تحلیل جریان و پایداری شیب سازه های فروشویی توده ای، مورد مطالعاتی: سازه فروشویی معدن مس سرچشمه

سازه های فروشویی توده ای که از اجزای مهم فرآوری و استخراج فلزات در معادن می باشند، ساختارهایی متشکل از خاک و ژئوسنتتیک (ژئوممبران ها) هستند. زمانیکه یک ژئوسنتتیک در توده خاکی قرار می گیرد، پیوند بین این دو برای جلوگیری از لغزش خاک بر روی ژئوسنتتیک یا بیرون کشیده شدن ژئوسنتتیک از خاک بر اثر نیروهای کششی از اهمیت زیادی برخوردار است. در سازه های فروشویی توده ای، خاک معدنی بصورت پله هایی برروی بستری شیبدار متشکل از چند لایه طبیعی (خاک رس و ومخلوط متراکم) و مصنوعی (ژئوممبران) قرار می گیرد و می تواند ارتفاعی بیش از 100 متر داشته باشد، در نتیجه دارای پتانسیل لغزش خواهد بود. ناپایداری و لغزش در سازه های فروشویی توده ای از نظر زیست محیطی و اقتصادی اهمیت زیادی دارد. این ناپایداری می تواند ناشی از مقاومت برشی پایین ژئوممبران و خاک، وزن توده معدنی و سطح اسید در سازه باشد. برای این تحقیق پایداری سازه فروشویی توده ای شماره 2 معدن مس سرچشمه مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا برای انجام یک تحلیل پایداری مناسب با توجه به اهمیت پارامترهای مقاومتی سطح تماس ژئوممبران و خاک، این پارامترها با استفاده از آزمایشات رفتار برشی مستقیم تعیین گردید و سپس تحلیل پایداری بر اساس روش های عددی و با استفاده از نرم افزار اجزا محدود abaqus انجام شد. نتایج حاصل نشان می دهند که سطوح احتمالی لغزش در توده معدنی و در امتداد سطج تماس ژئوممبران و خاک تشکیل می گردد. با افزایش ارتفاع محلول اسیدی در توده معدنی ضریب اطمینان کاهش می یابد که این موضوع نشان می دهد یک سیستم زهکشی مناسب برای جلوگیری از عدم تشکیل سطح اسید در توده معدنی، اهمیت بسیار زیادی دارد. همچنین نتایج حاصل از توزیع تنش ها در ژئوممبران نشان داد که تنش های کششی نسبتا بالایی در برخی مناطق بخصوص در شیب های تند شکل می گیرد، این تنش ها در طولانی مدت می توانند آثار مخربی بر روی ژئوممبران داشته باشند.