلی و چکش اشمیت روی نمونه های تهیه شده مطابق استاندارد isrm انجام شد. آزمایش های برزیلی انجام شده حداقل و حداکثر مقاومت کششی غیر مستقیم را در زوایای صفر و 90 درجه نشان می دهد که مقادیر آن ها به ترتیب 76/3 و 56/9 مگاپاسکال می باشد. بدین ترتیب مقدار نسبت ناهمسانگردی 54/2 برای نمونه های فیلیتی در آزمایش برزیلی بدست آمد. به منظور انجام آزمایش چکش اشمیت از نمونه های مکعبی با ابعاد 12 سانتی متر استفاده شده و مقدار سختی چکش اشمیت (srh) در جهات مختلف فولیاسیون تعیین شد. نسبت ناهمسانگردی در این روش برابر 2/1 بدست آمد که با مقدار گزارش شده از آزمایش برزیلی تفاوت زیادی دارد. نتایج آزمایش های بار نقطه ای نشان می دهد که حداقل مقدار مربوط به زاویه صفر درجه نسبت به محور بارگذاری می باشد و با افزایش زاویه این مقدار افزایش می یابد. با انجام تحلیل های آماری بر روی نتایج آزمایش های فوق، امکان استفاده از انواع روش های بررسی شده برای تعیین مقاومت کششی سنگ های ناهمسانگرد مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت روابطی برای تعیین مقاومت کششی سنگ های ناهمسانگرد با روش های مختلف ارائه شده است.

ناپیوستگی ها و صفحات ضعف یکی از مهم ترین عواملی هستند که باعث ایجاد آنیزوتروپی مکانیکی در سنگ شده و سبب کاهش مقاومت آن می گردد از سوی دیگر فشار محصور کننده و زبری سطح ناپیوستگی ها میزان اثر ناپیوستگی ها بر روی مقاومت سنگ را تغییر می دهند. در تحقیق حاضر به منظور بررسی تأثیر زبری سطح ناپیوستگی بر مقاومت انیزوتروپی مکانیکی، نمونه هایی درزه دار و زبر از ترکیب گچ و سیمان تهیه گردید برای تهیه نمونه ها از یک قالب مکعبی استفاده گردید که یک پروفیل دندانه دار به صورت طولی در داخل قالب مکعبی قرار گرفته و دو بلوک قرینه هم و دندانه-دار ایجاد می کرد. این بلوک ها تحت زوایای صفر، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه برش داده شد و در ادامه از این بلوک ها در جهت عمود بر برش کرگیری شد و نمونه هایی بر اساس استاندارد isrm برای انجام آزمایش ها آماده گردید. آزمایش های انجام گرفته در این تحقیق شامل آزمایش مقاومت فشاری تک محوره، آزمایش برش مستقیم و آزمایش مقاومت فشاری سه محوره می باشد. تعداد آزمایشات انجام گرفته روی نمونه های درزه دار و زبر 124 عدد می باشد. با استفاده از داده های این آزمایش ها، تأثیر فشار محصور کننده و jrc روی رفتار مقاومت انیزوتروپی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که افزایش jrc باعث افزایش مقاومت فشاری و کاهش فرم شانه ای منحنی های انیزوتروپی و همچنین باعث کاهش اثر آنیزوتروپی می گردد که علت اصلی آن این است که محدود? زوایایی که لغزش در آن اتفاق می افتد، با افزایش jrc کاهش می یابد. همچنین مقاومت فشاری سه محوری با استفاده از رابط? حاصل از معیار موهر کلمب، معیار جیگر و معیار مقاومت برشی بارتن محاسبه گردید و این نتیجه حاصل گردید که رفتار منحنی های مقاومت فشاری و زاوی? انیزوتروپی تحت شرایط فشار جانبی ثابت و یا تحت شرایط jrc ثابت در حالت آزمایشگاهی و حالت تئوری رفتار یکسانی را نشان می دهد. معادل? حاصل از سه معیار چون فقط در محدوده لغزش کاربرد داشت به همین علت، با استفاده از نتایج حاصل از آزمایشگاه معادله ای ارائه گردید که کل محدود? لغزش و شکافتگی را شامل شود و رگرسیون این معادله در حدود 90% می-باشد.

شکست سازه های سنگی و بتنی بر اثر رشد و گسترش ترک های داخلی ، ناشی از تمرکز تنش در نوک آنها، لزوم برسی رفتار شکست این سازه ها را می رساند. تقابل میان چقرمگی سنگ و میزان تمرکز تنش در نوک میکروترک ها، جدال بر سر گسترش یا عدم گسترش ترک می باشد. لذا در این مطالعه اثر ناهمگنی ناشی از اندازه دانه ها به عنوان یکی از عوامل مهم در چقرمگی نمونه ها و تاثیر گذار در مسیر گسترش ترک برسی شده است. برای انجام این کار، شش نوع نمونه با دانبندی های متفاوت اما ترکیب یکسان ساخته شده و تحت آزمایش تعیین چقرمگی قرار گرفته است. جهت بررسی هرچه بهتر مکانیزم شکست نمونه ها، از سیستم انتشار آوایی نیز استفاده شده است. نتایج بیانگر رابطه میان چقرمگی مد برش و کشش با اندازه دانه ها به صورت غیر خطی می باشد. به گونه ای که بیشترین چقرمگی شکست مربوط به نمونه هایی با اندازه دانه های متوسط (2.38_2) میلی متر می باشد وبا افزایش و یا کاهش اندازه دانه ها از این مقدار، چقرمگی نمونه ها در هر دو حالت بارگذاری برش و کشش کاهش می یابد. همچنین با مطالعه مسیر رشد ترک برای نمونه های مختلف با دانبندی های مشاهده می شود که مسیر رشد ترک در نمونه هایی با دانبندی ریزتر، منظم تر بوده و از نوک ترک اولیه شروع شده و در جهت عمود بر تنش کششی حدکثر گسترش می یابد.ولی در نمونه هایی با دانبندی درشت-تر، ترک از مرز دانه ها شروع شده و در یک مسیر نامنظم تررشد کرده و ختم ترک در نقاطی با مقاومت کم در محیط نمونه می باشد. با بررسی برخی پارامتر های انتشار آوایی (ae) نمونه هاهمچون تعداد کانت، انرژی، فرکانس متوسط و ra نیز مشاهده شد که با تغییرات چقرمگی برای دانه بندی های مختلف، این پارامتر ها نیز تغییر می کنند. تعداد کانت های ثبت شده در بازه زمانی انتهای ناحیه الاستیک تا نقطه شروع بهم پیوستن میکروترک ها به عنوان زون شکست در نوک ترک، برای شش نمونه بدست آورده شده است که رابطه مستقیم با نمودار تغییرات چقرمگی نمونه ها در هر دو حالت مد شکست کشش خالص و برش خالص دارد. همچنین ra متوسط نیز برای نمونه های چقر بیشتر از سایر نمونه ها است که حکایت از ارتباط مستقیم این پارامتر با چقرمگی دارد. در پایان نیز آزمایش های صورت گرفته توسط نرم افزار مکانیک شکست سنگ (rock fracture process analysis)مدلسازی شده و نتایج حاصل برای چقرمگی با برسی های آزمایشگاهی مقایسه شده است که هماهنگی مناسبی از خود نشان می دهند.

بازشدگی یا اتساع درزه های سنگی در اثر ناهمواری سطح تحت شرایط بارگذاری همزمان برشی و نرمال پدیده بسیار مهمی است که در مکانیک سنگ و مهندسی سنگ مطرح بوده و به صورت های مختلف رفتار مکانیکی و هیدرولیکی توده سنگ را تحت تاثیر قرار می دهد. در مخازن نفت و گاز این ویژگی ناپیوستگی ها، نفوذپذیری مخزن را کنترل می کند. بگونه ای که هرچه زبری سطح درزه ها تحت شرایط تنش برشی برجا بیشتر باشد، باز شدگی (اتساع) درزه ها بیشتر شده و متعاقب آن نفوذپذیری مخزن افزایش می یابد. در مخازن نامتعارف نفت و گاز در طی فرایند تزریق سیال این خاصیت درزه ها بطور گسترده ای جهت افزایش نفوذپذیری بکار می رود. در سالهای اخیر این ویژگی در صنایع هیدروترمال نیز به منظور بهره برداری از انرژی زمین گرمائی از سنگهای گرم زمین مورد استفاده قرار گرفته است. تاکنون مطالعات گسترده ای بر روی رفتار برشی و هیدرولیکی درزه-های زبر ممتد تحت شر ایط بارگذاری مختلف (رفتار برشی تحت شرایط بار نرمال ثابت و متغییر) انجام شده است. اما شبکه درزه ها در مخازن زمین ساختی بصورت درزه های ناممتد هستند که رفتاری مشابه ترک ناهموار در مقیاس بزرگتر را دارند و لازم است رفتار آنها از منظر مکانیک شکست سطوح زبر مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور در این تحقیق تلاش شد تاثیر زبری سطح ترک بر روی پارامترهای مکانیک شکستی سنگ تحت شرایط بارگذاری همزمان برشی و فشاری نرمال بصورت آزمایشگاهی و عددی مورد مطالعه قرار گیرد. از اینرو نمونه های مناسب سه بعدی شامل ترک ناهموار از نمونه مصنوعی (گچ سیمان) و نمونه طبیعی (ماسه سنگ) تهیه شد و تحت شرایط تنش های نرمال مختلف مورد آزمایش برش قرار گرفت و راستای گسترش ترک در زبری های مختلف و فشارهای نرمال مختلف مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت. با توجه به اینکه نمونه انتخابی از مدلهای استاندارد موجود جهت محاسبه آزمایشگاهی پارامترهای شکست از قبیل ضریب شدت تنش در نوک ترک تبعیت نمی کند بنابراین از مدل عددی المان محدود توسعه یافته استفاده شده تا تاثیر زبری سطح ترک بر ضریب شدت تنش در نوک ترک مورد مطالعه قرار گیرد. در ادامه سطوح ناهموار ارائه شده توسط بارتن به عنوان ترک زبر انتخاب و اقدام به مدلسازی دوبعدی آنها بر اساس روش المان محدود توسعه یافته بر پایه مکانیک شکست الاستیک خطی گردید و ضریب شدت تنش برشی در نوک ترک تحت بارگذاری برشی و نرمال ثابت و زاویه انحراف شروع گسترش ترک به روش عددی محاسبه گردید. بر اساس نتایج ضریب شدت تنش مد ii در نوک ترکهای زبر دوبعدی، با در نظر گرفتن اثر جهت برش نسبت به دندانه های ناهمواری در سطح ترک، رابطه جدیدی در مکانیک شکست ترکهای زبر تحت شرایط برش ارائه شد. در نهایت در ترکهای ناهموار تاثیر فشار سیال در داخل ترک بر ضریب شدت تنش برشی مورد بررسی قرار گرفت.

متلاشی شدن بسیاری از سازه¬های مهندسی بر اثر رشد و گسترش ترک با وجود پایین بودن نرخ بارگذاری بر روی آن ها در مقایسه با مقاومت تئوریکی سازه¬ها، لزوم درک دقیق مکانیزم و عوامل موثر بر گسترش ترک را آشکار می¬سازد. امروزه مطالعات بر روی نانو ذرات سیلیس با توجه به ویژگی های منحصر به فرد آنها متمرکز شده است. افزودن نانو سیلیس به بتن موجب کاهش زمان گیرش، کاهش نفوذ پذیری آب درون بتن و همچنین مقاومت بالاتر در برابر حمله های شیمیایی می شود. در بسیاری از مطالعات انجام شده پارامترهای مقاومتی و خواص فیزیکی نانو بتن به صورت تئوری و آزمایشی مورد بررسی قرار گرفته است و مطالعات تاثیر نانو ذرات بر گسترش ترک، عملکرد این نوع بتن ها حین شکست و پارامترهای مکانیک شکستی در این نوع بتن ها بسیار نادر است. در این تحقیق مکانیزم داخلی شکست و گسترش ترک بتن های مسلح شده با نانو ذرات سیلیسی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است تا بتوان به درک بهتر و جامع تری از بعد رفتار مکانیکی این نوع بتن ها دست یافت. برای تحقق این موضوع در مجموع 96 نمونه مختلف استوانه ای، دیسکی با ترک مرکزی (cscbd) و مکعب مربع طبق استاندارد و ترکیب های یکسان (آب، سیمان و سنگ دانه) اما متفاوت در مقدار نانو ذرات سیلیس (0، 5/0، 1، 5/1) در بازه های مختلف نگهداری 3، 7، 14 و 28 روز ساخته و استفاده شد. نتایج بیانگر رابطه غیر خطی میان چقرمگی شکست (مد i (کشش) و مد ii (برش))، مقاومت و شاخص شکنندگی با مقدار نانو ذرات سیلیس بوده، به گونه¬ای که بیشترین مقاومت و چقرمگی شکست و کمترین شکنندگی مربوط به نمونه¬هایی با افزودن 1% از نانو ذرات سیلیس می¬باشد. همچنین افزایش مقاومت نانو بتن در افزودن 1% نانو سیلیس نسبت به بتن معمولی در بازه زمان نگهداری کوتاه 3،7 و14روز تقریباً 70 درصد می باشد. برای رفتارنگاری فرآیند شکست از تکنیک انتشار آوایی (ae) استفاده شد که¬ پارامتر¬هایی نظیر تعداد کانت، حداکثر دامنه، شاخص b، انرژی، فرکانس متوسط، زاویه خیز و گسترش ترک پایدار و ناپایدار با تغییرات مقدار درصد نانو ذرات سیلیس مورد بررسی قرار داده شد. می توان اینگونه بیان کرد که افزودن نانو ذرات سیلیس، با توجه به ویژگی های پوزولانی و پرکنندگی بالای خود در طول مدت زمان نگهداری باعث کاهش میکروترک ها و حداکثر دامنه و همچنین تغییر در رفتار مد شکست میکروترک های موجود در خمیره بتن حین شکست می شود. می توان با توجه به نتایج حاصل بیان کرد که نمونه های نانو بتن تحمل تنش های بالاتر بدون گسترش ترک ناپایدار را نسبت به بتن معمولی دارا می باشند و یا به عبارت بهتر نانو ذرات سیلیس باعث تاخیر در گسترش ترک ناپایدار در ساختار نمونه ها می شود. تصاویر sem نیز در انتها صحتی بر نتایج حاصل از آزمایش ها مختلف است.

ناپیوستگی¬ها یکی از مهمترین عواملی هستند که باعث ایجاد انیزوتروپی مکانیکی در سنگ شده و سبب کاهش مقاومت سنگ می¬گردند.از جمله مهمترین خواص ناپیوستگی¬ها که بر روی مقاومت نمونه¬ی انیزوتروپ اثر می¬گذارد، زبری سطح ناپیوستگی¬هاست. همچنین با توجه به اینکه در طبیعت سنگ¬ها تحت فشار جانبی قرار دارند، لذا بررسی تأثیر آن بر رفتار سنگ نیز همواره مورد توجه مهندسین مکانیک سنگ قرار داشته است.در تحقیق حاضر به منظور بررسی تأثیر زبری سطح درزه بر روی مقاومت و مدشکست سنگ، بدلیل نیاز به تعداد نسبتاً زیادی از نمونه¬های درزه¬دار با خصوصیات کاملاً یکسان و عدم امکان فراهم کردن این نمونه¬ها به صورت طبیعی ،از نمونه¬های مصنوعی ساخته شده از مخلوط گچ و سیمان استفاده شده است. برای ساخت نمونه¬های مناسب، ابتدا بر اساس پروفیل¬های زبری استاندارد ارائه شده توسط بارتن- چوبی سه زبری با مقادیر jrc برابر با 7، 12 و 17 انتخاب گردید و بر روی قطعات پلاستیک فشرده طراحی شد. سپس با استفاده از قالبهای مناسب بلوک¬هایی قرینه با سطح زبر ایجاد گردید. این بلوک¬ها تحت زوایای 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه برش داده شد و در ادامه از این بلوک¬ها در جهت موازی با برش کرگیری شد تا یک نمونه دارای ناپیوستگی با زاویه¬ی شیب برابر با زوایای بیان شده ایجاد گردد. پس ازمغزه¬گیری، نمونه¬ها بر اساس استاندارد isrm برای انجام آزمایش¬ها آماده گردید. 280 نمونه¬ی تهیه شده تحت آزمایش مقاومت فشاری سه محوری در فشارهاری جانبی 5/0، 5/1، 2، 5/3 و 5 مگاپاسکال قرار گرفت و تاثیر زبری سطح ناپیوستگی بر روی مقاومت و مد شکست نمونه¬های انیزوتروپ بررسی شد. نتایج حاصل از آزمایش¬ها نشان دادند که با افزایش زبری سطح ناپیوستگی و همچنین افزایش فشار جانبی مقاومت نمونه¬های انیزوتروپ افزایش می¬یابد و اثر انیزوتروپی بر روی مقاومت سنگ کاهش می¬یابد. همچنین افزایش زبری باعث کاهش فرم شانه¬ای نمودارهای انیزوتروپی می¬گردد. همچنین تغییرات زبری سطح ناپیوستگی باعث تغییر در مد شکست ایجاد شده در نمونه¬های انیزوتروپ می¬گردد. در نهایت به منظور پیش¬بینی مقاومت فشاری سه محوری با توجه به تغییرات فشارجانبی، زاویه ناپیوستگی و همچنین مقدار jrc، یک رابطه¬ی تجربی ارائه شد. اضافه بر رابطه¬ی تجربی دو مدل رگرسیون چندمتغیره¬ی خطی و سیستم های فازی بر پایه شبکه عصبی تطبیقی نیز ارائه گردید. بررسی نتایج نشان می¬دهد که رابطه¬ی تجربی و مدل¬های ارائه شده کارآیی قابل قبولی به منظور پیش¬بینی مقاومت فشاری سه محوری سنگ تحت شرایط زبری و فشار جانبی مختلف دارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

سنگ ها از جمله مصالح ژئوتکنیکی هستند که به دلیل تشکیل در خلال فرآیندهای پیچیدة زمین شناسی، پیش بینی رفتار ژئومکانیکی آنها بسیار مشکل است. این پیچیدگی به دلیل تنوع جنس و اجزای تشکیل دهندة آنها و همچنین تغییر رفتار مکانیکی نسبت به تغییر سطوح تنش می باشد. سنگ های رسوبی آواری از لحاظ مقاومتی شامل طیف وسیعی از سنگ های سست تا سخت می باشند که به دلیل پراکندگی بسیار زیاد در سطح زمین، پروژه های عمرانی بسیاری بر روی آنها احداث شده است. به همین جهت شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و تعیین رفتار آنها تحت بارهای وارده اهمیت زیادی دارد. علی رغم آنکه در خلال سه دهة اخیر توجه بسیاری از محققین به انواع سست این دسته از سنگ ها معطوف شده است، اما به دلیل مشکلاتی که در رابطه با نمونه برداری های صحرایی، تهیة نمونه های مناسب و انجام آزمون های آزمایشگاهی صحیح و دقیق بر روی آنها وجود دارد، خصوصیات آنها تا کنون به درستی شناخته نشده است. هدف اصلی از تحقیق حاضر تعیین ویژگی های ژئوتکنیکی سنگ های رسوبی آواری، ارائه روابط همبستگی بین این ویژگی ها و در نهایت توسعة یک معیار شکست مناسب جهت پیش بینی رفتار ژئومکانیکی آنها می باشد. در مرحلة اول با اجرای عملیات نمونه برداری وسیع از سطح کشور، بلوک های سنگی سالم و هوانزده جمع آوری و از آنها نمونه های مناسب آزمایشگاهی تهیه گردید. پس از تعیین ویژگی های مهندسی، روابط همبستگی خطی و غیرخطی بین خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و پتروگرافی آنها ایجاد و با استفاده از تحلیل های آماری نظیر آزمون های f و t استیودنت، میزان مقبولیت هر یک از آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این بررسی ها مشخص می سازد کلیة سنگ های رسوبی آواری متعلق به دورة پلیستوسن و پلیوسن و برخی از واحدهای متعلق به دورة میوسن در ردة سنگ های سست قرار می گیرند. تحلیل نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد از بین پارامترهای ژئوتکنیکی، شاخص بارنقطه ای و سرعت موج تراکمی بالاترین همبستگی را به ترتیب با مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته سنگ های مورد بررسی دارا می باشند. بر اساس نتایج آزمون های سه محوری که بر روی 90 نمونه از سنگ های رسوبی آواری انجام شد، پارامترهای مقاومت برشی آنها تعیین و شرط انتقال از رفتار شکننده به شکل پذیر در آنها بررسی شده است. سپس یک معیار شکست جدید جهت تحلیل رفتار ژئومکانیکی آنها ارائه گردیده و میزان کارایی و دقت آن با نتایج حاصل از برازش 5 معیارهای شکست متداول در مکانیک سنگ یعنی معیارهای موهر- کولمب، هوک- براون، رامامورتی، بینیاوسکی و جانستون، به داده های حاصل از این تحقیق و همچنین داده های جمع آوری شده از سایر منابع داخلی و خارجی، مورد مقایسه و تصدیق قرار گرفته است. این ارزیابی نشان می دهد که معیار پیشنهاد شده در هر دو ناحیة تراکم و کشش اعتبار داشته و نه تنها قادر است پیش بینی های دقیقی از مقادیر مقاومتی سنگ های آواری سست بلکه از سنگ های رسوبی سخت و نیمه سخت نیز به عمل آورد.

هدف از این تحقیق، بررسی سیستم نگهداری در مغار نیروگاه این دو سد با استفاده از نتایج ابزاردقیق نصب شده در آنها می باشد. به همین منظور ابتدا با روش عددی و استفاده از نرم افزار مناسب برای هر کدام از طرحها مدلهایی از مغار بدون در نظر گرفتن نگهدارنده، نگهداری با شاتکریت و همچنین تاثیر نگهداری با راک بولت مورد بررسی قرار گرفته اند. با بررسی این مدلها نقش هر کدام از سیستم های نگهداری در افزایش ضریب اطمینان و کاهش جابجایی ها بررسی شد. مطالعات انجام شده نشان داد که غالبا"سیستم نگهداری راک بولت نسبت به شاتکریت در افزایش ضریب ایمنی موثرتر است . همچنین هر دو سیستم نگهداری باعث کاهش شعاع تحت تاثیر گسیختگی برشی و کششی شده ولی سیستم نگهداری شاتکریت باعث تجمع این نقاط در اطراف دیواره های مغار نیروگاه می گردد.

هدف از انجام این تحقیق بررسی پارامترهای ژئوتکنیکی و ساختهای زمین شناسی موثر در طراحی و اجرای پرده آب بند سد شهید رجائی و ارائه یک روند سیستماتیک در بررسی پرده آب بند می باشد. مهمترین ابزار در این تحقیق و بررسی، اطلاعات و نتایج حاصل از مطالعات زمین شناسی، درزه نگاری، مطالعات هیدروژئولوژی و آزمایشات فشار آب و همچنین اطلاعات و نتایج حاصل از عملیات تزریق می باشد. برای انجام این کار در ابتدا نفوذپذیری و تزریق پذیری تکیه گاه ها و پی مرکزی سد توسط توزیع و پراکندگی نفوذپذیریها و رفتارهای هیدرومکانیکی توده سنگ (براساس نتایج آزمایش لوژن) بررسی شده، سپس با تشریح طراحی پرده آب بند سد شهید رجائی، منطقه به منطقه آن مورد بررسی قرار گرفته است . در این بررسی، میزان جذب سیمان در سری گمانه های مختلف بخصوص گمانه های سری نهایی و روند تغییرات جذب سیمان از سری گمانه های اولیه تا سری نهایی در هر منطقه از پرده بیشتر مورد نظر بوده است . سپس با انطباق و تلفیق آنها با ساختهای زمین شناسی، خصوصیات ژئوتکنیکی و هیدروژئولوژی محدوده محور سد و طراحی و نحوه اجرای پرده آب بند در مورد نواقص و کاستی های موجود در طراحی و یا اجرای پرده آب بند سد شهید رجائی بحث شده است . نتیجه بررسی پرده آب بند، ارائه طرح تزریق تکمیلی برای نقاط ضعف تایید شده می باشد.

هدف از این تحقیق، تحلیل پایداری و طراحی نگهداری یک سازه زیرزمینی در سنگ نرم مارن می باشد. مهمترین ویژگی های این سنگ مارن عبارتست از: همگنی، مقاومت پایین، تورم پذیری و تاثیر ناچیز ضعفهای ساختاری (ناپیوستگیها) در آن. خواص فیزیکی - مکانیکی این سنگ با انجام تست های آزمایشگاهی تعیین گردید. بر اساس آزمایشهای انجام شده مقاومت فشاری تک محوری 3/5 - 12mpa، زاویه اصطکاک داخلی 36 درجه و مقاومت کششی 0/8 - 1/8mpa بدست آمده است . با توجه به ویژگیهای توده سنگ مارن، تحلیل پایداری با روشهای تحلیلی (روش فرم بسته و روش عددی) انجام شد. تحلیل پایداری با نرم افزار flac نشان می دهد در قسمت های کناری سقف به عمق حداکثر 0/5 متر و در دیوارها به عمق حداکثر 1/5 متر، ضریب ایمنی کمتر از 1/5 است . همچنین با توجه شروع عملیات حفاری با جای گذاشتن یک پله 1/5 متری در کف ، حفاری دو مرحله ای نیز مدلسازی شد. نتیجه حاکی از آن است که حفاری دو مرحله ای با شرایط فوق تاثیر چندانی بر وضعیت پایداری نداشته و توصیه نمی گردد. با ملحوظ نمودن وقفه زمانی بین حفره تونل تا نصب سیستم نگهداری موقت شامل شاتکریت و بولت دوغابی مدلساری شد. مدلسازیهای انجام شده نشان می دهد، شاتکریت و مش مناسبترین وسیله نگهداری موقت است و بولت دوغابی از کارایی لازم برخوردار نیست .

سد خاکی لار واقع در شمال خاوری تهران با هدف تامین آب مصرفی تهران و دشت مازندران احداث شده است ، ولی به دلیل فرار آب از کرانه های مخزن، تراز آب دریاچه هیچگاه به حداکثر پیش بینی شده نرسیده است . از میان گزینه های ارائه شده برای رفع مشکل، طرح تلمبه کردن آب دریاچه سد لار به تونل لار-کلان و سپس تهران تصویب رسید. در این طرح برای استقرار تلمبه های مورد نظر که می توانند با دبی حداکثر 18 متر مکعب بر ثانیه کار کنند، باید فضای زیرزمینی با ابعاد مناسب ایجاد شود. به این منظور حفر یک چاه با قطر 17 متر و عمق 62 متر به علاوه یک تونل آب بر و یک تونل آبگیر باید حفر شوند. در این طرح تحقیقاتی ابتدا با انجام بررسیهای صحرایی و آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی، پارامترهای ژئوتکنیکی توده سنگهای ساختگاه تا حد امکان تعیین شده اند. در این راستا آزمونهای آزمایشگاهی شامل تعیین مقاومت تک محوره، مقاومت سه محوره و ثابتهای الاستیک سنگ ، تعیین مقاومت برشی ناپیوستگی ها و تعیین شاخص بار نقطه ای سنگ انجام شده اند. از نتایج بدست آمده این آزمونها و اطلاعات زمین شناسی موجود برای طبقه بندی مهندسی توده سنگهای محدوده ساختگاه استفاده شده است . این طبقه بندی که به روش های مختلف انجام شد، وضعیت توده سنگ و نگهداری لازم برای تامین پایداری آن را کمابیش مشخص نمود. بررسی وضعیت ناپیوستگی های توده سنگ و احتمال ناپایداری ناشی از آن هم بخشی از کار را تشکیل می دهد. در این بخش ابتدا اطلاعات موجود پیرامون ناپیوستگی اطراف ساختگاه بررسی شدند و با تکمیل این اطلاعات با برداشتهای انجام شده در دیواره چاه، و به کمک نرم افزار unwedge شرایط هندسی گوه های تشکیل شده تعیین گردید. همچنین تمهیدات لازم برای ممانعت از لغزش این گوه ها ارایه شد. توسط توزیع تنشها پیرامون ساختگاه نیز به کمک روشهای عددی به دست آمد. این کار با استفاده از نرم افزار lusas، به شکل سه بعدی انجام شد. به این منظور یک مدل سه بعدی از منطقه ساختگاه، شامل شرایط توپوگرافی، محل ساختمان کنترل، چاه و تونلهای آبگیر و آب بر تهیه شد. سپس با استفاده از نتایج آزمایشها، مقادیر ژئوتکنیکی مناسبی (با در نظر گرفتن ضریب اطمینان) به توده سنگ نسبت داده شد و مدل کامل شده مورد تحلیل قرار گرفت . نتایج این تحلیل شرایط تنش اطراف ساختگاه، مناطق ایجاد تمرکز تنش و وضعیت جابجایی های توده سنگ را نشان می دهد.

نیروگاه زیرزمینی سد مسجد سلیمان ، اولین تجربه کارشناسان ایرانی در امر توسعه همزمان دو فضای زیرزمینی بزرگ می باشد. این دو فضای زیرزمینی شامل مغار اصلی و مغار ترانسفورمر طرح توسعه سد مسجدسلیمان می باشد. طرح توسعه در امتداد طولی مغار اصلی و ترانسفورمر فاز یک می باشد که حفاری فضاهای زیرزمینی فاز یک در سالهای 98-96 به اتمام رسیده و بجز ‏‎unit 4‎‏ هنوز به بهره برداری نرسیده است.حفاری فضاهای طرح توسعه و مراحل آن می تواند تاثیر قابل توجهی بر پایداری مغارهای فاز یک داشته باشد.

تحلیل پایداری فضاهای زیرزمینی از مهمترین مسائل مربوط به حفر سازه های زیرزمینی می باشد. برای این منظور بایستی اطلاعات دقیقی را از میزان تنشهای برجا و اولیه منطقه بدست آورد. از میان روشهای مختلفی که برای تعیین تنش وجود دارد، روش جک مسطح انتخاب گردید. این تحقیق برای تونل آب بر سر سیمره انجام می شود ، که در 40 کیلومتری شمالغربی شهرستان دره شهر، در استان ایلام و در ناحیه زاگرس چین خورده در حال ساخت می باشد. تونل آب بر این سدنیز در جناح چپ رودخانه و در سنگهای آهکی سازند آسماری(شهباران) میانی حفر می گردد. این تونل که با قطر 5/12 متر حفاری در حال حفاری است، در انتهای مسیر خود به سه پنستاک منتهی می شود. با انجام آزمایش جک مسطح می توان تنشهای القایی و همچنین مدول تغییر شکل توده سنگ را مستقیما بدست آورد و سپس با انجام تحلیل آنالیز معکوس توسط یک روش عددی، تنش اولیه موجود در محل انجام آزمایش جک مسطح بدست می آید. چون قبلا این آزمایش توسط شرکتها و یا محققین داخلی انجام نگرفته ، بنابراین انجام این آزمایش برای اولین بار مشکلی می باشد. در این تحقیق برای اجرای تحلیل آنالیز معکوس از نرم افزار ‏‎udec‎‏ استفاده شد و همچنین برای بررسی صحت نتایج بدست آمده ، از نرم افزار ‏‎ansys‎‏ استفاده گردید.

معیار شکست که بنیان علم مکانیک شکست محسوب می شود، از سال ها پیش وارد تکنولوژی ژئومکانیک گردید. آنالیز پایداری و بررسی شکست یا عدم شکست سازه، از ملزومات مهندسی سنگ است که مستقیما به معیار شکست وابسته است. به عبارتی دیگر، ملاک ارزیابی پایداری و یا استحکام-مقاومت-سازه ای سنگ، معیار شکست می باشد. معیار شکست، ما حصل تکامل تئوری های شکست است. برخی محققان با مطالعه این تئوری ها، معیارهایی پیشنهاد نموده اند. این معیارها که اصطلاحات معیار شکست تئوریک نامیده می شوند از پایه و اساس غنی و محکمی برخوردارند و تقریبا همه آنها خطی می باشند، اما از آنجایی که کلیت یافته ترین رفتار سه محوری سنگ رفتار غیر خطی است، کاربردشان در عمل، محدود اسن، با این حال، نقطه شروع مفیدی در ارایه برخی معیارهای تجربی بوده اند. با وجودی که، معیارهای شکست تجربی، هیچ گونه توجیه تئوریک ندارند و در حقیقت به صورت آماری بر زوج داده های واقعی سه محوری، برازش می شوند، تخمین های نسبتا صحیحی از مقاومت سه محوری نتیجه می دهند، اما در عین حال، از سازگاری و انعطاف پذیری لازم وکافی با شرایط مختلف سازه و کیفیت انواع مختلف سنگ برخوردار نیستند. این معیارها معمولا غیرخطی اند و بر معیارهای تئوریک ارجحیت دارند، ولبی با این وجود، برای همه نوع سنگ کاربرد پذیر نیستند و نمی توانند برای انواع سنگ، تخمین های دقیقی از مقاومت ارایه دهند. معیارهای موهر-کولمب-تئوریک-بیناوسکی، هوک-براون و رامامورتی و دیگران-تجربی-در زمره پرکاربردترین و معرف ترین معیارها محسوب می شوند. براساس ارزیابی های انجام شده در تحقیق حاضر بر این معیارها، معیار بینیا وسکی بالاترین مطلوبیت را از نظر سازگاری با داده های واقعی و تبعیت از روند طبیعی داده ا برخوردار است. پیشنهاداتی که در این تحقیق جهت پارامترهای معیارهای مزبور ارایه شده است، در موراد بسیاری، مطلوبیت این معیارها را افزایش می دهند، ولیکن نمی توانند به معیارهای نام برده جامعیت، انعطاف پذیری، کارآیی، دقت و صحت لازم در شرایط مختلف بدهند. بنابراین نیاز به یک معیار شکست جدید است که واجد همه شرایط فوق الذکر باشد. چنین معیاری که بتواند، تخمین های با صحت و دقت بالایی از مقاومت های تراکمی و کششی محصور و نامحصور نتیجه دهد، از سازگاری و همبستگی بسار خوبی با زوج داده های سه محوری برخوردار باشد، و پوش شکست یا مقاومت هر نوع سنگی را ارایه کند، می تواند در فرم یک معیار خطی-غیرخطی تئوریک-تجربی همانند معیار شکست پیشنهاد شده در این تحقیق باشد.