انجمن بین المللی مکانیک سنگ (isrm 1975) مدول دگرشکل-پذیری توده سنگ را نسبت ما بین تنش اعمالی به مجموع کرنش های الاستیک و پلاستیک ناشی از آن تعریف کرده است. با توجه به اهمیت این پارامتر در طراحی سازه های سنگی و سازه هایی که روی سنگ بنا می شوند، روش های متعددی برای اندازه گیری و تخمین آن ارائه شده است. این روش ها در دو گروه کلی روش های مستقیم و غیر مستقیم قابل تقسیم بندی هستند. استفاده از روش های مستقیم اندازه گیری مدول دگرشکل پذیری (آزمایش های برجا) به دلیل هزینه ها و مشکلات اجرایی نسبتاً بالا فقط در پروژه های پراهمیت (سدهای بتنی بزرگ و سازه های سنگین) توجیه اقتصادی دارند. بنابراین در اکثر پروژه ها، روش های غیرمستقیم برای تخمین مدول دگرشکل پذیری توده سنگ مورد استفاده قرار می گیرند. در طول سالیان متعدد محققین مختلف روابط و روش های مختلفی را بر این اساس ارائه داده اند. این روابط نیز بصورت پیوسته در حال اصلاح بوده و دقت تخمین آنها افزایش می یابد. در این تحقیق با استفاده از آزمایش های بارگذاری صفحه ای انجام گرفته در سدهای رودبار لرستان و بختیاری و سسیتم های طبقه بندی و همچنین سرعت موج لرزه ای p بدست آمده از آزمایش های توموگرافی، روابط بین مدول دگرشکل پذیری با سیستم های طبقه بندی و همچنین مدول دگرشکل پذیری با سرعت موج لرزه ای p مورد بررسی قرار گرفته است و روابطی ارائه شده است که این روابط با روابط قبلی مقایسه شده و نسبت به روابط قبلی منطقی تر می باشند. همچنین مدل سازی با استفاده از سیستم فازی-عصبی انطباقی(anfis) بر روی داده-ها انجام گرفت که با مقایسه r2 و rmse با نتایج رگرسیون بهترین نتایج از مدل anfis استخراج شد.

از عوامل مهم در پایداری چاه های نفتی، تعیین امتداد و شیب بهینه چاه می باشد. شناخت رژیم تنش اعمال شده بر منطقه بر تعیین مسیر بهینه چاه موثر می باشد. در تحقیق فوق عامل شیب و امتداد (آزیموت) و تنش برجا در کنار هم بررسی گردیده و تاثیر این عوامل بر میزان جابجایی های به وجود آمده در دیواره چاه توسط نرم افزار flac، با معیار گسیختگی موهر- کولمب، بررسی گردیده است. نتایج بررسی حاکی از این است که همواره حفر در امتداد تنش حداقل افقی جابجایی کمتری نسبت به حفر در جهت تنش حداکثر افقی دارد، ولی لزوما مسیر بهینه نمی باشد. در شرایطی که تنش های برجا هیدرواستاتیک و ایزوتروپ است، کمترین جابجایی و پایدارترین حالت در امتداد 45 درجه اتفاق می افتد. افزایش شیب چاه نیز موجب افزایش جابجایی و ناپایداری می گردد. زمانی که رژیم تنش به شکل nf (گسل نرمال) می باشد، با افزایش شیب، جابجایی ها در دیواره افزایش می یابد. این در حالیست که در رژیم تنش rf(گسل معکوس) و ss (گسل امتداد لغز) با افزایش شیب، جابجایی ها کاهش می یابد و چاه افقی پایدارتر از چاه عمودی است. وقتی تنش های برجا غیر مساوی می گردند تقارن جابجایی اطراف چاه تغییر می کند و عموما امتداد چاه در زاویه ای کمتر از 45 درجه به کمترین مقدار خود می رسد.

مهمترین عوامل در تحلیل پایداری چاههای نفتی، بزرگی تنش های برجا، رابطه ی بین مقادیر تنش های برجا، امتداد و شیب حفر چاه می باشد. در تحقیق فوق در 7 رژیم تنش و در شیبها و امتدادهای مختلف شاخه ی جانبی، تحلیل پایداری چاههای نفت چند شاخه ای توسط نرم افزار flac3d انجام گرفت. برای مسیرهای مختلف حفر شاخه ی جانبی، مقادیری برای فشار داخلی چاه(فشار گل) تخصیص داده شده و سپس مقادیر nyza(سطح زون گسیخته ی اطراف چاه بر سطح اولیه ی چاه) مرتبط با این فشار بصورت جداگانه برای محل الحاق و شاخه ی جانبی محاسبه گردید و در پایان مقدار فشار گل بهینه همان مسیر بدست آورده شد و مسیر چاه جانبی با کمترین فشار گل بعنوان مسیر بهینه ی حفاری شاخه ی جانبی انتخاب گردید. برای چاه اصلی نیز در هر رژیم تنش، فشار گل بهینه محاسبه گردید. تحلیل پایداری چاههای نفت چند شاخه ای به روش عددی تفاضل محدود نشان می دهد که در هر رژیم تنش، مقدار فشار چاه مورد نیاز جهت پایداری محل الحاق بیشتر از مقدار مورد نیاز جهت پایداری شاخه ی جانبی و چاه اصلی می باشد. در همه ی رژیم های تنش غیر از رژیم تنش گسل نرمال(nf) ، تغییرات چاه جانبی در صفحه ی عمود بر حداکثر تنش اصلی برجا(?_2-?_3 ) تاثیر قابل توجهی در فشار فروریختگی شاخه ی جانبی ندارد. در رژیم تنش گسل نرمال(nf) با تنش های برجای افقی ایزوتروپ، حفاری شاخه ی جانبی با شیب زیاد، پتانسیل ناپایداری چاه را هم در شاخه ی جانبی و هم در محل الحاق به حداقل می رساند. در رژیم های تنش گسل امتداد لغز(ss) و مرز بین گسل نرمال و امتداد لغز(nf-ss)، با افزایش شیب حفر شاخه ی جانبی، فشار گل مورد نیاز جهت پایداری شاخه ی جانبی و محل الحاق بیشتر می-گردد و در دیگر رژیم های تنش ، افزایش یا کاهش فشار گل نسبت به تغییرات شیب شاخه ی جانبی، تابع امتداد حفر چاه جانبی می باشد.

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.

بهره گیری بهینه از ذخایر انرژی هیدروکربوری از اهداف بسیار مهم در صنعت نفت محسوب می شود. یکی از عوامل تاثیر گذار در این بخش نحوه ی تکمیل و بخصوص مشبک کاری لوله جداری در چاه های نفت و گاز می باشد. امروزه استفاده از روش مشبک کاری جهت دار با هدف افزایش پایداری حفره های ایجاد شده و افزایش بهره دهی چاه گسترش زیادی پیدا کرده است. یکی از عمده عواملی که بر روی جهت بهینه حفره ها تاثیر فراوانی دارد، شرایط تنش های افقی در منطقه است. بطوریکه حفره ها هر چه اختلاف زاویه ای کمتری با تنش افقی حداکثر داشته باشند، پایدارترند. در این پروژه سعی شده تا با استفاده از اطلاعات امواج برشی بدست آمده از دستگاه عکسبردار دوقطبی صوتی به تعیین راستای تنش های افقی حداقل و حداکثر پرداخته شود. اطلاعات مورد استفاده مربوط به چاه 422 مخزن بنگستانِ میدان اهواز بوده است. به منظور ارزیابی صحت نتایج بدست آمده، از نمودارهای تصویری در این چاه استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تنش افقی حداکثر دارای آزیموت 45 درجه است که این موضوع در تصاویر بدست آمده از نمودارهای تصویری تایید گردید. به منظور بررسی پایداری حفره ها نیز از نرم افزار flac3d استفاده شد. در نمونه هایی با قطر یک سانتیمترحفره ها از راستای تنش افقی حداکثر تا اختلاف 40 درجه حالت پایدار داشته و همچنین فاصله بهینه آنها از هم 4 سانتیمتر تعیین شده است.

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.

اهمیت سیستم شکستگی در توده سنگ در بسیاری از مسائل مهندسی علوم زمین توسط محققین مختلف مورد مطالعه قرار گرفته شده است. موفقیت مطمئن و ایمن در طراحی و اجرا سازه های زیرزمینی که برای ذخیره سازی سیالات با ارزشی مانند نفت و گاز و حتی دفن زباله های اتمی به کار می روند، بوسیله سیستم شکستگی ها کنترل می شود. در بسیاری از ساختارهای زمین شناسی، نفوذ-پذیری ماتریکس سنگی در مقایسه با نفوذ پذیری شکستگی های موجود در توده سنگ بسیار ناچیز است و شبکه شکستگی های سنگی به عنوان مجاری اصلی عبور آب زیرزمینی در توده سنگ ها محسوب می شوند. در این تحقیق، رفتار هیدرولیکی شبکه شکستگی ها در پیرامون حفریات زیر زمینی با استفاده از روش مدل سازی شبکه شکستگی مجزا، dfn، مورد مطالعه قرار گرفته شده است. از این رو در این تحقیق، یک مدل عددی شکستگی مجزای تصادفی دو بعدی توسعه داده شده است. این مدل عددی در دو مرحله توسعه یافته است: در مرحله اول با استفاده از تکنیک شبیه سازی مونت کارلو، شبکه شکستگی دو بعدی مبتنی بر توزیع تصادفی موقعیت، جهت گیری و اندازه شکستگی ها تولید شده است. به منظور شناسایی مسیرهای جریان از تئوری گراف استفاده شده است. در مرحله دوم تحلیل جریان آرام و پایا در شبکه شکستگی هادی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته شده است. در ادامه رفتار جریان در توده سنگ برای پروژه تونل انتقال آب سمنان با استفاده از داده های میدانی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از 15600 حالت هندسی و هیدرولیکی ساخته شده برای تونل، نشان می دهد که میزان آب ورودی به درون تونل بسته به مقدار بازشدگی شکستگی های سنگی و سطح آب زیر زمینی از کمتر از یک لیتر در ثانیه تا بیش از 20 لیتر در ثانیه به ازای هر متر از طول تونل متغیر می باشد.

شکستگی هیدرولیکی یکی از تکنیک های تحریک مخازن است که برای افزایش بازدهی مخازن نفتی مورد استفاده قرار می گیرد. مهمترین مسئله در روش شکستگی هیدرولیکی، پیش بینی صحیح هندسه شکستگی به منظور طراحی ایمن و بهینه این فرآیند می باشد. نحوه گسترش شکستگی هیدرولیکی در محیط های دارای لایه بندی، به شدت از وجود ناپیوستگی ها (لایه بندی، درزه ، گسل و ...) و خصوصیات آنها، پارامترهای مکانیکی توده سنگ و تنش های برجا تأثیر می پذیرد. بنابراین برای دستیابی به یک طراحی بهینه و همچنین ارزیابی صحیح از هندسه شکستگی هیدرولیکی، لحاظ کردن اثرات لایه بندی در مدلسازی های موجود ضروری است. در این پژوهش با بررسی فرآیند اندرکنش شکستگی هیدرولیکی با ناپیوستگی ها و فصل مشترک لایه ها، نحوه گسترش، انحراف و توقف آن به صورت تجربی و عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، با انجام یک سری آزمایش بر روی نمونه های مکعبی که خود شامل ترکیبی از بلوک-های کوچک تر و یا به صورت چند لایه بودند، نحوه گسترش شکست هیدرولیکی در سلول سه محوره واقعی، با لحاظ کردن هر سه تنش اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به امکان تغییر چیدمان بلوک های کوچکتر نسبت به هم، شرایط آزمایش برای هر نمونه قابل کنترل بود؛ لازم به ذکر است که این نحوه طراحی برای اولین بار در مجموعه آزمایش های حوزه شکستگی هیدرولیکی مورد استفاده قرار گرفته است. در این آزمایش ها، با تغییر پارامترهای مقاومتی فصل مشترک بین بلوک ها، خصوصیات مکانیکی لایه ها، تنش های اصلی، گران روی سیال و نرخ تزریق، فرآیند گسترش شکستگی هیدرولیکی تحت تأثیر این پارامترها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش پارامترهای مکانیکی ناپیوستگی و در نتیجه عدم لغزش و بازشدگی آن، شکستگی می تواند از آن عبور کند، در حالی که کاهش پارامترهای مکانیکی منجر به لغزش و باز شدگی ناپیوستگی شده و در نتیجه انحراف شکستگی هیدرولیکی و یا توقف آن پدیده غالب می باشد. نتایج نشان می دهد که وجود میان لایه نفوذ پذیر یا پرشدگی تأثیرگذار، باعث کند شدن نوک ترک و افزایش تراوش و توقف شکستگی می شود، همچنین تغییر خصوصیات مکانیکی لایه های مجاور بر میزان نفوذ شکستگی هیدورلیکی در این لایه ها اثر گذاشته و می تواند رشد آن را به طور کامل متوقف نماید. در نمونه های بلوکی چند لایهنتایج نشان داد که با تغییر مکان لایه های سخت و نرم نسبت به یکدیگر، شکستگی هیدرولیکی از لایه سخت به لایه نرم نفوذ می کند در صورتی که در حالت معکوس رشد شکستگی متوقف شده و یا به صورت موضعی صورت می پذیرد. براساس هدف دوم پژوهش، به منظور بررسی بیشتر گسترش شکستگی هیدرولیکی و اندرکنش آن با ناپیوستگی های موجود، برنامه عددی (2dfpm) با مبنای المان مرزی (روش ناپیوستگی- جابجایی (ddm)) توسعه داده شد. مهمترین دلایل انتخاب ddm، عدم نیاز این روش به مش-بندی مجدد محیط در حین گسترش شکستگی هیدرولیکی و توانایی آن در مدلسازی ناپیوستگی ها و فرآیند لغزش و بازشدگی آنها تحت تأثیر تنش های محیطی بود. در راستای ارتقای این برنامه عددی و افزایش دقت محاسبات، از المان نوک ترک برای اندازه گیری فاکتور شدت تنش و المان-های سه گرهی کوادراتیک استفاده گردید. با استفاده از معیارهای مختلف گسترش شکستگی و الگوریتم توسعه ترک، مسیر گسترش شکستگی هیدرولیکی پیش بینی گردید و با استفاده از المان درزه و معیار موهر-کلمب، حالات مختلف بازشدگی، لغزش و چسبندگی کامل سطوح ناپیوستگی ها مدلسازی شد. با لحاظ کردن فرمولاسیون محیط های نیم صفحه و تمام صفحه قابلیت مدلسازی در محیط های ناهمگن نیز به این برنامه عددی افزوده شد. در ادامه با مدلسازی همزمان جریان سیال نیوتنی و تغییر شکل الاستیک محیط، امکان بررسی بهتر فرآیند گسترش شکستگی هیدرولیکی در مجاورت ناپیوستگی ها فراهم گردید. با مقایسه نتایج حاصل از برنامه عددی با مقادیر ناشی از حل تحلیلی و همچنین نتایج آزمایشگاهی، دقت و قابلیت این برنامه عددی مورد تأیید قرار گرفت. در ادامه با مدل سازی حالات مختلف وضعیت شکستگی هیدرولیکی نسبت به ناپیوستگی، عوامل موثر بر انحراف، توقف و عبور شکستگی هیدرولیکی با توجه به تنش های ایجاد شده بررسی شد و نقاط تنش اصلی حداکثر که به عنوان پتانسیل های شروع مجدد شکستگی هیدولیکی در آن سوی ناپیوستگی مطرح می باشند، مشخص گردیدند. در مجموع نتایج حاصل از روش عددی علت تفاوت موجود در گسترش شکست هیدرولیکی در محیط های لایه ای و در مجاورت ناپیوستگی ها را نسبت به گسترش آن در محیط های همگن تشریح می کند و قابلیت این برنامه عددی در مدلسازی فرآیند گسترش شکستگی هیدورلیکی را در چنین محیط هایی نشان می دهد.

تونلسازی در شرایط زمین شناسی ضعیف همواره دغدغه مهندسان طراح بوده است. چرا که ریزش و عدم موفقیت طرح خسارت های جبران ناپذیری را در پی دارد. از اینرو دستیابی به سیستم های نگهداری مناسب و یا اصلاح آنها همواره مورد توجه بوده است. در سالهای اخیر استفاده از قوس چتری در تونلسازی در زمین های سست به روش اتریشی مورد توجه قرار گرفته است. این راهکار در مواردی که نگهداری سریع و کنترل تغییر شکل ها به منظور فراهم آوردن شرایط ایمن مدنظر باشد مورد استفاده قرار می گیرد. روش چتری یک روش کارآمد در مقایسه با روش های نگهداری پرهزینه و زمان بر از جمله یخ زدگی، لوله رانی و ستونهای تزریق با جت می باشد. نگهداری با این روش دارای مزایای زیر می باشد: ? کاهش نشست در جبهه کار ? افزایش پایداری جبهه کار ? کاهش ابعاد و تعداد نگهدارنده ها (شاتکریت، قاب فولادی و ...) ? توسعه بخش برش که امکان استفاده از ماشین آلات بزرگتر و افزایش سرعت حفاری را فراهم می کند. سیستم چتری جز روش ‎های پیش نگهداری می باشد. بنابراین پیش از حفر تونل، لوله های فولادی و در بعضی موارد لوله های فایبرگلاس از سینه کار و با زاویه ای حدود 5 تا 10 درجه نسبت به افق به سمت بیرون نصب می شوند، به گونه ای که چتری به شکل مخروط ناقص هم پوشانی با ردیف های بعد را فراهم آورد. قطر لوله ها معمولا 200-60 میلیمتر و ضخامت آنها 8-4 میلیمتر می باشد، طول هر سری چتری معمولا 15-12 متر است که قسمتی از این طول همپوشانی با ردیف بعد را ایجاد می کند. معرفی تحقیق: تونل مورد مطالعه قطعه 4 پروژه راه آهن قزوین- رشت- بندرانزلی حدفاصل رودبار تا امامزاده هاشم می باشد. طول تونل برابر 663 متر در حدفاصل کیلومترهای 345+110 الی 08+111 می باشد. 112 متر از این تونل در زمین های ضعیف و بسیار ضعیف قرار دارد، از آنجاییکه تامین پایداری این مقطع با روش های نگهداری موجود و متداول امکانپذیر نمی باشد، لازم است که از روش پیش تحکیمی قوس چتری استفاده شود. در تحقیق حاضر قوس چتری با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و نرم افزار flac 3d مدلسازی می شود و لزوم استفاده از قوس چتری در این منطقه با توجه به مقادیر جابجایی و نشست رخ داده و سطوح خطر ساکورایی مورد بررسی قرار می گیرد. عملکرد ساختاری این روش در مراحل مختلف حفاری و همچنین در لوله های واقع در تاج تونل و پیرامون آن بررسی و مقایسه می شود. از آنجاییکه هر یک از پارامترهای هندسی قوس چتری از قبیل قطر، طول، طول همپوشانی، فاصله و زاویه قرارگیری لوله ها و همچنین پارامترهای فیزیکی مانند نسبت آب به سیمان در دوغاب و شعاع تزریق، در تامین پایداری تونل نقش موثری دارند، با تهیه نمونه های آزمایشگاهی و تعیین پارامترهای دوغاب و ناحیه تحکیم در اطراف لوله ها و مدلسازی عددی به بررسی هریک از عوامل مذکور پرداخته می شود. معیار بررسی جابجایی های رخ داده در سطح زمین و تاج تونل و میزان باربری سیستم نگهداری اولیه می باشد. ساختار تحقیق: فصل دوم این تحقیق شامل مروری بر مطالعات صورت گرفته در مورد روش پیش تحکیمی قوس چتری می باشد. فصل سوم مروری بر روش های عددی و توضیحاتی در خصوص نرم افزار flac 3d می باشد. فصل چهارم مختصری از خصوصیات زمین شناسی تونل مورد مطالعه را ارائه می دهد. فصل پنجم شامل مدلسازی عددی روش پیش تحکیمی قوس چتری و تحلیل های صورت گرفته بر روی نتایج مدلسازی ها می باشد. در این فصل ابتدا نمونه های آزمایشگاهی جهت تعیین پارامترهای ورودی قوس چتری تهیه شده و سپس چگونگی مدلسازی آن مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین اثر پارامترهای هندسی و فیزیکی موجود در این روش بررسی می شود. نتایج نشان می دهدکه افزایش زاویه، کاهش فاصله، افزایش قطر و ضخامت لوله ها، افزایش طول و طول همپوشانی، شعاع تاثیر مرکز به مرکز و نسبت آب به سیمان 5/0 دارای اثر مثبت بر پایداری تونل است. همچنین روش چتری منجر به کاهش جابجایی های تاج تونل و سطح زمین به میزان 41% و 61% شده است. در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات ارائه شده است.

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.

جریان سیال در توده سنگ ناپیوسته یکی از مباحث مهم در مهندسی معدن، عمران، محیط زیست و انرژی می باشد. شبکه ناپیوستگی مسیرهای اصلی جریان را تشکیل داده و نفوذپدیری توده سنگ توسط نفوذپذیری ناپیوستگیها کنترل می شود. مطالعه آزمایشگاهی درزه های تکی اساس درک رفتار هیدرولیکی و مکانیکی توده سنگ می باشد. جریان سیال در یک درزه توسط بازشدگی وابسته به تنش درزه(تابعی از تنش خارجی، امتداد بارگذاری نسبت به امتداد درزه، فشار سیال، خصوصیات هندسی درزه و همچنین مواد پرکننده)، مسیرهای جریان(پیچ و خم) در درزه، اتساع و ایجاد گوژ در اثر برش، زبری، سطح تماس، سختی درزه، امتداد ناپیوستگی و رفتار بارگذاری-باربرداری درزه کنترل می شود. تنش اعمالی بر ناپیوستگی را می توان به دو مولفه نرمال و برشی تجزیه نمود. در مجموع، اثرات این دو مولفه بشدت بهم وابسته بوده و تغییرشکل حاصل از نیروی برشی به بزرگی نیروی نرمال وابسته است. با افزایش تنش نرمال بازشدگی درزه کاهش یافته و مساحت نسبی سطح تماس درزه افزایش می یابد. با افزایش جابجایی برشی، درزه اتساع نموده و گذردهی هیدرولیکی افزایش می یابد. در طی برش درزه، دندانه ها دچار آسیب شده و مسیرهای جریان تغییر می یابند. در این شرایط مقادیر گذردهی حاصل از قانون مکعبی دارای بیش تخمینی خواهند بود. لذا نیاز است به منظور استفاه از قانون مکعبی در محاسبه نفوذپذیری درزه، بازشدگی اصلاح شده و بازشدگی معادل(هیدرولیکی) تعیین شود. در این رساله تلاش شده است رفتار هیدرومکانیکی درزه در طی جابجایی برشی بررسی شده و اثر توسعه آسیب بر رابطه بازشدگیهای مکانیکی و هیدرولیکی مطالعه شود. با توجه به پیچیدگی فرآیند توسعه آسیب و اثر آن بر رفتار هیدرومکانیکی درزه، پیش از مطالعه رفتار هیدرولیکی درزه در طی جابجایی برشی، تلاش شد با درنظر گرفتن پارامترهای هندسی سطح درزه، میزان جابجایی برشی، تنش نرمال و مشخصات مقاومتی درزه، فرآیند آسیب در آزمایشهای برش مکانیکی بررسی و کمّی سازی شده و سپس ارتباط بازشدگیهای هیدرولیکی و مکانیکی با استفاده از پارامتر آسیب تعیین شود. به منظور بررسی اثر آسیب بر رفتار هیدرومکانیکی درزه ها، مطالعه آزمایشگاهی برروی رفتار مکانیکی و هیدرومکانیکی درزه های کششی انجام شد. بدین منظور 150 آزمایش برش مستقیم مکانیکی تحت شرایط بار نرمال ثابت و در جابجاییهای برشی و نیروهای نرمال مختلف انجام شده و براساس آن رابطه ای جهت پیش بینی رشد آسیب برحسب پارامترهای هندسی و مکانیکی درزه ارائه شد. در بخش بعد با انجام 9 آزمایش هیدرولیکی تحت نیروهای نرمال مختلف و محاسبه بازشدگی هیدرولیکی معادل و بازشدگی مکانیکی تلاش شد، رابطه بین این دو پارامتر برحسب مشخصات هندسی سطح درزه و پارامتر آسیب تعیین شود. علاوه بر بررسیهای فوق براساس نتایج بدست آمده در بخش آزمایشهای مکانیکی، معیاری جهت محاسبه مقاومت برشی درزه ارائه شد. براساس مطالعات انجام شده مشخص شد که مقاومت برشی درزه به هندسه درزه وابسته بوده و در ارائه معیار مقاومت برشی علاوه بر پارامترهای زاویه ای، پارامترهای ارتفاعی نیز باید لحاظ شود. در طی جابجایی برشی، گذردهی افزایش یافته و تغییرات گذردهی با زبری درزه در ارتباط می باشد. در طی آزمایش برش-جریان و با افزایش بازشدگی مکانیکی، نسبت بازشدگی هیدرولیکی به بازشدگی مکانیکی(eh/em) به دلیل آسیب دندانه های درزه و تولید مواد گوژی و در نتیجه مسدود شدن مسیرهای جریان و افزایش پیچ و خم مسیر جریان کاهش یافته و در مقادیر بالای بازشدگی مکانیکی، نسبت eh/em به سمت عدد ثابتی که به هندسه درزه وابسته می باشد میل می کند. براساس تحقیق انجام شده مشخص شد که در ناحیه پس از مقاومت برشی حداکثر، استفاده از پارامتر بازشدگی متوسط جهت محاسبه نفوذپذیری درزه مناسب نبوده و نیاز است از پارامترهای دیگری استفاده شود. بدین منظور پارامتر آسیب درزه در محاسبه بازشدگی اعمال شده و بازشدگی معادل برحسب حاصلضرب بازشدگی متوسط مکانیکی و پارامتر آسیب(پارامتر آسیب توسط تنش نرمال اعمالی بر درزه و جابجایی برشی اوج نرمالسازی شده است) بیان شده و معیاری جهت تعیین بازشدگی معادل(بازشدگی هیدرولیکی) ارائه شد. معیار ارائه شده به طور مناسبی توانایی پیش بینی بازشدگی هیدرولیکی را در نمونه های مختلف و جابجاییهای برشی مختلف دارا می باشد.

رویکردهای متفاوتی از قبیل روشهای تجربی تحلیلی و عددی برای پیش بینی توزیع مجدد تنش و جابجایی ناشی از حفر تونل استفاده میشود. روشهای کلاسیک تنها در موارد نسبتا ساده کاربرد داشته و قادر به پیش بینی رفتار تونل و اطراف آن در شرایط سخت زمین شناسی نیستند. همچنین درک صحیح از نحوه اندرکنش نگهداری و زمین نیازمند بررسیها و مدلسازی سه بعدی درتونل است. بدلیل پیچیده بودن رفتار سنگ تحت بارگذاری، استفاده از مدلهای رفتاری که قادر به ارائه رفتار واقع گرایانه مصالح باشند کمک فراوانی در افزایش دقت محاسبات خواهد کرد. با حفر تونل در زمینهای رسوبی و علیالخصوص لایهای، این پیچیدگی دو چندان شده و اولین مطلبی که باید مورد توجه قرار گیرد بحث ناهمسانی است. بحث ناهمسانی در رفتار مکانیکی با فرض وجود صفحه ضعیف در نظر گرفته میشود. در این راستا از مدل چندصفحه ای 2 که قادر به مدلسازی چنین محیطهایی است استفاده میشود. در این مطالعه با به کارگیری این مدل رفتاری در نرم افزار flac3d به بررسی عملکرد آن در مدلسازی محیطهای لایهای و چگونگی عملکرد نگهداری تونلها و اتاقک شیرآلات با بارهای ناشی از اجرا و آبگیری سد صفا با در نظر گرفتن تزریق تحکیمی و استفاده از منحنی ظرفیت نگهداری پرداخته شده است. به منظور کنترل کل تونل، یک مقطع بحرانی تحت بررسی بیشتر قرار گرفت. این مقطع در میانه تونلهای انحراف آب و زیر بدنه سد و در محل اتاق شیرآلات قرار گرفته است. به منظور کنترل پایداری سازه نگهداری از نمودارهای ظرفیت نیروی محوری-گشتاور خمشی و نیروی محوری-نیروی برشی استفاده شده است. بعلت موقعیت نزدیک بهم، تونلها باعث تاثیرگذاری بر روی هم شده و باعث تغییر و توزیع مجدد تنش در اطراف سازه قبلی گردد که با اعمال یک تنش بزرگ حاصل از تغییر شرایط توپوگرافی باعث کمرنگ شدن اغتشاشات ناشی از حفاری های مجاور میشود. همچنین در نظر گرفتن مقادیر ضریب ایمنی باعث ارزیابی بهتر و کمی نسبت به استفاده از معیارهای متداول مانند معیار ساکورایی میشود.

انجام عملیات شکست هیدرولیکی سهم قابل توجهی در افزایش تولید نفت و گاز در دنیا داشته است. اگرچه بیش از 60 سال است که در صنعت نفت دنیا شکست هیدرولیکی با موفقیت اجرا می شود، اما در ایران گزارشی از اجرای موفق این عملیات ارایه نشده است. همین امر لزوم توجه هر چه بیشتر دانشمندان ایرانی به این مهم را آشکارتر می سازد. در مدل ایجاد شده توسط نرم افزار آباکوس، مدل سازی چاه به صورت استوانه ای درون بلوک سه بعدی انجام پذیرفت و با در نظر گرفتن المان چسبناک به عنوان ترک فرضی و قرار دادن آن در جهت عمود بر تنش حداقل، از این مدل برای بررسی پیشرفت شکاف در عملیات شکست هیدرولیکی استفاده گردید. پارامترهایی که مورد بررسی قرار گرفتند به دو دسته پارامترهای مربوط به محیط سنگی از جمله تنش های افقی، مدول الاستیک، مقاومت کششی و پارامتر های مربوط به سیال تزریقی از جمله ویسکوزیته سیال تزریقی و دبی سیال تزریقی تقسیم بندی شدند. همچنین، مشکل جریان سیال کوپل شده و توسعه شکاف حل شده است. بخش جریان سیال، با استفاده از روش المان محدود گالرکین حل گردید. متدولوژی کوپل کردن معادله روان سازی با مدل fem برای مدل اثر تقابلی جریان سیال درون شکاف و سنگ های تغییرشکل یافته، توسعه یافته است که نتایج مدل fem تطابق مناسبی با مدل kgd دارد. کلیدواژه ها: شکست هیدرولیکی، لایه شکافی هیدرولیکی، المان چسبناک، اجزا محدود توسعه یافته، مکانیک شکست، آباکوس، جریان سیال کوپل شده، سیال نیوتنی، سیال غیرنیوتنی، شاخص پاورلا، هندسه شکاف. keywords: hydraulic fracturing, extended finite element method, xfem, fracture mechanics, coupled fluid flow, newtonian fluid, non-newtonian fluid, power-law index, fracture geometry, cohesive element.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این تحقیق، مطالعات تحلیل خطر زمین لرزه و برآورد ریسک لرزه ای تونل قطار شهری اهواز انجام پذیرفته است. این طرح شامل احداث 24 کیلومتر تونل دوقلو و 24 ایستگاه زیرزمینی و دیگر تاسیسات وابسته به آن است که در حدود 46 درصد کل هزینه این طرح مربوط به احداث تونل می باشد. مهمترین گسل موجود در محدوده مورد مطالعه، گسل اهواز می باشد که در مسیر ساختگاه تونل بین کیلومترهای 9 تا 13 با آن تقاطع دارد. این گسل با طولی در حدود 100km دارای روند شمال غربی-جنوب شرقی است و به عنوان گسل پیش بوم اهواز معرفی شده است که شواهد زمین شناسی و تکتونیکی نشان دهنده فعال بودن این گسل می باشند. از آنجا که وجود گسلها و به خصوص گسلهای فعال در پروژه های عمرانی و معدنی مخاطرات فراوانی ایجاد می کنند در این تحقیق ابتدا مطالعات خطر پذیری لرزه ای با دو رهیافت تعیینی و احتمالی انجام پذیرفت. بدین منظور در مرحله نخست با توجه به گسل های موجود در منطقه در شعاع 200 کیلومتری، تعیین چشمه های لرزه زا و برآورد پارامترهای لرزه خیزی انجام شد. با توجه به فاصله نزدیکترین گسل به ساختگاه، گسل اهواز، و در نظر گرفتن بیشینه بزرگای نسبت داده شده به این گسل معادل بزرگای 7/1 در رهیافت تعیینی بیشینه شتاب زمین برای مولفه افقی 0.89g و برای مولفه قائم 0.67g محاسبه گردید. در روش احتمالاتی بزرگترین زمین لرزه طراحی و زمین لرزه سطح بهره برداری به ترتیب به عنوان رخدادهایی با دوره بازگشت 150 سال و 950 سال تعیین گردید. همچنین مقادیر بیشینه شتاب زمین مرتبط با هر یک با استفاده از مدل کاهندگی میانگین حاصل از روابط کاهندگی زارع، بور و امبرسیز محاسبه شد. به عنوان مثال برای دوره بازگشت 150 سال بیشینه شتاب مولفه افقی 0.23g و مولفه قائم 0.15g برآورد گردید.در مرحله بعد مقادیر جابجایی بازگشت ناپذیر ناشی از شکست احتمالی زمین نیز با استفاده از روابط تجربی موجود، برآورد گردید. در مرحله بعد به منظور برآورد سطح آسیب احتمالی وارد بر تونل در اثر جنبش زمین از منحنی های آسیب پذیری ارائه شده توسط نرم افزار hazus استفاده شد. این منحنی های آسیب پذیری احتمال قرار داشتن یا تجاوز نمودن از هر یک از سطوح آسیب را بر حسب پارامترهای جنبش زمین یا شکست زمین بیان می نمایند. در نهایت نسبت آسیب مرکب برای هر یک از زمین لرزه های مدنظر محاسبه گردید و خسارت اقتصادی وارد بر تونل تخمین زده شد. نتایج نشان دهنده آن است که در بدترین حالت نسبت آسیب مرکب برابر با 17 درصد خواهد بود. این نتیجه بدین معنی می باشد که در اثر وقوع بزرگترین زمین لرزه باور پذیر خسارت وارد بر تونل تنها در اثر جنبش زمین معادل با 17 درصد هزینه ساخت و بازسازی سازه مدنظر 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.

هدف از این تحقیق ، پایداری و طراحی سیستم نگهدارنده تونلهای دنبال لایه معدن زغال سنگ گلندرود میباشد. مهمترین ویژگی توده سنگهای تونلهای مذکور، مقاومت پایین، وجود ناپیوستگی های فراوان و درجه هوازدگی بالای آنها می باشد. نتایج حاصل از برداشتهای صحرایی، وجود دو دسته درزه در کمر بالا و کمر پایین لایه های زغالی منطقه راتایید می نماید. خواص فیزیکی - مکانیکی توده سنگهای تونلهای مورد نظر به وسیله آزمایشات آزمایشگاهی تعیین گردید.روش اصلی تحلیل پایداری در این تحقیق، روش اجزاءمجزا می باشد که بدین منظور از نرم افزار udec استفاده شده است . مدلسازی های انجام شده نشان می دهد که سیستم های میل مهار دوغابی و قاب صلب به تنهایی کارایی چندانی ندارند و ترکیب شاتکریت و میل مهار دوغابی بهترین، مناسب ترین سیستم نگهداری برای تونلهای منطقه می باشد.

هدف از این تحقیق پایداری و طراحی نگهداری تونل انتقال آب دامغان است . کل ناحیه ای که تونل در آن قرار دارد به دو بخش ورودی و خروجی تفکیک شده که آن بعلت تغییر لایه ها و خواص آنها در این دو ناحیه است . خصوصیات مکانیکی مانند مقاومت فشاری تک محوره، مقاومت کششی و چسبندگی و زاویه اصطکاک سنگ بکر با آزمونهای آزمایشگاهی ارزیابی شده است .

هنگامیکه یک فضای زیرزمینی در توده سنگهای درزه دار، حفر میشود، احتمال ریزش بلوکها (از سقف و دیواره ها) و ایجاد ناپایداری در آن وجود دارد. بنابراین ارزیابی پایداری اینگونه حفریات بسیار حائز اهمیت است . پروژه مورد بررسی شامل حفریات ایجاد شده با ابعاد 6/8×6/8 و 6/8×8/8 متر در توده سنگهای درزه دار سازند جهرم می باشد. این توده سنگها شامل لایه هایی از جنس آهک و آهک دولومیتی می باشند که عملکرد دو دسته درزه باعث خردشدگی و درزه داری آنها شده است . در این تحقیق از مناسبترین روشها، برای تحلیل پایداری و طراحی نگهداری حفریات مذکور استفاده شده است . روش اصلی مورد استفاده، روش اجزای مجزا بوده و نرم افزار یکای گرفته شده براساس این روش ، نرم افزار udec می باشد. به منظور تعیین اطلاعات و پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگهای منطقه از مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی استفاده شده است . نتایج حاصل از تحلیل ها نشان داد که دیوارههای حفریات با ابعاد 6/8×8/8 متر ناپایدار بوده و نیاز به نصب سیستم نگهداری دارند. همچنین مشخص شد که بقیه حفریات از پایداری خوبی برخوردار می باشند.

یکی از روشهای تحلیل پایداری تونلها که امروزه بطور قابل ملاحظه ای گسترش یافته است ، روشهای عددی می باشد . بوسیله این روشها می توان شرایط واقعی توده سنگ را شبیه سازی نمود و به نتایج قابل قبولی دست یافت. روش اجزای مجزا روش عددی نسبتا جدیدی است که بیشتر به منظور بررسی رفتار سیستمهای ناپیوسته و توده سنگهای درزه دار بکار می رود. نتایج مطالعات نشان می دهد که در مدلهای دارای یک دسته درزه ، در کلیه جهات درزه به جز دسته درزه های با جهت صفر و 90 درجه وضعیت تنش هیدرواستاتیک مطلوب ترین شرایط را بدست می دهد. ضمنا با توجه به نتایج حاصل ، جهت درزه 60 درجه بدترین زون برش را ایجاد می کند . در مدلهای دارای دو دسته درزه ، جهت صفر و 90 درجه مطلوب ترین وضعیت پایداری و جهت 60 و 120 درجه نامناسب ترین وضعیت پایداری را دارند.

بطور کلی طراحی دینامیکی سازه های زیرزمینی از پیچیدگی و دشواری خاصی برخوردار است و علی رغم اینکه سازه های زیرزمینی از نظر بارگذاری دینامیکی، آسیب پذیری کمتری نسبت به سازه های سطحی دارند. علیهذا ضرورت تحلیل دینامیکی این سازه ها در طول کاربریشان احساس میگردد.هدف از انجام این تحقیق، شناخت و بررسی عوامل مهم در تاثیر بارهای لرزه ای بر روی پایداری تونلهای بدون نگهداری است و در راستای نیل به هدف مذکور تاثیر سه پارامتر عمق، نوع محیط و سنگ در برگیرنده تونل مورد بررسی واقع شده است.در تحقیق حاضر از نرم افزار عددی دو بعدی ‏‎udec‎‏ که مبتنی بر روش اجزا مجزا است، جهت مدلسازی و تحلیلها استفاده شده است و سپس تاریخچه زمانی مولفه افقی زلزله ناغان بصورت یک موج برشی که بسمت سطح زمین انتشار می یابد، با ملحوظ نمودن عمق، نوح محیط و سنگ در برگیرنده بر مدلهای مربوط اعمال گردیده است.نتایج حاصل ازتحلیلهای انجام شده نشان میدهد که اثر زلزله بر روی تونلها قابل بررسی بوده و با افزایش عمق بطور محسوسی ازاین تاثیرگذاری کاسته میشود، همچنین تنشهای لرزه ای ناشی از زلزله میتواند باعث ایجاد بازشدگی موضعی و جابجائی در امتداد درزه ها و گسلها گردد، از طرف دیگر مقادیر این تنشهای القا شده دینامیکی، بستگی به خواص مکانیک سنگی محیط دارد.