مدل سازی ژئومکانیکی مخازن هیدروکربنی، به کمک پارامترهای مکانیکی سنگ انجام می شود. این پارامترها، به دو روش دینامیکی و استاتیکی قابل اندازه گیری هستند. در روش دینامیکی ، با اندازه گیری سرعت عبور امواج تراکمی و برشی در شرایط برجا و یا آزمایشگاه، پارامترهای دینامیکی سنگ بدست می آیند و در روش استاتیکی، با انجام آزمایش های تخریبی مانند مقاومت فشاری تک محوری و یا سه محوری، پارامترهای استاتیکی مغزه سنگ در آزمایشگاه اندازه گیری می شوند. روش های استاتیکی، نتایج واقع بینانه تری نسبت به روش های دینامیکی می دهند و بر خلاف روش دینامیکی، مقاومت مغزه را نیز اندازه گیری می کنند، اما نسبت به روش دینامیکی هزینه انجام آن زیاد بوده و اندازه گیری آن در طول چاه پیوسته نبوده و به نقاط دارای مغزه سنگی محدود می شود. نتایج این دو روش مکمل یکدیگر هستند ولی متاسفانه پارامترهای دینامیکی و استاتیکی با یکدیگر برابر نیستند و پارامترهای دینامیکی از پارامترهای استاتیکی متناظر خود بزرگتر هستند. بنابراین به منظور اندازه گیری پیوسته (روش دینامیکی) و منطقی (روش استاتیکی) پارامترهای مکانیک سنگ برای طول چاه، ایجاد روابط تجربی بین پارامترهای دینامیکی و استاتیکی ضروری است. در این پایان نامه، با انجام آزمون های آزمایشگاهی مقاومت فشاری تک محوری و التراسونیک بر روی مغزه های نفتی یکی از چاه های میدان نفتی کوپال اهواز، روابط تجربی بین پارامترهای دینامیکی و استاتیکی سنگ آهک سروک پیشنهاد شده است. علاوه بر آن، با استفاده از داده های نگار صوتی برشی دو قطبی (dsi) و نمودار لرزه ای قائم (vsp)، نگار مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته استاتیکی، از نزدیکی سطح زمین تا انتهای مخزن، در چاه مورد مطالعه ترسیم شد. در مطالعات تکمیلی، تاثیر تنش های برجا بر سرعت امواج تراکمی (vp) و برشی (vs) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش مغزه ها نشان داد که با افزایش فشار همه جانبه، سرعت امواج در سنگ، ابتدا به صورت نمایی افزایش می یابد و پس از مقدار مشخصی از فشار (pc) ، افزایش سرعت با شیب ملایم تری ادامه می یابد. همچنین با افزایش فشار، نسبت بین مدول های الاستیسته با فشار همه جانبه، روابط تجربی ایجاد شده برای این پارامتر ها، تحت تاثیر فشار بوده و باید با اعمال ضریب تاثیر فشار، آن ها را برای شرایط تحت فشار، قابل استفاده نمود. در قسمت پایانی این تحقیق، با استفاده از آزمایش های مکانیک سنگ و روابط تجربی ایجاد شده، تنش های برجا در چاه مورد مطالعه تخمین زده شدند و حداقل فشار گل مجاز حفاری، در مقطعی ناپایدار، بر اساس معیارهای شکست چاه پیش بینی شد. در خاتمه با استفاده از داده های نگار قطرسنج و تفسیر نگار تصویری چاه مورد مطالعه تاثیر مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته استاتیکی در پیش بینی شکستگی های چاه مورد ارزیابی قرار گرفته است.

سد شهید، سدی مخزنی از نوع خاکی با هسته رسی است که در جنوب شهرستان سمیرم در منطقه پادنا علیا واقع شده است. به منظور احداث سد در این منطقه در ابتدا دو محور موردبررسی قرار گرفت. به منظور بررسی کیفیت توده های ساختگاه سد، پارامترهای مهندسی نظیر مقاومت تراکمی تک محوره (ucs)، شاخص کیفی توده سنگ (rqd)، و ناپیوستگی ها مورد ارزیابی قرار می گیرد.

در حال حاضر rqd توسط محققین بسیاری مورد استفاده قرار گرفته و کاربردهایی بسیاری از آن در محاسبه پارامترهای ژئومکانیکی توسعه یافته است. علیرغم گستردگی کاربرد آن، محدودیت-هایی دارد که استفاده از آن را با تردید مواجه نموده است. بررسی های اخیر نشان می دهد که روش تراکم وزنی درزه (weighted joint density- wjd) می تواند بعنوان روشی جایگزین جهت کاهش محدودیت های محاسبه rqd مطرح گردد. برخی از محققین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ را با استفاده از مقدار rqd محاسبه نموده اند که با توجه به محدودیت های موجود در محاسبه rqd، در مورد اعتبار چنین روابطی تردیدهای جدی وجود دارد. در این پژوهش نتایج آزمایش بارگذاری صفحه ای و مغزه های بدست آمده در 50 نقطه از ساختگاه سد بختیاری مورد استفاده قرار گرفته اند. با بهره گیری از این اطلاعات و کاربرد روش نوین محاسبه rqd، مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ تخمین زده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از روش متداول و روش تراکم وزنی درزه در محاسبه rqd، نشان دهنده ارتباط بهتر rqd محاسبه شده به روش تراکم وزنی درزه با مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ است

چکیده شهر تهران بعنوان پرجمعیت ترین شهر کشور، برای رفع مشکلات ترافیکی نیازمند احداث و توسعه تونل های درون شهری (مترو) است. پروژه خط 3 مترو تهران با طولی حدود 30 کیلومتر به صورت زیرزمینی و روزمینی می باشد. این خط دارای 28 ایستگاه و روند جنوب غربی- شمال شرقی می باشد که در تحقیق حاضر به مطالعه بخش شمال شرقی آن پرداخته شده است. در این تحقیق سعی گردید زمین شناسی و خواص مهندسی آبرفت های درشت دانه به هم ربط داده شود و اهداف اصلی شامل: مطالعه خصوصیات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی مسیر مترو و بررسی خطرات و مشکلات احتمالی زمین شناسی در مسیر تونل دنبال گردد. برای رسیدن به اهداف فوق از نتایج حفاری های اکتشافی و آزمایش های برجا و آزمایشگاهی انجام شده در محدوده مورد مطالعه استفاده شده است. بر اساس این مطالعات رسوبات آبرفتی مسیر تونل از نوع درشت دانه با دانه بندی غالب gc و sc همراه با عدسی های رسی بوده و قطعات سنگ در آن یافت می شود. رسوبات آبرفتی مذکور دارای نفوذپذیری 8-10 تا 5-10 متر بر ثانیه هستند. از نظر مقاومتی رسوبات ریز دانه در رده خیلی سفت تا سخت و رسوبات درشت دانه در رده متوسط تا خیلی متراکم قرار می گیرند. وجود ساختار (سیمانی شدن) در آبرفت های درشت دانه تهران سبب شده تا مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی بدست آمده از آزمایش برش مستقیم برجا بیشتر از نتایج آزمایشگاهی این آزمون باشد. همچنین مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش های پرسیومتری و بارگذاری صفحه ای در اعماق و لایه های یکسان نشان می دهد که مدول تغییر شکل پذیری حاصل از آزمایش بارگذاری صفحه ای حدود 4/1 برابر مدول تغییر شکل پذیری در آزمایش پرسیومتری است. این پارامتر در آزمایش لرزه ای درون گمانه ای چندین برابر مدول پرسیومتری است. علت این تفاوت ها به یکسان نبودن سطح کرنش در آزمون ها نسبت داده شده است. در مطالعات ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی، انجام آزمایش های برجا بدلیل مشکلات اجرایی برای پروژه ها در مراحل اولیه مطالعات مقرون به صرفه نیست. از این رو طی این تحقیق سعی شد با مقایسه آزمایش های برجا و آزمایشگاهی، روابطی با ضریب همبستگی مناسب جهت تخمین پارامترهای مهندسی آزمون های برجا بر اساس نتایج آزمون های آزمایشگاهی ارائه گردد. در این صورت با انجام آزمایش های ساده و ارزان و با اتکا به روابط تجربی ارائه شده در این تحقیق، پارامترهای ژئوتکنیکی آبرفت های درشت دانه تهران و مصالح مشابه قابل استخراج است. مهمترین مخاطره زمین شناسی حفر تونل در آبرفت های درشت دانه تهران، برخورد با قطعات بزرگ سنگی است. بر همین اساس و در نظر گرفتن فاکتورهای دیگر، استفاده از ماشین حفاری slurry نسبت به ماشین epb ارجحیت داده شده است. واژه های کلیدی: زمین شناسی مهندسی، آبرفت، تهران، مترو، مخاطرات زمین شناسی، مدول تغییرشکل، آزمایش پرسیومتری، آزمایش بارگذاری صفحه ای، آزمایش لرزه ای درون گمانه ای.