یکی از مسائل مهم و درعین حال پیچیده در مهندسی سنگ، تخمین دقیق پارامترهای رفتاری توده سنگ در مقیاس پروژه مورد بررسی می باشد. اگرچه روشهایی در مکانیک سنگ همچون استفاده از شاخص مقاومت زمین شناسی (gsi) وجود دارند که بوسیله آنها می توان از پارامترهای سنگ سالم در مقیاس کوچک و با توجه به وضعیت درزه داری و کیفیت درزه ها به پارامترهای توده-سنگ دست یافت ولی بعضا خطاهای موجود اعتبار این روشها را مخدوش می کنند. یکی از روشهای کارا و درعین حال دقیق برای تعیین پارامترهای توده سنگ، استفاده از نتایج ابزار دقیق برای سازه در حال اجرا و بکارگیری روش تحلیل برگشتی می باشد. با این حال به دلیل تعدد پارامترهای حاکم بر رفتار توده سنگ کاربرد روشهای معمول تحلیل برگشتی ممکن است رسیدن به نتایج مطلوب را امکان پذیر نسازد. در این تحقیق هدف استفاده از روش تاگوچی برای انجام یک سری تحلیل های پارامتریک سیستماتیک است که به وسیله آن می توان تخمین واقعی تری از همه پارامترهای توده-سنگ ارائه داد. از آنجایی که تعیین پارامترهای توده سنگ اطراف مغار سیاه بیشه که شامل لایه های متنوعی از ماسه سنگ، شیل قرمز و لای سنگ می باشد، در زمان طراحی از چالش های مهم مهندسین پروژه بوده است، مقرر شد تا روش تاگوچی در این پروژه مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اینکه در پروژه مغار سیاه بیشه نتایج ابزار دقیق نسبتا کاملی وجود دارد، این پروژه برای انجام تحلیل انتخاب گردید. سد و نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیاه بیشه در فاصله 125 کیلومتری شمال تهران در مسیر جاده چالوس در حال احداث می باشد. سازه مغار نیروگاه به طول 4/131 متر و ارتفاع 5/42 متر و عرض 5/24 متر می باشد و ابزارهای دقیق مورد استفاده شامل کشیدگی سنج ، نیرو سنج و همگرا سنج می باشد که در مراحل مختلف نصب و در فواصل زمانی معین قرائت می-گردند. همچنین به دلیل اینکه طبق مطالعات انجام گرفته مدل سخت شونده با اثر کرنشهای کوچک (hss) نتایج بسیار مطلوبی را مخصوصا در پروژه هایی مثل تونل که باربرداری نقش مهمی در آنها دارد، به دست داده است لذا در تحقیق حاضر از این مدل برای تحلیل ها استفاده شده و پارامترهای آن برای مغار تعیین می گردد. نتایج نشان می دهند که تغییر مکان های به دست آمده از این روش همخوانی خوبی با مقادیر اندازه گیری شده دارند که این امر نشان دهنده درستی مدل ساخته شده و دقت روش تاگوچی می باشد.