نفوذ آب به داخل تونل را می توان به عنوان یکی از عواملی دانست که در حین ساخت و نیز هنگام بهره برداری حفریات زیر زمینی باید به دقت مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد در غیر این صورت سبب بروز مشکلات فراوانی خواهد شد. عملیات تزریق به عنوان یک راه حل ارزان و موثر در بهبود ویژگی های توده سنگ از جمله کاهش نفوذ پذیری آن به شمار می رود. هدف در این نوع تزریق ایجاد یک ناحیه نفوذ ناپذیر و به اندازه کافی گسترده در اطراف تونل برای جلوگیری از نشت آب به درون تونل است. این پایان نامه تلاشی برای ارائه طرح تزریق قطعه یک تونل انتقال آب کرج -تهران و پیش بینی میزان کارایی آن است. به منظور نیل به این هدف، ابتدا وضعیت نفوذپذیری زمین در نواحی بحرانی، بر اساس مدل های تحلیلی بررسی شد که نتایج با تجربیات حاصل از وضعیت نفوذپذیری در تونل های مختلف و نتایج مدل سازی عددی مطابقت خوبی نشان داد. در گام آخر، طراحی پارامتر های تزریق آب بند، برای تونل مورد مطالعه، انجام شد. با در نظر گرفتن محدوده عملی ایجاد یک ناحیه تزریق شده در اطراف تونل انتقال آب کرج –تهران و همچنین با توجه به استفاده از یک دوغاب پایه سیمان پرتلند معمولی می توان عنوان کرد که تزریقِ "پس از اجرا" در نواحی بحرانی تونل 70 الی 80 درصد در کاهش آب نشتی به تونل موثر خواهد بود. کلید واژه: تزریق آب بندی، تونل عمیق، نفوذپذیری، ضخامت ناحیه تزریق شده، دوغاب پایه سیمانی.

یکی از الزامات مهم در طراحی و اجرای موفق پروژه های عمرانی و معدنی در سنگ، ارزیابی دقیق مقاومت توده سنگ است. امروزه مدلسازی عددی به طور فراگیری به عنوان روشی مناسب برای برآورد مقاومت بکار برده میشود. مهمترین مرحله در مدلسازی عددی توده سنگ، تعریف دقیق شبکه ناپیوستگیها (ساخت مدل هندسی) است. در بسیاری از شیوه های مدلسازی، ناپیوستگیها با استفاده از بعضی فرضهای غیرواقعی از جمله تعداد بسیار کم، قطعی بودن جهت، توزیع یکنواخت و نامحدود بودن گسترش آنها، ساده سازی میشوند. از طرفی، از آنجا که توده سنگ از مواد طبیعی تشکیل شده، ضروری است ویژگیهای هندسی ناپیوستگیها با ماهیت تصادفی تعریف شوند. هدف اصلی در این تحقیق برآورد مقاومت توده سنگ درزه دار دارای ناپیوستگیهای ناپایا با استفاده از مدلی ترکیبی است که اولا از تمامی ساده سازیهای مرسوم مدلسازی اجتناب نموده و ثانیا دارای توانایی شبیه سازی ماهیت تصادفی ویژگیهای هندسی درزه ها باشد. برای این منظور از مدل توده سنگ ترکیبی (srm) متشکل از مدل تصادفی سه بعدی شبکه درزه های مجزا (dfn) و مدل اجزای مجزای pfc3d استفاده شده است. در این راستا به تهیه و توسعه مدل تصادفی سه بعدی شبکه درزه و برنامه کامپیوتری dfn-frac3d به زبان برنامه نویسی c++ بر اساس مدل ونزیانو پرداخته شده است. این برنامه اکثر قابلیتهای نرم افزارهای تجاری و برنامه های کامپیوتری که تاکنون توسعه داده شده اند را دارا است. مدلسازی تصادفی سه بعدی الگوی درزه داری در نواحی گسلی و همچنین قابلیت نمونه گیری تصادفی با تعداد و اندازه های مختلف از ویژگیهای منحصر به فرد dfn-frac3d است. به منظور بررسی رفتار مقاومتی توده سنگ درزه دار، با در نظر گرفتن مورد مطالعاتی تونل انحراف سد و نیروگاه رودبار لرستان، در ابتدا با استفاده از برداشتهای انجام شده و برآورد ویژگیهای آماری دسته درزه های موجود در این منطقه، مدل هندسی-تصادفی سه بعدی شبکه درزه ها تهیه شده است. مدل هندسی تهیه شده از لحاظ آماری تطابق خوبی با توده سنگ واقعی منطقه نشان داده است. سپس اندازه بلوک معرف (rev) ویژگی مقاومتی با استفاده از مدل srm و با کاربرد شیوه مناسب پیشنهاد شده در این رساله، محاسبه شده است. با در نظر گرفتن ثابت ماندن مقاومت متوسط، کاهش ضریب تغییرات مقاومت و کاهش نسبت پایایی متوسط به ابعاد بلوک (پایایی نسبی)، اندازه rev ویژگی مقاومتی توده سنگ برابر m14×m7×m7 برآورد شده است. بر این اساس، مقاومت متوسط توده سنگ مورد مطالعه، برابر mpa 8 تخمین زده شد. این مقدار در حدود 45 درصد مقاومت تک محوره سنگ سالم است. در نهایت، رابطه بین مقاومت و ویژگیهای هندسی شبکه درزه در اندازه rev، بررسی و پارامتری تحت عنوان اندازه بلوک معرف آماری (srev) معرفی گردیده است. برای مورد مطالعاتی این تحقیق، srev، بلوکی است با ابعاد m14×m7×m7 که در آن شدت حجمی درزه، برابر با بلوک بزرگ و تابع توزیع تجمعی تجربی پایایی درزه دارای اختلاف بیشینه مجاز 15/1 با بلوک بزرگ است.