در این تحقیق انتخاب سیستم نگهداری بهینه (موقت) برای تونل انتقال آب بهشت آباد مورد بررسی قرار می¬گیرد. تونل انتقال آب بهشت آباد با طول 65 کیلومتر و قطر 6 متر با مقطع نعل اسبی یکی از بزرگترین پروژهای آب رسانی که با هدف انتقال آب به فلات مرکزی ایران در حال احداث می-باشد. سست بودن ساختگاه تونل و قرارگیری بخش اعظم تونل در زیر سطح ایستایی از مهم¬ترین ویژگی¬هایی است که در زمان اجرا، فعالیت تونل¬سازی را کاملاً تحت تأثیر قرار می¬دهد. مهم¬ترین مساله در طراحی و اجرای این پروژه انتخاب سیستم نگهداری مناسب، به منظور پایداری توده سنگ و کاهش گسترش ناحیه پلاستیسیته در اطراف تونل است. در این تحقیق 6 نوع سیستم نگهداری به عنوان گزینه¬های احتمالی برای این تونل در نظر گرفته شده است و با استفاده از نرم افزار flac2d مقادیر جابه¬جایی و ضریب اطمینان برای هر یک از گزینه¬ها محاسبه شده است، سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (fahp) و با توجه به شش معیار هزینه، ضریب اطمینان، زمان، قابلت اجرا، جابه¬جایی و قابلیت مکانیزاسیون، سیستم نگهداری بهینه انتخاب شده است. مطالعات نشان داد پیچ سنگ¬های تزریقی به طول 3 متر و به فواصل متر همراه با 10 سانتی¬متر شاتکریت بهترین سیستم نگهداری برای تونل مذکور می¬باشد. در ادامه تحقیق با استفاده از نرم افزار crystal ball منحنی توزیع آماری مشخصات زمین رسم و با استفاده از نرم افزار rocsupport، احتمال شکست و قابلیت اعتماد سیستم نگهداری بهینه به ترتیب 25/12 درصد و 74/8 درصد محاسبه شده است.

در سال های اخیر، با توجه به گسترش روزافزون استفاده از فضاهای شهری، حفر فضاهای زیرزمینی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از موارد چالش برانگیز در حفر فضاهای زیرزمینی بزرگ، حفر ایستگاه های مترو در شرایط زمین ضعیف و عمق کم می باشد. ایستگاه های مترو از جمله فضاهای زیرزمینی هستند، که در توسعه حمل و نقل شهری مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به حفر این فضاهای زیرزمینی در مناطق شهری و در زمین های ضعیف، تحلیل پایداری و انتخاب نوع نگهداری در مراحل مختلف ساخت و در دراز مدت حائز اهمیت می باشد. در این پایان نامه ایستگاه میدان نقش جهان اصفهان با استفاده از روش عددی (روش تفاضل محدود) به وسیله نرم افزار flac3d مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به قرارگیری این ایستگاه در زیر بناهای مهم تاریخی، جابجایی های حاصل از حفر ایستگاه و نشست در سطح زمین که از مهمترین مشکلات حفر فضاهای زیرزمینی کم عمق می باشند، از اهمیت قابل توجهی برخوردار هستند. این موارد و مسائل مهم دیگر تحت تأثیر نوع روش حفاری انتخابی برای ایستگاه های مترو می باشد، به همین دلیل در این پایان نامه روش های مختلف حفر ایستگاه های مترو مورد مطالعه قرار گرفته و نحوه ی اجرای هر روش بیان شده است. با مطالعه و مقایسه بین روش های مختلف می توان با توجه به شرایط زمین و تجهیزات موجود، مناسب ترین روش را برای حفر ایستگاه انتخاب کرد. از جمله روش های بیان شده در این پایان نامه می توان به روش های حفاری ترتیبی، کندوپوش، سیستم پیش نگهدارنده ی طاق بتنی، سپربزرگ شونده، ماشین حفاری چند مقطع، روش استفاده از ریزتونل ها و روش اجرای سیستم پیش نگهدارنده با استفاده از لوله های قوسی اشاره کرد. به منظور حفر ایستگاه میدان نقش جهان، سه روش حفاری ترتیبی، حفاری ترتیبی با استفاده از ستون میانی و روش اجرای سیستم پیش نگهدارنده با استفاده از لوله های قوسی برای مطالعه انتخاب و نتایج حاصل از مدل سازی روش های مختلف حفاری با یکدیگر مقایسه شده اند. برای تحلیل پایداری، انواع مختلف سیستم های نگهداری با استفاده از معیارهای پایداری مورد مطالعه قرار گرفته است و در نهایت سیستم نگهداری مناسب انتخاب شده است. برای حفر فضاهای زیرزمینی شهری در محیط خاکی و در زیر سطح آب زیرزمینی روش های مختلفی وجود دارد. از جمله روش های جلوگیری از نفوذ آب به داخل فضاهای بزرگ زیرزمینی می توان به زهکشی، تحکیم شیمیایی و استفاده از تزریق، انجماد زمین، تونل سازی با استفاده از سپرهای بسته و استفاده از هوای فشرده اشاره کرد که با توجه به شرایط کاری در حفر فضاهای زیرزمینی به کار گرفته می شوند. از معایب استفاده از هوای فشرده می توان به شرایط کاری سخت و تأثیر نامطلوب بر روی سلامت کارگران اشاره کرد و در ارتباط با انجماد زمین می توان به هزینه ی بالای این روش اشاره کرد. دو روش استفاده از هوای فشرده و انجماد زمین برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل ایستگاه در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته و در مدل سازی ایستگاه به کار گرفته شده اند. نتایج بدست آمده با استفاده از روش عددی با مقادیر مجاز نشست ساختمان های سطح زمین مورد مقایسه قرار گرفته و در نهایت مناسب ترین روش حفاری همراه با نگهداری مناسب انتخاب شده است. در تحلیل پایداری ایستگاه میدان نقش جهان اصفهان، سیستم نگهداری با استفاده از معیارهای پایداری مورد مطالعه قرار گرفته است و در نهایت سیستم نگهداری مناسب انتخاب شده است.

اجرای سازه های بزرگ زیرزمینی، انتخاب شکل هندسی و اندازه مقطع، تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری آن ها، تابع خواص ژئومکانیکی و شرایط تنش منطقه می باشد. تعیین پارامترهای مقاومتی توده سنگ، خصوصاً سنگ های شکسته مشکل می باشد. در صورت داشتن خواص مقاومتی توده سنگ، طراحی و اجرای سازه هایی که بر سنگ و یا در سنگ قرار دارند با مشکلات کمتری مواجه خواهد شد. برای دستیابی به این مهم یا باید بطور مستقیم با انجام آزمایشات برجا، خواص مقاومتی و تغییرشکل پذیری توده سنگ را تعیین کرد، و یا با استفاده از نتایج ابزار دقیق و به کمک تحلیل برگشتی پارامترهای مقاومتی توده سنگ را ارزیابی کرد. استفاده از تحلیل برگشتی می تواند در این خصوص بسیار با اهمیت و کم هزینه تر از انجام آزمایشات مستقیم باشد. راه آهن اصفهان- شیراز یک پروژه ملی است و شامل پنج تونل به طول 5/4151 متر می باشد. از این پنج تونل، تونل شماره 1 و 2 دارای شرایط تکتونیکی پیچیده ای می باشند. تونل شماره 1 راه آهن اصفهان-شیراز که در این مطالعه مورد تحلیل قرار گرفته است، در زون تحت تنش سنندج-سیرجان واقع شده است. قبل از حفر تونل هیچگونه مطالعات ژئومکانیکی و ژئوفیزیکی جهت شناسایی جنس طبقات و وضعیت آب در مسیر تونل انجام نشده است. این تونل در سازند شمشک متعلق به دوره ژوراسیک واقع شده و از نظر وضعیت و تشکیلات زمین شناسی اغلب شامل شیل های زغالی و لنزهای ماسه سنگی می باشد. در زمان حفرتونل، به دلیل مشکلات ناشی از ناپایداری تونل، مترهای همگرایی جهت اندازه گیری همگرایی دیواره ها بعد ازحفر و در زمان حفاری، نصب شده است. با توجه به تغییرشکل های زیاد که با گذشت زمان مقدار آن ها در حال افزایش بوده است، نیاز به تعیین تنش های برجا و پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ می باشد. در این مطالعه برای اولین بار تحلیل برگشتی بهینه شده مستقیم با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای تونل شماره 1 راه آهن اصفهان- شیراز بوسیله ی نرم افزار سه بعدی تفاضل محدود (flac3d) انجام شده است. مدول الاستیک، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و نسبت تنش های برجا با به کارگیری روش جدیدی تعیین شده اند. در این روش همگرایی تونل بصورت تابعی از این پارامترها درنظرگرفته شد و با انتگرال گیری از دیفرانسیل این تابع، معادلاتی بدست آمد. با حل این معادلات بوسیله ی الگوریتم ژنتیک، پارامترها تعیین شدند. نتایج تحقیق نشان می دهد که پارامترهای محاسبه شده، تطابق خوبی با شرایط زمین شناسی و تکتونیکی منطقه دارند. استفاده از الگوریتم ژنتیک نشان می دهد که این روش، ابزار قوی برای ارزیابی و بهینه سازی پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ می باشد. انجام تحلیل حساسیت بر روی نسبت تنش های برجا و پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ نشان می دهد که همگرایی تونل به شدت به مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ و نسبت تنش های برجا وابسته می باشد. همچنین در این مطالعه، سیستم نگهداری موقت تونل مورد تحلیل قرار گرفته است. سیستم نگهدارنده موقت تونل مورد مطالعه شامل اجرا و نصب قاب های فولادی و شبکه های فولادی و شاتکریت است. در این مطالعه با استفاده از روش اثر متقابل نگهداری- زمین، بارهای اعمالی بر روی نگهداری موقت تعیین و با استفاده از دیاگرام های ظرفیت نگهداری، ایمنی این سیستم نگهداری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سیستم نگهداری از ایمنی لازم برخوردار نمی باشد.

دشت اردبیل با داشتن سطح بالغ بر یکصد هزار هکتار اراضی مستعد، سالانه به حدود یک میلیارد متر مکعب آب مطمئن جهت کشاورزی نیازمند می باشد. از این رو اهمیت استفاده از سد و سیل بند جهت بازگرداندن میزان سطح آبی به تراز اولیه موقع برداشت در این دشت آشکار است.. ساختگاه منطقه پیرتقی بر روی زون بازالتی توف دار قرار گرفته است. در این تحقیق با هدف بررسی تاثیر احداث سازه با عرضهای مختلف و شرایط گوناگون آبگیری سد بر روی مقادیر جابجایی و نشست بستر سد با استفاده از نرم افزار انجام گرفته است.

کانسار مس سرچشمه در 160 کیلومتری جنوب غربی شهرستان کرمان واقع شده است. به منظور تعیین شیب پایدار و بهینه در معدن مس سرچشمه، تعیین پارامترهای رفتاری و مقاومتی توده-سنگ های معدن در دستور کار قرار گرفته است. برای نیل به این هدف می توان با تخمین مقاومت فشاری تک محوره با استفاده از مقاومت بارنقطه ای در کل گمانه ها به مدلسازی سه بعدی تغییرپذیری مقاومت فشاری تک محوره در کل گستره کانسار دست یافت. با تهیه مدل سه بعدی تغییرپذیری مقاومت فشاری تک محوره کانسار مس سرچشمه می توان با دقت بیشتری تحلیل های پایداری شیب دیواره های معدن، برنامه ریزی برای شبکه های حفاری و انفجار در معدن، بهینه سازی برنامه ریزی تولید، طراحی سنگ شکن و غیره را انجام داده و از هزینه های اضافی برای موارد فوق الذکر جلوگیری نمود. از جمله روش هایی که در تعیین مقاومت فشاری تک محوره سنگ ها به کار می رود آزمایش مقاومت بارنقطه ای است. در این تحقیق، در ابتدا تخمین مقاومت فشاری تک محوره با استفاده از مقاومت بارنقطه ای واحدهای سنگی معدن مس سرچشمه بر اساس تفکیک پارامترهای زمین شناسی (جنس سنگ، نوع وشدت آلتراسیون) صورت پذیرفته است. با تفکیک پارامترهای ژئوتکنیکی (مقاومت فشاری تک محوره و مقاومت بارنقطه ای خشک و اشباع) بر اساس پارامترهای زمین شناسی، مقاومت فشاری تک محوره با روش رگرسیون خطی به کل گمانه ها تعمیم داده شده که منجر به 67 واحد سنگی دارای مقاومت فشاری تک محوره در معدن مس سرچشمه شده است. در ادامه، مقاومت فشاری تک محوره نمونه ها محاسبه و در بلوک های 6.25 * 12.5 * 12.5 متر به طور مجزا تخمین زده شده و مدل سه بعدی تغییرپذیری مقاومت فشاری تک محوره نهایی معدن مس سرچشمه با روش های مختلف آماری ساختاری (نزدیکترین همسایگی و عکس مکعب فاصله)، زمین آماری (کریجینگ معمولی و کریجینگ شاخص) و شبکه عصبی تهیه و نتایج مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفته است. برای اعتبارسنجی و مقایسه روش ها از مقایسه هیستوگرام های بلوک های تخمینی با هیستوگرام های مقادیر اندازه گیری شده، نمودار پراکندگی متقابل مقادیر تخمینی در مقابل مقادیر اندازه گیری شده (qq پلات ها) و همچنین پارامتر خطای جذر مربعات میانگین استفاده شده است. پارامتر خطای جذر مربعات میانگین برای 21 گمانه انتخابی که در ابتدا برای اعتبارسنجی کنارگذاشته شد در 4 سطح تراز 2200، 2250، 2300 و2350 متر برای هر روش به طورجداگانه به دست آمد. با مقایسه نتایج اعتبارسنجی روش ها، روش نزدیکترین همسایگی و بعد از آن روش عکس مکعب فاصله با کمترین خطای جذر مربعات میانگین مناسب ترین روش تخمین مقاومت فشاری تک محوره شناخته شدند و با توجه به تغییرات زیاد مقاومتی در هر پلان، برتری دقت تخمین بقیه روش ها نسبت به همدیگر بسته به شرایط و ماهیت تغییرات مقاومت در هر پلان متفاوت خواهد بود. بطوریکه در بعضی از پلان ها از جمله 2200 و 2350 متر، کریجینگ معمولی و در بعضی دیگر از پلان ها از جمله 2250 و 2300 متر، شبکه عصبی کمترین خطای جذر مربعات میانگین را داشته است. در نهایت روش نزدیکترین همسایگی به طور میانگین با خطای جذر مربعات میانگین 0.03 مگا پاسکال مناسب ترین روش تخمین مقاومت فشاری تک محوره کانسار مس سرچشمه انتخاب و مدل جامع سه بعدی تغییرات مقاومت فشاری تک محوره کانسار به همراه پلان های افق های مختلف کانسار تهیه گردید.

سد و نیروگاه بختیاری، با ارتفاع 325 متر عظیم ترین پروژه سد سازی در ایران و بلندترین سد بتونی دو قوسی جهان خواهد بود. این سد با ظرفیت تولید 1500 مگاوات برق، بر روی رودخانه بختیاری، یکی از سر شاخه های رود دز که دبی متوسط آن 144.6 مترمکعب بر ثانیه می باشد، بنا خواهد شد. سد بختیاری با قرار گرفتن در شمال غربی زاگرس چین خورده، بر روی سنگ های آهکی سازند سروک بنا شده و از دیدگاه زمین شناسی به 7 ناحیه طبقه بندی شده است. نیروگاه زیرزمینی این سد شامل مغار اصلی با ابعاد 46 متر ارتفاع، 23 متر عرض و 160 متر طول و مغار ترانسفورماتور با ابعاد 13 متر ارتفاع، 13 متر عرض و 182 متر طول می باشد و در ناحیه sv4 و sv5 قرار دارد. در این تحقیق ابتدا با مطالعه دقیق ساختار شکستگی ها در محدوده نیروگاه، دسته درزه های غالب تعیین شد. سپس با در نظر گرفتن موقعیت غالب درزه ها و شرایط تنش در منطقه مناسب ترین جهت برای حفر مغار انتخاب شد. در ادامه با مدلسازی عددی در نرم افزار 3dec، مغار نیروگاه در 11 مرحله و مغار ترانسفورماتور در 3 مرحله حفر شد. با تغییر فاصله بین دو مغار از 25 متر تا 100 متر و با تعیین زون پلاستیک در محدوده بین دو مغار، و همچنین با استفاده از روابط تحلیلی برای زون sv4 فاصله 35 متری و زون sv5 فاصله 25 متری به عنوان فواصل بهینه بین دو مغار تعیین شدند. درنهایت با استفاده از مدلسازی عددی سیستم نگهداری برای مغارها، تاندون ها و مونوبارها با فاصله داری 2×2 متر انتخاب شد. طول تاندون ها در زون sv4 برای سقف مغار اصلی با توجه به زون پلاستیک ایجاد شده 10 متر، دیواره سمت راست 20 متر، دیواره سمت چپ 15 متر، برای سقف مغارترانسفورماتور 6 متر و برای دیواره مغار ترانسفورماتور مونوبارهایی با طول 6 متر تعیین شد. در زون sv5 طول تاندون ها برای سقف مغار اصلی 10 متر، در دیواره سمت راست 15 متر، در دیواره سمت چپ 12 متر و در سقف و دیواره مغار ترانسفورماتور مونوبارهایی با طول 6 متر انتخاب شد.

مقرون به صرفه ترین روش برای حفاری تونل در توده سنگ های سخت و مقاوم، در حالتی که مقاومت فشاری تک محوری بیش از mpa 200 باشد، روش چال زنی و آتشباری می باشد. مهمترین نگرانی در این روش شکست ناخواسته القایی به وسیله انفجار در خارج محیط تونل می باشد. برای کاهش این شکست، عموماً روش های آتشباری کنترل شده مانند آتشباری آرام به کار می روند. علی رغم استفاده از این روش ها، به دلیل اثرات نامطلوب انفجار مانند افزایش هزینه های نگهداری، نرخ پیشرفت کم تونل، مسائل پایداری پیش بینی نشده، جریان آب وکاهش عمر تونل، هنوز هم از روش های اندازه گیری میزان شکست ناشی از انفجار، استفاده می شود. هدف از انجام این پایان نامه، شناخت و بررسی تاثیر پارامترهای انفجار بر شکست دینامیکی در توده سنگ اطراف تونل می باشد و در راستای نیل به این هدف دو الگوی آتشباری (معمولی و کنترل شده) طراحی و شکست القایی در اثر این االگوها مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از نرم افزار udec جهت مدل سازی استفاده شده است. برای این منظور دو الگوی آتشباری(معمولی و کنترل شده) طراحی شده و چال های محیطی این الگوها، با استفاده از اعمال بار دینامیکی در محل چال ها شبیه سازی شده اند. نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده نشان می دهد که استفاده از مواد منفجره قوی و با چگالی و سرعت بالا در طراحی الگوی انفجاری چال های محیطی باعث ایجاد شکست و تنش القایی بیشتر در اطراف تونل می شود به طوری که تنش های القایی در اثر انفجار معمولی بیشتر تحت تأثیر موج ضربه و در مورد آتشباری آرام متأثر از تنش های القایی ناشی از توزیع مجدد تنش است. همچنین تغییرات مربوط به ماکزیمم سرعت ذره ای در توده سنگ اطراف تونل و کرنش های اعمالی و شدت و میزان بازشدگی درزه ها پس از انفجار نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.

در استخراج یک کانسار، مطالعه پارامترهای موثر و انتخاب بهترین شرایط می تواند اثر قابل ملاحظه ای در کاهش هزینه های معدن کاری داشته باشد. یکی از روشهایی که برای استخراج زغال سنگ استفاده شده و از جذابیت اقتصادی زیادی برخوردار است، روش جبهه کار بلند است. معدن زغال سنگ طبس در 75 کیلومتری شهرستان طبس واقع شده است. معدن پروده بخشی از معدن زغال سنگ طبس است که لایه در حال استخراج در این معدن، لایه c_1 با ضخامت 2 متر می باشد که به روش جبهه کار بلند پسرو در حال استخراج است. راهروهای آن دارای مقطع ذوزنقه با قاعده بزرگ 4.5 متر و ارتفاع 3 متر است که در حال حاضر دیواره و سقف آن با بولت فلزی و قاب فولادی ipb 160 نگهداری می شود. هدف از انجام این پروژه بررسی تعیین عرض لازم برای دیوار حائل ، همگرایی راهروی باربری، فاصله تخریب و طول بهینه جبهه کار با توجه پارامترهای موثر است. بدین منظور مقدار عرض لازم برای دیوار حائل با توجه به تغییر در طول جبهه کار و عمق قرار گیری لایه با استفاده از نرم افزارflac3d بررسی شد . در این راستا مقدار همگرایی راهروی باربری با توجه به فاصله از جبهه کار ، گام تخریب، طول جبهه کار ، شیب لایه و عمق قرارگیری لایه مدل سازی و مورد تحلیل قرار گرفت. همچنین مقدار فاصله تخریب با توجه به شیب لایه و عمق قرارگیری لایه مدلسازی و تحلیل شد و در نهایت مقدار طول بهینه جبهه کار با توجه به فاصله تخریب، عمق قرارگیری لایه و شیب لایه با استفاده از نرم افزارflac3d بررسی شد. نتایج نشان می دهد عرض لازم برای دیوار حائل با افزایش طول جبهه کار زیاد می شود ولی برای طول های بالای 220 متر عرض لازم برای دیوار حائل تغییر نمی کند و همچنین با افزایش عمق قرارگیری لایه، عرض لازم برای دیوار حائل زیاد می شود. با توجه به اینکه در نزدیک جبهه کار فشار زیاد است، همگرایی راهروی باربری نیز زیاد است و با دور شدن از جبهه کار ، همگرایی کاهش می یابد که در فاصله 70 – 80 متر از جبهه کار به مقدار اولیه می رسد و همچنین همگرایی راهروی باربری با افزایش فاصله تخریب، شیب لایه، عمق قرارگیری لایه و طول جبهه کار افزایش می یابد و از طرفی در طول هایی بالای 220 متر فشار وارد بر راهرو و دیوار حائل تقریبا ثابت می شود، همگرایی راهرو نیز بدون تغییر می ماند. یکی از پارامترهای مهم در روش جبهه کار بلند، فاصله تخریب است که با تغییر عمق ، شیب و خصوصیات مقاومتی لایه سقف، فاصله تخریب نیز تغییر می کند به گونه ای که با افزایش عمق قرار گیری لایه، فاصله تخریب کاهش و با افزایش شیب لایه و خصوصیات مقاومتی لایه سقف، فاصله تخریب افزایش می یابد. با تغییر کردن خصوصیات لایه سقف زغال سنگ ،طول بهینه جبهه کار بلند تغییر می کند به گونه ای که با کاهش مقاومت لایه سقف زغال، فاصله تخریب کاهش و فشار کمتری به جبهه کار وارد می شود، در نتیجه طول بهینه جبهه‎ کار بلند افزایش می یابد.طول بهینه جبهه کار با افزایش شیب و عمق قرارگیری لایه زغال کاهش می یابد.

چکیده با انجام تحلیل برگشتی پارامترهای مقاومتی می توان به پارامترهای ورودی برای تحلیل پایداری، طراحی بهینه نگهداری، تعیین ایمنی نگهداری و مدل سازی حفاری مکانیزهtbm و تعیین نشست سطحی ساختمانهای اطراف که مسئله بسیار مهمی در مناطق شهریست، پرداخت. هم چنین به دلیل پیچیدگی های ساختار زمین شناسی، تعداد زیادی از آزمایش های صحرایی برای تعیین این پارامترها نیاز است و این آزمایش ها هزینه و وقت زیادی را شامل می شود. بنابراین تحلیل برگشتی می تواند با صرف هزینه و وقت کمتری، روشی قابل قبول برای تعیین پارامترهای مقاومتی توده های سنگی و خاکی باشد. در این تحقیق تحلیل برگشتی پارامترهای مقاومتی در کل مسیر بر اساس داده های ابزار دقیق ارزیابی شده است. تاثیر هر یک از پارامترها با آنالیز حساسیت بررسی شده است. در تحلیل برگشتی خط a متروی قم از دو روش الگوریتم تک متغیره مستقیم و روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای مقاومتی با خطای قابل قبولی بدست آورده شده است. پارامترهای مجهول در آنالیز برگشتی ، مدول الاستیسیته، ضریب تنش های برجا، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی می باشد. مقادیر بهینه این 4 پارامتر با استفاده ازتحلیل برگشتی به ترتیبmpa 25 ، 8/0، 30 درجه، kpa20 حاصل شده است. کلمات کلیدی: تحلیل برگشتی، پارامترهای مقاومتی، متروی قم، آنالیز حساسیت، الگوریتم تک متغیره، الگوریتم ژنتیک

خط a قطار شهری قم با طول حدود 14700 متر و تعداد 14 ایستگاه بوده که حفر ایستگاه های a14 تا a3 با ماشین تونل زنی (tbm) و ایستگاه های a3تا a1 به روش تونلسازی مرحله ای (سنتی)پیش بینی شده است. در این تحقیق به بررسی موضوع نشست در حدفاصل ایستگاه a3 (ولیعصر) تا a2 (بقیه الله) که با روش سنتی حفر می شود، پرداخته شده است. در ادامه با به کار گیری نرم افزار flac3d و تعیین پارامتر های مقاومتی به کمک تحلیل برگشتی، تاثیر حفاری تونل بر نشست سطح زمین بررسی شد.سپس محدوده تاثیر جبهه کار و همچنین تاثیر حفاری bench (بخش پایینی تونل) بر top(بخش بالایی تونل) و تاثیر طول گام های مختلف پیشروی مورد بررسی قرار گرفته است.با استفاده از مدلسازی عددی و تحلیل نتایج، مقدار بیشینه نشست 52/1 سانتی متر ارزیابی شده است که با حفاری قسمت bench این میزان به مقدار 62/2 سانتی متر رسید. با افزایش طول گام حفاری میزان نشست ها در سطح زمین افزایش پیدا می کند.در ادامه به بررسی نشست به کمک روابط تحلیلی و تجربی پرداخته شد و نتایج حاصل با روش عددی مقایسه شده است که تطابق نسبتا خوبی بین نتایج، حاصل شد. در بخشی دیگر از این تحقیق، با کمک داده های ابزار بندی موجود در یک ایستگاه ابزار بندی، مدلی در نرم افزار flac3d ساخته شد و نتایج بدست آمده از روش عددی و روش کارگاهی با یکدیگر مقایسه شده. نتایج حاصل از اندازه گیری های ابزار بندی و روش عددی تطابق خیلی خوبی را در ابزار نشست سنج و همگرایی سنج نشان داد.

شاتکریت عبارت است از بتن ویا ملاتی که با استفاده از هوای فشرده و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده و به صورت دینامیکی متراکم می شود. در سالهای اخیرافزایش حفاری های زیرزمینی، باعث شده است که شاتکریت به عنوان یکی از سیستم های نگهداری مورد توجه قرار گیرد. مزایای این روش عبارت اند از: سادگی روش اجرا، در دسترس بودن مصالح اولیه، عدم نیاز به فضای گسترده به منظور عملیات اجرایی، بالا بودن سرعت اجرا، این مزایا باعث شده است که پژوهش گران با بهره گیری از پیشرفت های بوجود آمده در زمینه تکنولوژی بتن به رفع معایب این سیستم بپردازند. در این تحقیق با بهره گیری از دانش تکنولوژی بتن و پیشرفت های بوجود آمده در زمینه بتن پلیمری با خواص مکانیکی بالاکه به صورت شاتکریت قابل اجرا باشد، طراحی شده است که این سیستم را به عنوان یک سیستم نگهداری دائمی مطرح می نماید. برای این منظور مطالعه دقیق برروی اجزاء تشکیل دهنده بتن و تاثیر خواص آنها بر بتن تازه و سخت شده، مورد بررسی قرار گرفت، این امر منجر به طراحی بتنی با خواص مکانیکی ایده آل گردید. در طرح اختلاط شاتکریت عوامل مهمی همچون میزان گیرش، میزان برجهندگی، وزن مخصوص، سرعت گیرش و مقاومت بتن مورد توجه قرار می گیرد، که این عوامل به، نسبت آب به سیمان، عیار سیمان، نسبت مصالح درشت دانه به ریزدانه، نوع و مقدار افزودنی ها، هوای داخل بتن ودر نهایت میزان مهارت فرد بتن پاش بستگی دارد. با توجه به خاصیت شکنندگی بتن، تسلیح این ماده به منظور افزایش شکل پذیری از اهمیت وجایگاه خاصی برخوردار است. یکی از راه های تسلیح بتن استفاده از میلگردهای فولادی است، اما با توجه به اینکه فولاد در دراز مدت بر اثر رطوبت خورده می شود و این امر باعث پوکی بتن شده، بنابراین جایگزین کردن مواد مصنوعی به جای میل گرد های فولادی ضروری است. در این تحقیق از الیاف بارچیپ برای تسلیح داخلی بتن استفاده شده است. این الیاف علاوه برخواص خوب مقاومتی، شکل پذیری زیاد داشته ودر محیطهای اسیدی خورده نمی شود، همچنین این الیاف در برابر آتش سوزی مقاومت بیشتری نسبت به سایر الیاف مصنوعی دارد. از آنجا که بتن یکی از پرکاربردترین مصالح در ساخت و سازها به شمار می رود، هرگونه پژوهش درزمینه ی بهبود خواص این ماده می تواند تأثیر شگرفی بر روند ساخت و سازها بگذارد. از طرفی یکی از عمده ترین ضعف های این نوع مصالح مقاومت برشی پایین آن است. در مناطق لرزه خیز و در سازه های بلند نیروی برشی ایجاد شده در اجزای باربر در اثرپدیده ی زلزله باعث افزایش ابعاد و در نتیجه افزایش جرم مشارکت کننده در زلزله و به دنبال آن رشد نیروی دریافتی می گردد. به همین دلیل افزایش مقاومت برشی و شکل پذیری برشی بتن برای سازه ها سود مند بوده ومقاومت آنهارا در برابر زلزله افزایش می دهد. در این پروژه با استناد به برداشت های آزمایشگاهی نشان داده می شود که مقاومت برشی و شکل پذیری برشی بتن را با استفاده از الیاف بارچیپ تا حد چشمگیری افزایش می یابد.نتایج حاصله از این پژوهش عبارت اند از: مقاومت کششی بتن و شاتکریت به ترتیب 25و16 درصد افزایش می یابد، همچنین مقاومت برشی بتن و شاتکریت 12درصد افزایش داشته است، مقاومت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی نمونه های بتنی، مقاومت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی نمونه های شاتکریتی به ترتیب 10، 11 ، 5 ، 14 افزایش می یابد.میزان بهینه الیاف برای بتن5.5 کیلوگرم در متر مکعب و برای شاتکریت 5 به دست آمد.

سد چم شیر در حدود 25 کیلومتری جنوب شهرستان گچساران بر روی رودخانه زهره با سطح حوزه 6770 کیلومتر مربع و متوسط دبی 61 متر مکعب در ثانیه در محل سد ساخته می شود و رودخانه زهره از رودخانه های مهم و پر آب جنوب کشور به شمار میرود. نیروگاه این سد به صورت روباز می باشد. پیت این نیروگاه دارای دو دیواره شرقی و شمالی بوده و از نظر زمین شناسی از سازند میشان تشکیل شده است. قسمت عمده آن را میشان میانی و ناحیه انتقالی تشکیل داده و قسمت پایین آن که اندک می باشد نیز از میشان زیرین تشکیل شده است. با توجه به برداشت های انجام شده از دیواره های پیت نیروگاه مشخص شد که سه دسته درزه غالب در ساختگاه نیروگاه وجود دارد که باعث ایجاد شکست هایی در دیواره می شوند. به منظور بررسی پایداری شیب شیروانی های مشرف بر نیروگاه آنالیزهای متعددی به روش های مختلف صورت گرفته است. برای بررسی شیب نیروگاه از روش های تجربی، تعادل حدی، احتمالی و عددی استفاده شده است. با استفاده از روش تجربی مقدار rmr و smr برای دو دیواره در حالت های اشباع از آب و حالت غیر اشباع به دست آمد و مشخص شد که کمترین مقدار rmr برابر 55 و کمترین مقدار smr برابر 31 می باشد که دارای حالت ناپایدار و شکست گوه ای و صفحه ای می باشد. مهارهای شاتکریت سیستماتیک احداث دیواره در پای شیب و یا بتن دانه ای یا زهکشی از جمله روش های نگهداری پیشنهادی آن می باشد. در واقع این ارزیابی ها مربوط به حالت اشباع می باشد که تقریبا غیر طبیعی می باشد و با اعمال زهکشی مناسب می توان این مقدارsmr را به 42 رساند تا به حالت نسبتا پایدار برسد. مطالعات درزه نگاری نشان داد که امکان چهار نوع شکست وجود دارد ، سه شکست گوه ای و یک شکست صفحه ای، که شیب ها با استفاده از روش های تعادل حدی در فضای دوبعدی و سه بعدی در شرایط زلزله و نگهداری مدل سازی شده اند. نتایج آنالیزها نشان دهنده این موضوع است که سطوح لغزش بحرانی و ضرایب ایمنی مربوطه در حد قابل قبولی می باشند. سپس با توجه به متغیر بودن پارامترهای مقاومتی، احتمال شکست در حالت های مختلف مشخص شد و استفاده از سیستم نگهداری راک بولت با شبکه 5/2*5/2 مناسب برای دیواره شیب تشخیص داده شد. همچنین در کنار آنالیزهای فوق، از روش عددی اجزاء مجزا (با استفاده از نرم افزار 3dec) به منظور محاسبه جابجایی های بوجود آمده در اثر حفاری و چگونگی رفتار شیب در برابر حفاری بهره گرفته شده است. مدلهایی برای سه حالت، پیوسته، وجود دو دسته درزه و سه دسته درزه ساخته شد تا رفتار آنها نسبت به یکدیگر سنجیده شود و تاثیر درزه ها بر پایداری مشخص شود. بر مبنای این آنالیزها حداکثر جابجایی حاصله در نزدیکی سطح حفاری اتفاق افتاده که مقدار آن حدود 3 سانتی متر می باشد. با دور شدن از سطح حفاری از مقدار جابجایی ها کاسته شده و مقدار آن به صفر می رسد که نشان دهنده حرکات سطحی و تغییر شکل نسبتا ملایم شیب می باشد. این موضوع با ضرایب ایمنی و سطوح لغزش به دست آمده از آنالیز شبه استاتیکی تطابق خوبی نشان می دهد و در کل نشان دهنده پایداری سیستم می باشد.

محل مناسب نصب ابزار دقیق تأثیر به سزایی بر کارایی و هزینه تمام شده ابزار، پایداری شیب و عملیات معدن کاری می گذارد. امروزه به علت لحاظ شدن ملاحظات ایمنی، نصب ابزار دقیق به عنوان مهم ترین ابزار کنترل کننده پایداری در کشور های پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته است. معدن مس سرچشمه با سطحی معادل 6/3 کیلومترمربع شامل حداکثر 48 پله در دیواره غربی می باشد که در حال حاضر پایداری دیواره غربی آن از مسائل مهم و مورد توجه جدی معدن می باشد. با مطالعات انجام شده در خصوص وضعیت زمین شناسی و ژئومکانیکی توده سنگ های دربرگیرنده ماده معدنی و هندسه معدن، نصب ابزار دقیق در دیواره غربی به عنوان تنها عامل کنترل کننده پایداری در نظر گرفته شده است. برای مکان یابی محل مناسب نصب ابزار دقیق در دیواره غربی معدن مس سرچشمه از سامانه اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. انتخاب نوع ابزار و تعیین مکان مناسب برای نصب آن نیاز به شناخت شرایط زمین شناسی، وضعیت ساختاری، خواص توده سنگ و هیدروژئولوژی ناحیه مورد مطالعه دارد. لذا می توان با تعیین و جمع آوری اطلاعات مذکور و تبدیل آن ها به نقشه ، فایل استفاده در سامانه اطلاعات جغرافیایی، محققان را در انتخاب محل مناسب برای نصب ابزار یاری کرد. سپس با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، عملیات مکان یابی صورت گرفت. در این تحقیق از روش تحلیل سلسله مراتبی و روش منطق فازی استفاده شد. پارامتر های اساسی، سنگ شناسی، آلتراسیون، ارتفاع پیزومتری، گسل، وضعیت ناپیوستگی ها، فاصله داری ناپیوستگی ها، شاخص مقاومت زمین شناسی، امتیاز توده سنگ، ضریب کیفیت سنگ، مقاومت فشاری تک محوره، ارتفاع، شیب و جهت شیب مورد بررسی قرار گرفتند و به نقشه در سامانه اطلاعات جغرافیایی تبدیل شدند. لایه اطلاعاتی مربوط به هر پارامتر بر اساس وزن هر پارامتر، در نرم افزار arcgis9.3، کلاسه بندی و وزن دهی شد و در آخر عملیات تلفیق داده ها با استفاده از روش فازی و تحلیل سلسله مراتبی انجام گرفت. سپس نقشه مناطق مطلوب جهت مکان یابی محل مناسب نصب ابزار دقیق در دیواره غربی معدن مس سرچشمه تهیه شد. در نهایت با انجام عملیات کنترل صحرایی، چندین ناحیه جهت مطالعات تکمیلی در مناطق پیشنهادی مشخص گردید.

احداث تونل در زمین های سست از گذشته تا حال، از چالش های علم مهندسی بوده است. سعی و خطاهای انجام گرفته در طول تاریخ اطلاعات ارزشمندی در اختیار اهل این فن قرار داده است. به طور کلی پایدارسازی موقت و گذر از نواحی حادثه خیز و مشکل ساز هدف اصلی در طراحی و اجرای سازه ها در شرایط غیر خودایستا زمین است. تونل کوهرنگ 3 در ناحیه گسل زرآب، نمونه ای بارز از محک زدن توانایی های مهندسی و تکنولوژی موجود بوده است. سست و گسله بودن زمین در کنار وجود روباره زیاد و قرار گیری تونل زیر سطح تراز آب های زیرزمینی، وضعیتی ایجاد کرده است که لزوم انجام تحقیقات و مطالعات پیش از اجرا، شدیدا احساس می شود. در این پایان نامه، سعی شده است با کمک پیشرفت های حاصل شده در علوم کامپیوتر و به کار گیری به روز ترین نرم افزارها، روش انجماد مصنوعی زمین که نسبتا جدید و کمتر شناخته شده است در ناحیه گسل زرآب مدل سازی شود و کارایی آن مورد بررسی قرار گیرد. شبیه سازی شرایط زمین یخ زده نیاز به شناخت از خاک و سنگ یخ زده و تغییرات زمین در طی انجماد دارد. امکانات آزمایشگاهی خوبی در بعضی کشورهای پیشرفته برای نمونه گیری و استخراج خصوصیات ژئومکانیکی وجود دارد. با کمک اطلاعات بدست آمده در آزمایشگاه ، زمین سست و به شدت ناپایدار منطقه در مدل عددی شبیه سازی شد وحفاری گام به گام در آن صورت گرفت. با توجه به روباره زیاد ، بهسازی زمین با استفاده از انجماد در اطراف تونل به تنهایی کارآمد نبوده و ایمنی را تضمین نمی کند. با ترکیب قاب فولادی و تحکیم زمین قبل از حفر با روش گفته شده، در نهایت به حالتی خاص از مدل می توان رسید که در آن ابتدا اطراف پروفیل تونل لوله های انجماد قرار داده شده و پس از خنک سازی و رسیدن به دمای تعیین شده، حفر تونل در گام مشخص آغاز می شود. متغیرهای بسیاری در شبیه سازی شرایط زمین ومصالح به کار گرفته شده وجود دارد که درک تاثیر توامان آنها نیازمند آنالیز حساسیت و انتخاب مقادیر بهینه از میان آنهاست. متغییر هایی همچون: دمای انجماد، مقاومت قاب فولادی، طول لوله های انجماد و گام حفاری و نگه داری و ترتیب حفر و نگهداری که در اصول استخراج می گنجد مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته اند. حالت نهایی که به عنوان نتیجه این تحلیل از آن یاد می شود، پیشنهاد می کند، در راستای کاهش هزینه های اجرا و سرعت بخشیدن به پیش روی، از انجماد در دمای 5- درجه سانتی گراد استفاده شود، همچنین طول لوله های انجماد 12 متر بوده و حفاری و نگهداری در گام های 1 متر از ابتدا تا انتهای متراژ 11 متر اجرا شود. مشخصات قاب فولادی مورد استفاده نیز ضمیمه شده است.

تخمین نفوذپذیری محیط و مدلسازی جریان سیال درون زمین از ملزومات اصلی مطالعات ژئوتکنیکی ، مطالعات مخازن نفتی، سدسازی و محیط زیست می باشد. در بسیاری سازندهای زمین شناسی بویژه در مناطقی که ماتریکس سنگ نفوذناپذیر می باشد، سیستم اصلی انتقال جریان سیال شبکه ی پیوسته ای از شکستگی های مجزا می باشد. در این میان شبکه شکستگی ها نیز از ساختارهای پیچیده ای برخوردار بوده و ساخت مدل های معین و کلی برای آنها امکان پذیر نیست، مطالعات تئوری و نتایج تجربی نشان داده است مدل های سه بعدی شبکه شکستگی مجزا که به صورت تصادفی تولید می شوند نتایج نزدیک به واقعیت تری نسبت به سایر مدل ها بویژه در مطالعات انتقال جریان بوسیله شبکه ی شکستگی ارائه می کنند. از این رو، تولید مدل سه بعدی شبکه شکستگی های درون زمین، نخستین گام در کلیه مطالعات مدلسازی جریان درون سنگ ها می باشد. بر این اساس، در این مطالعه که با هدف مدلسازی سه بعدی هیدرومکانیکی تخمین نفوذپذیری مخزن در سیستم شکستگی ها در محدوده زون پارس جنوبی صورت پذیرفت، در گام نخست، مدل سه بعدی شبکه شکستگی های درون سنگ مخزن تولید شد. به کمک داده های صحرایی تفسیر شده و با استفاده از کدکامپیوتری fraciutمدل سه بعدی شبکه شکستگی ها بدست آمد. کد مذکور با استفاده از الگوریتم مونت کارلو و بر اساس توزیع آماری پارامتر های هندسی دسته درزه ها، مدل های دو بعدی و سه بعدی شبکه شکستگی ها را تولید می نماید. پس از تولید مدل شبکه شکستگی ها، تاثیر تنش های درون زمین بر شبکه شکستگی ها مورد تحلیل هیدرومکانیکی قرار گرفت. کد کامپیوتری sfluiut جهت تحلیل هیدرومکانیکی وضعیت شکستگی ها توسعه داده شد. کد مذکور بوسیله مدلسازی شرایط مکانیکی وضعیت شکستگی های درون زمین، وضعیت شبکه شکستگی پس از اعمال تنش، معین نمود. پس از تولید مدل وضعیت شبکه شکستگی پس از اعمال تنش، وضعیت جریان درون شکستگی ها مورد مدلسازی سه بعدی قرار گرفت. در این راستا از کدکامپیوتری fluiutکه بر اساس مدل شبکه لوله ای جریان، توسعه داده شده است استفاده شد. پس از مدلسازی جریان، مولفه های تنسور نفوذپذیری مخزن در فضای سه بعدی تعیین گردید. نفوذپذیری در حالت دو بعدی با سه بعدی نیز مقایسه شد که نتایج نشان می دهد که نفوذپذیری در حالت سه بعدی بیشتر از حالت دو بعدی است که این هم به دلیل بزرگتر بودن چگالی در حالت سه بعدی است.

در فرآیند لیچینگ، عنصر باارزش توسط یک محلول شستشودهنده از فاز جامد به فاز مایع منتقل می شود. هیپ لیچینگ یکی از رایج ترین روش های لیچینگ در مقیاس بزرگ می باشد. عملکرد ایمن یک فرآیند لیچینگ تا حدود زیادی وابسته به پایداری سازه هیپ آن می باشد. بدون تردید آن چه در مقیاس بزرگ (ماکرو) هیپ رخ می دهد، به طور مستقیم یا غیر مستقیم متأثر از فرآیندهای حادث در مقیاس کوچک (میکرو) است. از طرفی پیش بینی وضعیت هیپ های معدنی پس از لیچینگ کمک شایانی به بهبود طراحی و مدیریت ساختار کلی هیپ می کند. هدف اصلی این تحقیق، شناخت رفتار مکانیکی هیپ های معدنی قبل و بعد از بهره برداری می باشد. در این راستا فرآیند توامان شیمیایی-هیدرو-مکانیکی موثر در محل هیپ 4 معدن مس سرچشمه به روش آزمایشگاهی و عددی مدلسازی گردید. نتایج آزمون های آزمایشگاهی انجام گرفته روی خاک هیپ قبل و بعد از لیچینگ شبیه سازی شبیه شده حاکی از کاهش وزن مخصوص دانه های خاک و ابعاد دانه های خاک می باشد. این در حالی است که نحوه توزیع دانه بندی خاک تغییر چندانی نداشته است. از طرفی نتایج آزمون های برش مستقیم انجام گرفته روی نمونه های لیچ شده کاهش 4/6 درجه ای زاویه اصطکاک خاک را نشان می دهد. پس از انجام آزمون های آزمایشگاهی نحوه انباشته شدن و لیچینگ مواد معدنی در هیپ و تاثیر آن ها بر روی پایداری هیپ به کمک نرم افزار pfc 2d در محیط دو بعدی شبیه سازی شد. در شیب های بالا با افزایش لایه ها و بالا رفتن سطح تنش در لایه های میانی، احتمال ناپایداری افزایش می یابد. در ارتفاع 4/5 متر که ارتفاع لایه های فعلی هیپ 4 معدن مس سرچشمه می باشند، تنها در شیب بستر 14 درصد لایه های دوم و سوم با کاهش زاویه قرار گیری قابل توجهی همراه هستند. مقایسه وضعیت لایه دوم و سوم هیپ در ارتفاع 6/5 متر و با شیب بستر 8 درصد نشان دهنده کاهش زاویه قرار گیری از حدود 1:2/5 به 1:3/5می باشد. در شیب بستر 14 درصد و ارتفاع 6/5 متر لایه دوم بحرانی تلقی می شود. در شیب بستر 14 درصد و ارتفاع 10 متر پس از اتمام لیچینگ 4 لایه، لغزش در لایه دوم پدیده غالب است. به نظر می رسد لیچینگ در مقیاس کوچک و در لایه های با ارتفاع کم تاثیر بسیار مخربی بر روی پایداری هیپ ندارد. بدیهی است با افزایش ارتفاع و تعداد لایه ها و افزایش شیب بستر هیپ، تامین پایداری آن یک مسئله بحرانی خواهد بود.

با توسعه روزافزون جوامع شهری و افزایش نیازهای آبی ساخت تونل های انتقال آب طولانی اجتناب ناپذیر است. تونل انتقال آب چشمه روزیه به طول 3200 متر با هدف انتقال آب از چشمه روزیه به سمنان اجرا شده است و قرار است این تونل بخشی از طرح انتقال آب از دریای خزر باشد. با توجه به نفوذ آبهای زیرزمینی به درون تونل در حین ساخت و پس از آن، ارزیابی تراوش آب و کنترل مناسب آب به تونل دارای اهمیت زیادی می باشد. لذا در این تحقیق ابتدا مسیر تونل بر مبنای ملاحظات هیدرولیکی و زمین شناسی پهنه بندی شده است. سپس با توجه به میزان دبی آب ورودی به تونل در حین ساخت ضریب نفوذپذیری توده سنگ میزبان تونل در هر پهنه با بهره گیری از شبیه سازی عددی دو بعدی تفاضل محدود تعیین شده و نتایج آن با روشهای تحلیلی اشلایس و پابلو بارینوا-کوشینا مقایسه شده است. در ادامه تحلیل حساسیتی بر روی نفوذپذیری و ضخامت زون تزریق و نفوذپذیری پوشش بتنی اجرا شده، انجام شده است و با توجه به مقادیر تراوش آب بعد از تزریق تونل، ضخامت زون تزریق و ضریب نفوذپذیری آن در هر پهنه تعیین شده است. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت انجام شده؛ تغییر ضخامت زون تزریق از 3 تا 6 متر در دو حالت نفوذپذیری پوشش بتنی ثابت و نفوذپذیری زون تزریق ثابت، بر کاهش دبی ناچیز می باشد. تاثیر ضخامت زون تزریق بر دبی آب ورودی نسبت به اختلاف نفوذپذیری پوشش بتنی و زون تزریق از 4/13 درصد به 28 درصد تغییر می کند. تاثیر کوپل هیدرومکانیکی بر روی دبی آب ورودی به تونل مورد بررسی قرار گرفته که دبی آب ورودی به تونل نسبت به حالت غیر کوپل کاهش را نشان می دهد. همچنین افزایش 40 درصدی سطح مقطع تونل و تاثیر آن بر دبی ورودی آب به تونل بررسی قرار گرفته که دبی 4/94 درصد افزایش را نشان می دهد. نتایج حاصل از بررسی تاثیر فشار آب پس از تعریض تونل ب، پشت زون تزریق، نیاز به افزایش ضخامت زون تزریق در دو زون می باشد.

مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ یکی از پارامترهای مهم در طراحی سازه¬ها درون محیط های سنگی می باشد. پارامتر تغییر شکل پذیری نشان دهنده ی میزان تغییر شکل توده¬ سنگ در پاسخ به هرگونه بارگذاری یا باربرداری می باشد. تعیین این پارامتر بصورت مستقیم از آزمایش¬های برجا و بصورت غیرمستقیم به کمک روابط تجربی و تحلیلی انجام می¬گیرد. آزمایش بارگذاری صفحه¬ای یکی از پرکاربردترین آزمایش¬های تعیین مدول تغییر شکل پذیری توده¬ سنگ می¬باشد. این آزمایش شامل یک یا چند جک هیدرولیکی است که بار را در سطح توده سنگ اعمال می¬کنند. جابجایی توده سنگ از طریق کشش¬سنج¬هایی که روی سطح صفحات نصب می¬شوند اندازه¬گیری می¬شود. معمولاً پنج سنسور جابجایی¬سنج پشت صفحه بارگذاری در گالری حفر شده داخل توده سنگ با فواصل مختلف نصب می¬شود. آزمایش در چند مرحله بارگذاری و بار برداری تا رسیدن به تنش مطلوب انجام می¬شود. به¬طور کلی روش¬های تحلیل برگشتی را می توان به دو دسته معکوس و مستقیم تقسیم کرد. در تحقیق حاضر از روش مستقیم برای تحلیل برگشتی استفاده شده است. در این روش با استفاده از روش سعی و خطا اختلاف بین مقادیر محاسبه شده از مدل¬سازی آزمایش بارگذاری صفحه¬ای و اندازه¬گیری شده از آزمایش برجا به حداقل ممکن کاهش یافته و مجهولات مورد نظر ارزیابی می¬شوند. در تحقیق حاضر از نرم افزار flac 3d برای مدل سازی عددی آزمایش بارگذاری صفحه¬ای استفاده شده است. با اعمال شرایط واقعی توده سنگ منطقه مورد مطالعه به مدل و شبیه¬سازی آزمایش بارگذاری صفحه¬ای، نتایج اولیه استخراج گردید. پس از انجام تحلیل¬های برگشتی مختلف مشخص گردید که گام¬های بارگذاری 500 ، 600 و 750 نزدیک¬ترین نتایج را به مقادیر واقعی آزمایش برجا دارند. به منظور بررسی و مقایسه نتایج حاصل از تحلیل¬های برگشتی و انتخاب مناسب¬ترین حالت، توابع خطا تشکیل و با یکدیگر مقایسه شدند که برای این منظور در تحقیق حاضر از روش¬های کمترین مربعات و روش کمینه کردن بیشینه خطا استفاده شده است. گام بارگذاری 750 در روش کمترین مربعات و گام بارگذاری 500 در روش کمینه کردن بیشینه خطا مناسب¬ترین نتایج را داشتند. با مقایسه¬ی گام¬های بارگذاری 750 و 500 در هر سیکل بارگذاری مشخص می شود که گام بارگذاری 500 نتایج بهتر و دقیق¬تری را ارائه می¬دهد چراکه اختلاف میان مقادیر حاصل از آزمایش برجا، مدل¬سازی و روش نظری در این روش در قیاس با نتایج حاصل از گام بارگذاری 750 کمتر هستند. در نهایت مشخص گردید که بیشترین مطابقت بین نتایج آزمایش برجا و مدل¬سازی صورت گرفته با اعمال 500 گام در هر مرحله از بارگذاری به مدل حاصل می¬شود. با انجام این عمل مدول تغییر شکل پذیری منطقه مورد مطالعه با اعمال تحلیل برگشتی بر روی نتایج حاصل از مدل¬سازی تعیین گردید که تطابق مناسبی با مدول اولیه¬ی در نظر گرفته شده برای منطقه دارد.

پایداری شیب به صورت مقاومت سطح شیبدار در مقابل شکست تعریف میشود. اهداف اصلی آنالیز پایداری شیب، پیدا کردن مناطق پرخطر، بررسی مکانیزم شکست احتمالی، تعیین حساسیت شیب به مکانیزم های مختلف تحریک و طراحی شیب بهینه با توجه به ایمنی، قابلیت اطمینان و اقتصاد، میباشد. برای طراحی دقیق شیب، می بایست به اطلاعات و دادههایی همچون خواص توده سنگ، هندسه شیب، شرایط آب زیرزمینی و تغییرات مواد در اثر عوامل تکتونیکی دسترسی داشت. در این تحقیق به بررسی تأثیر فشار آب حفره ای بر پایداری دیوارههای معدن شماره یک گلگهر سیرجان با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و بهره گیری از نرم افزارهای flac2d و flac3d پرداخته شده است. در ابتدا، مدلسازی محیط به صورت خشک و کاملاً زهکشی شده انجام شد. سپس دیوارهها در حالت طبیعی مورد بررسی هیدرولیکی و مکانیکی قرار گرفت. و محاسبات مربوط به جریان نیز انجام شد. مقاطع و هندسه های مورد بررسی با توجه به آنالیزهایی که قبلاً با روشهای تعادل حدی انجام شده بود؛ انتخاب شدند. آنالیزها بر روی 9 برش دوبعدی و دو مدل سه بعدی انجام شد. نتایج نشان داد؛ که در تمامی برشها اختلاف ضریب ایمنی محیط کاملاً زهکشی شده و محیط آبدار حدوداً به 30 درصد میرسد. بیشترین ناپایداری، مربوط به دیواره جنوبی و غربی معدن برآورد شد. همچنین سطح شکست احتمالی در برشهای مختلف تعیین گردید؛ و با سطح شکست مدلهای سه بعدی هم مکان مقایسه شد. سطوح شکست دوبعدی و سه بعدی کاملاً مشابه بدست آمد. با توجه به ضریب ایمنی پائین دیوارهها، برای پایدار سازی دیوارهها از دو روش کاهش شیب و تونل زهکش، استفاده شد. همچنین، تحلیل حساسیتی برای تعیین محل دقیق حفر و ابعاد تونل زهکش انجام شد. نتایج نشان داد؛ که حفاری تونل زهکش در پائین ترین سطح ارتفاعی و نزدیکترین مکان به سطح پله، بهترین نتایج را به همراه دارد. افزایش ابعاد تونل، نسبت به حالت اولیه تأثیر چندانی بر پایداری و کاهش سطح آب نداشته و تنها زمان رسیدن به تعادل هیدرولیکی را کاهش میدهد. در این پروژه به تأثیر حذف پله ها در پایداری دیوارهها نیز پرداخته شده است؛ معلوم شد که با حذف پله ها و مدلسازی شیب به صورت سرتاسری، ضریب ایمنی در حدود 12 درصد از مقدار واقعی اختلاف نشان میدهد. این در حالی است که، سطح شکست تغییر چندانی نمیکند.

معدن مکانیزه زغال سنگ طبس در 85 کیلومتری شهرستان طبس در استان خراسان جنوبی واقع شده است. معدن که با بهره¬گیری از دو روش استخراج جبهه کار طولانی پسرو و اتاق¬وپایه مکانیزه برای سالیانه 5/1 میلیون تن زغال در سال طراحی شده است. تحقق این تولید، حمل و نقل مناسب افراد، مواد استخراج شده، تجهیزات معدنی و تدارکات لازمه، ایجاد شرایط مناسب جهت تهویه هوا تونل است. ایجاد شرایط فوق تنها با اطمینان ازپایداری راهروهای معدنی امکان پذیر است. یکی از مشکلات مهم در معدن زغال سنگ طبس، همگرایی در راهرو¬های معدن ناشی از جابجایی سقف، کف و دیواره های آن است. رایج ترین نوع همگرایی در معدن طبس، آماس کف می باشد. در این تحقیق همگرایی تونل های باربری و تهویه پهنه¬های استخراجی 2و3 معدن مرکزی پروده طبس با بهره¬گیری از روش تفاضل محدود و به کارگیری نرم افزار flac3d بررسی شده است. نیروی محوری پیچ¬سنگ¬ راهرو پهنه¬های استخراجی 2و3 مورد بررسی قرار گرفت که مشخص شد، پیچ¬سنگ های نصب شده در سقف تونل¬های تهویه، با ضریب ایمنی بسیار بالایی نصب شده¬اند که با تغییر فاصله نصب سیستم نگهداری، نتایج قابل قبولی حاصل شد. همچنین پیچ سنگ های دیواره در تونل های باربری در حدود 10 متری جبهه کار دچار شکستگی شده اند که با تغییر در آرایش پیچ¬سنگ ها و پیشنهاد آرایش 3 به1 ، دیواره به حالت پایدار رسید و از گسیختگی پیچ سنگ جلوگیری شد. همچنین برای آماس کف سیستم نگهداری پیشنهاد شد که با نصب آن مقدار آماس کف از 50 سانتی متر در تونل های باربری به حدود 20 سانتی متر کاهش یافت.

به علت وجود عدم قطعیت در پارامترهای هندسی ناپیوستگی¬ها، همواره راه حل واحد و کارآمدی برای ارزیابی پایداری شیب-های سنگی درزه¬دار وجود ندارد. بدین منظور استفاده از روش¬های احتمالی می¬تواند مناسب¬تر باشد. یکی از این روش¬های احتمالی، استفاده از روش شبکه شکستگی¬های مجزا-المان گسسته (dfn-dem) است. مدل شبکه شکستگی¬های مجزا (dfn) بیان واقعی¬تری از هندسه ناپیوستگی¬ها را در زمین فراهم می¬آورد. این مدل مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی¬ها براساس تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی¬ها می¬باشد. نیروهای عمل¬کننده بین بلوک¬ها با استفاده از روش¬های عددی نظیر روش المان گسسته (dem) قابل تخمین است. هدف از این مطالعه توسعه یک رویکرد تحلیل احتمالی و الگوریتم مربوط به آن با استفاده از روش dfn-dem برای تحلیل پایداری شیب¬های سنگی درزه¬دار در شرایط مختلف می¬باشد. مدل¬سازی آماری ناپیوستگی¬های توده¬سنگ در سه بعد، بر اساس پارامترهای هندسی درزه‎ها اعم از موقعیت، اندازه و چگالی آن¬ها در واحد حجم توده¬سنگ صورت می‎گیرد. تعیین اندازه و چگالی ناپیوستگی¬ها در واحد حجم توده¬سنگ به این دلیل که صفحات درزه¬ها، درون توده¬سنگ بوده و نمی‎توان آن‎ها‎ را مستقیما اندازه‎گیری کرد، بسیار دشوار است. در این تحقیق، ناپیوستگی¬های طبیعی تکیه¬گاه چپ سد بختیاری شبیه¬سازی آماری گردید. در مدل¬سازی، ناپیوستگی‎ها بصورت دیسک فرض شدند. توابع توزیع‎ نظری قطر درزه‎ها و همچنین چگالی آن¬ها در واحد حجم توده-سنگ با توجه به توزیع‎های تجربی بدست آمده از برداشت ناپیوستگی‎های ساختگاه، تخمین زده شدند. بررسی¬ها نشان دادند که پارامتر طول درزه¬ها بیشترین برازش را بر توابع چگالی احتمال لاگ¬نرمال و توانی دارد. پس از تولید دیسک¬های هم¬بعد، با استفاده از آزمون واتسون-ویلیام، dfnهای تولید شده مورد صحت¬سنجی قرار گرفتند و شبیه¬ترین dfn با برداشت¬های تجربی برای هرکدام از دسته درزه¬ها انتخاب شد. پس از تعیین پارامترهای هندسی و آماری ناپیوستگی¬ها مدل¬سازی عددی dem بر روی dfnهای تولیدشده در رویکرد dfn-dem برای ارزیابی رفتار شیروانی انجام گردید. در این مطالعه همچنین براساس تاریخچه زمین¬شناسی و تکامل تکتونیک منطقه و آزمایشات برجا، جهت تنش¬های برجا در شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ تعیین شد. برای تحلیل¬های پایداری شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ سد بختیاری از روش¬های تحلیل سینماتیکی، حدی و عددی استفاده شد. در بررسی پایداری به روش سینماتیکی امکان لغزش واژگونی در شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ وجود ندارد. بررسی ریزش صفحه¬ای نشان داد که در دیواره¬های میانی و بالایی احتمال لغزش صفحه¬ای تحت تاثیر دسته درزه j1 وجود دارد. در دیواره میانی و بالایی نیز برای گوه¬های حاصل از تقاطع دسته درزه j1 و لایه¬بندی از نظر هندسی امکان لغزش وجود خواهد داشت. در بررسی پایداری شیب به روش تعادل حدی کمترین مقدار ضریب ایمنی بدست آمده برای شکست صفحه¬ای مربوط به دسته درزه j1 در دیواره بالایی بوده و نتایج نشان می¬دهند که دیواره تکیه-گاه چپ پایدار است. در تحلیل عددی مشخص شد که این شیروانی نیازمند تمهیدات و نصب نگهداری می¬باشد. حجم بلوک¬های ناپایدار براساس جابجایی مجاز میل¬مهارهای مرسوم مورد استفاده در نگهداری شناسایی و مشخص شد که حجم کل بلوک¬های مورد نظر در هر تحلیل، برازش خوبی بر تابع توزیع ویبال دارد و برای سیستم نگهداری میل¬مهار به طول¬های 9، 12 و 15 متر، 80 درصد حجم بلوک¬ها به ترتیب کمتر از 132، 180 و 406 مترمکعب می¬باشند و بایستی به آن توجه شود.

تاکنون سیستم¬های نگهداری گودبرداری زیادی گسترش یافته¬اند که چندین روش هم اکنون رایج¬ترند. این روش¬ها شامل تیر¬نگهبان و تخته¬گذاری، سپرزنی، دیوار شمعی حفرشده، دیوار دیافراگمی، مهار با خرپای فولادی، مهار متقابل و میخ¬کوبی در خاک می¬باشند که هرکدام دارای محدویت¬ها و مزایایی می¬باشند. اکثر تحقیقات به طور جداگانه به هر کدام از روش¬های سنتی مهار گود پرداخته¬اند و ترکیب آن¬ها کم¬تر مورد توجه بوده است. انکرها در سیستم¬هایی مانند دیوار دیافراگمی و سیستم شمع نگهبان و تخته¬گذاری، یک عامل فرعی محسوب شده و با هدف بهینه¬سازی نمودار لنگر به کار رفته است. در سیستم ترکیبی میخ¬کوبی- آنکراژ هم که اخیرا مورد توجه واقع شده، چینش یک در میان میخ و انکر صرفا در جهت قائم مد نظر بوده و با توجه به ساده¬تر بودن تحلیل دوبعدی، از ترکیب هم¬زمان میخ و انکر در راستای قائم و افق که مستلزم یک تحلیل سه¬بعدی است، چشم¬پوشی شده است. به علت شباهت میخ و انکر، می¬توان با یک تغییر حداقلی در مصالح، با به کار بردن انکرها همراه با میخ¬ها در چینش¬های مختلف، پارامتر حداکثر تغییرشکل جانبی دیوار را کاهش داد که این بررسی در این پژوهش مدنظر قرار گرفت. از جمله معایب سیستم میخ¬کوبی، نشست¬های اضافی در زمین مجاور گود می¬باشد. سیستم پیشنهادی جدید شمع- میخ¬کوبی، تا حدی این مشکل را برطرف می¬کند و می¬تواند در رفع محدودیت برخورد میخ¬ها با تاسیسات شهری نیز مدنظر قرار گیرد. در این پژوهش، روش تفاضل محدود با استفاده از نرم¬افزار flac3d جهت بررسی عملکرد این سیستم¬ها به کار گرفته شد. در گودهایی به عمق m20 و سربار kpa60 در زمین مجاور گود، تحلیل¬هایی انجام شد و نتیجه¬گیری گردید که با چینش جدید در سیستم ترکیبی میخ-کوبی- آنکراژ، تغییرشکل جانبی دیوار 14% کاهش یافت. هم¬چنین شمع¬ها در سیستم ترکیبی شمع- میخ-کوبی، باعث کاهش 8/25% در حداکثر نشست زمین مجاور گود می¬گردند.در مطالعه پارامتری انجام شده در این پژوهش نیز حداکثر طول بهینه میخ¬ها برابر 8/0 عمق گود و حداکثر طول گیرداری شمع¬ها برابر 75/0 عمق گود به دست آمد و نتیجه شد که طول بیشتر میخ¬ها و گیرداری بیشتر شمع¬ها از این مقادیر، در کاهش نشست اثری ندارند.

یکی از کلیدی ترین فعالیت های موجود در حوزه مکانیک سنگ و مهندسی سنگ، ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی مانند مقاومت فشاری تک محوره (ucs) و مدول الاستیسیته (e) می باشد. این ارزیابی، در طراحی سازه های سطحی و زیرزمینی، و اجرای پروژه های مهندسی ضروری می باشد. تعیین مستقیم این خصوصیات امری هزینه بر، زمان بر و مستلزم وجود امکانات آزمایشگاهی خاص می باشد؛ در نتیجه از روش های غیرمستقیم برای تخمین این پارامترها استفاده می شود. در این تحقیق تلاش شد با استفاده از مجموعه داده های پنج طرح سدکارون4، سیمره، خرسان 1 و3 و نیز تلمبه ذخیره ای ایلام واقع در سازند آهک آسماری، روابطی (با یک، دو، سه و چهار پارامتر مستقل) جهت پیش بینی پارامترهای ژئومکانیکی با سه روش آماری، شبکه عصبی مصنوعی و همچنین روش ماشین بردار پشتیبان تعیین گردد. در این راستا از مجموعه داده های آزمایش های فیزیکی (چگالی و تخلخل) و سرعت امواج (فشاری و برشی) که جزء آزمایش های اولیه، کم هزینه، غیرمخرب و معمولِ صورت گرفته بر روی نمونه های سنگی هستند، برای توسعه روابط استفاده شده است. معیار مقایسه و قضاوت بین روش ها و همچنین انتخاب روش بهینه، مقدار ضریب تعیین (r2) و خطای جذر میانگین مربعات (rmse) می باشد. مقایسه نتایج به دست آمده میان روابط توسعه یافته نشانگر بهبود عملکرد روابط با چهار متغیر مستقل نسبت به یک، دو و سه متغیر مستقل می باشد. دو معادله خطی با دقت بالا و خطای پایین جهت پیش بینی مقاومت فشاری تک محوره (r2=0.91, rmse=4.16) و مدول الاستیسیته (r2=0.88, rmse=3.30) با استفاده از چهار متغیر مستقل فوق الذکر، ارائه شد. بعلاوه در تمامی روابط توسعه یافته، روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به روش های شبکه عصبی و رگرسیون، به علت آموزش نسبتاً ساده، سرعت و دقت بالا، کارایی خوب برای داده های با ابعاد بالا و نیز کنترل میزان خطا از مطلوبیت بالاتری برخوردار و نتایج آن، به واقعیت نزدیک تر می باشد.

انفجار، یکی از عملیات اصلی معدنکاری با هدف خردشدگی و جابجایی مطلوب توده سنگ می باشد. یک انفجار با خردشدگی مناسب، بر کل عملیات استخراج تأثیر می گذارد و باعث کاهش هزینه های کلی معدنکاری و افزایش راندمان تولید می شود. نامناسب بودن ابعاد مصالح در برخی موارد منجر به افزایش هزینه های خردایش شده و یا در صورتیکه مصالح تولیدی مستقیماً مورد استفاده قرار گیرند، نامناسب بودن دانه بندی قابل جبران نبوده و ممکن است بخشی از مصالح باطله تلقی گردد. از این رو پیش بینی خردایش سنگ پس از انفجار از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این پژوهش با استفاده از روش های عددی، خردایش در یک بلوک انفجاری شبیه سازی شده و نتایج، با روش های تجربی کاز-رام، کاز-رام اصلاح شده، اصلاح شده مدل سوئدیفو و اوچترلونی مقایسه شده است.

تخریب بلوکی یکی از معمولی ترین انواع تخریب در حفاری های زیرزمینی است. حجم بلوک هایی که پتانسیل ناپایداری دارند توسط روش های مختلفی مانند آنالیز سینماتیکی و روش شبکه ی ناپیوستگی های مجزا (dfn) محاسبه می شود. نیروهایی که روی بلوک ها اثر می کنند توسط روش های مختلف عددی و تحلیلی مانند تعادل حدی و روش المان مجزا (dem) تعیین می گردند. آنالیز سینماتیکی می تواند در یک مسیر احتمالی قرار گیرد اگر این آنالیز مبتنی بر شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از تابع توزیع پارامترهای هندسی باشد. مدل شبکه ی ناپیوستگی های مجزا نیز می تواند مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی ها باشد. برای این منظور باید از تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی ها استفاده کرد، که این توابع چگالی از نتایج برداشت شده از منطقه به دست آمده اند. برای تعیین حجم بلوک های سنگی اطراف فضای حفاری با استفاده از روش dfn های تصادفی، ابتدا باید تعداد زیادی dfn تولید کرد. مسئله ای که حائز اهمیت است این است که از بین این dfn های تولید شده، مناسب ترین آنها را انتخاب کنیم. با استفاده از بعضی از آزمون های آماری مانند تست ولیام واتسون (w-w)، می توان dfn هایی که تطابق بیشتری با نقشه ی ناپیوستگی های منطقه دارند را برای آنالیز پایداری بلوک ها انتخاب کرد. هدف این مطالعه تعیین حجم بلوک های ناپایدار و سیستم نگهداری مورد نیاز مانند یک الگوی بولت می باشد، تا بدین وسیله میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده توسط آنالیز احتمالی سینماتیکی- تعادل حدی (pkle) از طریق مقایسه با نتایج آنالیز شبکه ی ناپیوستگی های مجزا- روش المان مجزا (dfn-dem) که به واقعیت نزدیک تر است، تعیین گردد. معرفی و تعیین میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده یکی از موضوعات مهم در روند طراحی است که به آسانی نادیده گرفته می شود، اما در میزان ایمن بودن پروژه بسیار موثر است. این برای اولین بار است که میزان عدم قطعیت مدل های ساخته شده توسط روش pkle و روش هیبریدی dfn-dem برای آنالیز تخریب بلوک های تشکیل شده در اطراف یک فضای بزرگ زیرزمینی، تعیین می گردد. پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها و همچنین خصوصیات مکانیکی سنگ ها، از یک مغار بزرگ حفاری شده در جنوب کشور سوئد برداشت شده است، همچنین یک کد به زبان fortran ، مبتنی بر تست آماری ولیام واتسون نوشته شده است. مدل های dfn که به وسیله ی تست ولیام واتسون تایید شده اند برای انجام آنالیز پایداری بلوکی به وسیله ی روش dem ، به نرم افزار udec داده می شوند. برای آنالیز pkle از نرم افزار unwedge که مبتنی بر تعادل حدی است، استفاده شده است. برای تعیین میزان عدم قطعیت مدل ها نیز از اختلاف میانگین و نسبت واریانس های دو تابع توزیع نرمال استفاده گردیده است. نتایج نشان می دهد که روش pkle حجم بلوک های ناپایدار را کمتر ( دست پایین ) تخمین می زند. محاسبات نشان می دهد که متوسط حجم بلوک های ناپایدار تعیین شده توسط روش pkle ، کمتر از روش dfn-dem است. همچنین نسبت واریانس دو تابع توزیع نرمال مربوط به طول کل بولت مورد نیاز در آنالیزهای pkle و dfn-dem با هم برابر است اما مقدار میانگین این دو تابع توزیع اختلاف معنا داری با هم دارند که این بدین معنی است که استفاده از روش pkle باعث ایجاد مقداری عدم قطعیت در آنالیز پایداری بلوک های اطراف یک مغار می گردد.