به منظور جلوگیری از نشت آب از طریق درزه و شکاف ها و ناپیوستگی های موجود در تکیه گاه ها و پی سد کارون 4، پرده آب بندی در جناحین سد از طریق 10 گالری تزریق در ترازهای مختلف طراحی و اجرا شده است. این گالری ها پس از احداث و در زمان بهره برداری و آب گیری مخزن و با توجه به ظرایب کارآیی پرده آب بند، تحت بارگذاری های خاصی ناشی از فشار روباره سنگی و فشار آب عبوری از پرده آب بند قرار می گیرند. به علت موقعیت گالری و پرده آب بند، جریان آب عبوری از پرده آب بند باعث توزیع غیر متقارن فشار آب در اطراف گالری می شود. لذا پایداری پوشش بتنی نهایی گالری های تزریق در برابر این نوع بارگذاری مورد توجه می باشد. هدف از این پایان نامه، تحلیل تنش – تغییر شکل و بررسی پایداری پوشش نهایی بتنی گالری های تزریق کارون 4 در زمان بهره برداری و آب گیری مخزن و با توجه به شرایط توزیع غیر متقارن فشارآب در اطراف گالری های تزریق می باشد. برای این منظور گالری تزریق lg2 از مجموع گالری های تزریق سد کارون 4 انتخاب شده است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از بخش تحلیل ترواش نرم افزار عددی flac 2d فشار آب عبوری از پرده آب بند در اطراف پوشش نهایی گالری lg2 اندازه گیری شد. در نهایت با توجه به اندرکنش توده سنگ و پوشش بتنی و اعمال فشار آب بر پوشش بتنی، نیروها وممان های ایجاد شده در پوشش بتنی با استفاده از نرم افزار عددی flac 2d اندازه گیری شده و بر اساس معیار های طراحی آیین نامه aci 318-02 تحلیل پایداری پوشش بتنی گالری انجام شد. برای انجام تحلیل های فوق مسیر گالری بر اساس کلاس توده سنگ و نفوذپذیری(با توجه به مقطع هم خورند سیمان مسیر گالری) به دو مقطع مختلف تقسیم شده است. کلمات کلیدی: 1- پرده آب بند 2- گالری تزریق 3- توزیع غیرمتقارن فشار آب 4- تحلیل پایداری پوشش بتنی

پروژه سد و نیروگاه رودبار لرستان بر روی سرشاخه های رودخانه رودبار و در فاصله حدود 100 کیلومتری جنوب شهرستان الیگودرز در استان لرستان، در دست احداث می باشد. سیستم آبگیر نیروگاه شامل تونل آب بر، تونل های پنستاک و شفت های ضربه گیر می باشد. هدف اصلی در این تحقیق، تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری موقّت، جهت پایدارسازی فضای محل انشعاب تونل های پنستاک از تونل آب بر ( bif )، با استفاده از سیستم های طبقه بندی مهندسی rmr، q و مدل سازی عددی می باشد. محل انشعاب تونل های پنستاک از تونل آب بر، در سازند دالان با لیتولوژی آهک، آهک دولومیتی و دولومیت خاکستری تا خاکستری تیره، واقع شده است. در این تحقیق در ابتدا با بررسی وضعیت زمین شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی محل، با استفاده از سیستم های طبقه بندی مهندسی rmr و q در توده سنگ محل انشعاب، مقادیر 33 – 26 = rmr و 5/0 – 09/0 = q، برای توده سنگ محل انشعاب تعیین شده است. بر اساس سیستم طبقه بندی مهندسی rmr، نگهداری موقت شامل پیچ سنگ به طول 4 تا 5 متر با فاصله داری 1 تا 5/1 متر به همراه لایه ای از شاتکریت به ضخامت 10 تا 15 سانتی متر همراه با مش بندی، پیشنهاد شد. همچنین بر اساس سیستم طبقه بندی مهندسی q، سیستم نگهداری موقت شامل یک لایه شاتکریت مسلح فیبری به ضخامت 25 سانتی متر و شبکه پیچ سنگ منظم ( m 3/1 × m 3/1 ) به طول تقریبی 6 متر، پیشنهاد گردید. در ادامه بر اساس تجزیه و تحلیل و پردازش نتایج حاصل از آزمایش های آزمایشگاهی و برجای انجام شده در ساختگاه سد، روابط تجربی موجود و اعمال قضاوت مهندسی، پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ محل انشعاب تعیین شد. با توجه به ضعیف بودن توده سنگ محل انشعاب، محیط سنگی محل انشعاب به صورت محیط پیوسته در نظر گرفته شد و با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی تعیین شده و نرم افزار flac3d ، مدل سازی شد. با استفاده از مقادیر تعیین شده چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی توده سنگ محل انشعاب و روش کاهش تنش در نرم افزار flac3d، و به کارگیری الگوی حفاری پیشنهادی، میزان گام پیشروی برابر با 8/0 متر تعیین گردید. با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی عددی، سیستم نگهداری موقت مناسب شامل یک لایه شاتکریت به ضخامت 20 سانتی متر و شبکه پیچ سنگ ( m 1 × m 1 ) 30 با طول 6 متر پیشنهاد شد.

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.

به منظور مدلسازی epb با روش المان مجزا، با استفاده از تکنیک آنالیز برگشتی تست برش پارامترهای میکرومکانیکی خاک تعیین شده است. سپس نیروی فشار جبهه کار، تراست و گشتاور حاصله از مدلسازی با مقدار واقعی مقایسه شده است. سپس پارامترهای موثر بر سیستم محرکه ماشین مورد بررسی قرار گرفته است.

پروژه معدن مس چهل کوره در 110 کیلومتری شمال غربی شهر زاهدان در دست اجرا می باشد. به دلیل عمیق بودن بخش اعظم توده معدنی در این کانسار، روش معدنکاری زیرزمینی برای استخراج آن انتخاب گردیده است. در این تحقیق ابتدا پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ با استفاده ازآزمایش های برجا و فرمول های تجربی به دست آورده شد. سپس با در نظرگرفتن شکل ذخیره ماده معدنی و شرایط مقاومتی توده سنگی که قرار است کارگاه استخراج درآن ایجاد شود، روش استخراج بدون ستون مناسب ترین روش برای استخراج این کانسار در نظرگرفته شد، سپس به این دلیل که توده سنگ محدوده مورد نظر خرد شده است و حالت شبه پیوسته دارد، تحلیل ابعاد هندسی کارگاه آن توسط نرم افزار flac3d انجام گرفت. در روش پیشنهاد شده یک ستون استوانه ای به ارتفاع 8/3 متر در بالای کارگاه قرار دارد؛ که برای ایمنی سقف کارگاه و اتاق ماشین چالزنی، پایداری آن داری حساسیت بالایی است. پنج قطر (3، 2/3، 4/3، 6/3 و 8/3 متر) برای این ستون به دو روش ارتفاع بحرانی (پارامتر نشست در سطح زمین) و بررسی زون پلاستیک ایجاد شده در اطراف ستون مورد بررسی قرار گرفت؛ که در حالت ارتفاع بحرانی از پنج قطر مورد نظر فقط ستون با قطر 3 متر دارای ارتفاع فوق بحرانی بود، سپس سه قطر دیگر با بررسی زون پلاستیک ایجاد شده در اطراف ستون مورد تحلیل قرار گرفتند و در اطراف ستون با قطر 8/3 متر زون پلاستیک ایجاد نشد، با استفاده از روش کاهش مقاومت، ضریب ایمنی نیز برای این ستون 11/1 به دست آمد. در ادامه به دلیل محدودیت های کاربرد روش ذکر شده در ایران، روش میامی به عنوان روش قابل کاربرد در کانسار مس چهل کوره تشریح شد و ابعاد مناسب کارگاه و ستون ها توسط نرم افزار ذکر شده مشخص شد. در این روش در هر کارگاه قبل از بازیابی ستون ها سه دهانه و دو ستون وجود دارد؛ که عرض این ستون ها در سه حالت 5، 6 و 8 متر از لحاظ پایداری مورد بررسی قرار گرفت و فقط در اطراف ستون دارای عرض 8 متر زون پلاستیک ایجاد نشد، با استفاده از روش کاهش مقاومت، ضریب ایمنی نیز برای این ستون 58/1 به دست آمد. در این تحقیق برای تعیین ایمنی بازیابی ستون ها در روش میامی از نشان دهنده pr-risk (خطر بازیابی ستون) استفاده شد و مقدار عددی این نشان دهنده 3/53 محاسبه شد. این مقدار با توجه به طبقه بندی pr-risk در طبقه دوم قرار می گیرد؛ در این طبقه، بازیابی ستون تقریبا ایمن می باشد و اندکی ابزار کنترلی لازم است. کلمات کلیدی: 1- کانسار مس چهل کوره 2- روش استخراج بدون ستون 3- روش استخراج میامی 4- زون پلاستیک 5- خطر بازیابی ستون

با گسترش ساخت وسازهای شهری، چالش های جدیدی برای گود برداری و پایدارسازی در گود برداری های عمیق مطرح شده اند. یکی از عوامل موثر در طراحی ایمن و اقتصادی سازه های نگهبان،پدیده قوس شدگی خاک است. با در نظر گرفتن این پدیده می توان هزینه های ساخت سازه ی نگهبان راکاهش داد. درگام اول به منظور بررسی پارامترهای موثر در قوس شدگی خاک در سازه های نگهبان مرکب از شمع های فولادی از نوع و مهارهای فولادی، از نرم افزار جهت مدلسازی عددی سه بعدی استفاده شده است. برای مقایسه بهتر نتایج، شرایط بارگذاری خارجی و مشخصات فنی المان های سازه ای یکسان فرض شده است. برای تعیین محدوده پارامترهای موثر در خاک های ریزدانه(cl-ml) تا درشت دانه (sc-sm) ، از مشخصات خاک ایستگاه های تا خط 2 قطار شهری مشهد، با مدل رفتاری خاک سخت شونده (hs) استفاده شد. مدلسازی با فاصله افقی و قائم 2 متر آغاز شده و تا فاصله ی 4 متر افزایش یافت. سپس به ارتباط بین ضریب ایمنی و قوس شدگی پرداخته شد. به منظور ارائه یک مدل پیش بینی، 5 پارامتر زاویه اصطکاک داخلی خاک، چسبندگی، وزن مخصوص خاک، فاصله بین میل مهارها و مدول الاستیک باتوجه مطالعات انجام شده انتخاب شد وبه جز پارامتر اخیر بقیه پارامترها برای استفاده در آنالیز رگرسیون چندگانه و مدلسازی توسط شبکه عصبی مصنوعی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بهترین مدل رگرسیونی که می توان ارائه داد، همبستگی بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده برابر94% است. همچنین ضریب همبستگی 99% بدست آمده از شبکه عصبی نشان داد که شبکه ی عصبی ابزار قدرتمندتری در شناخت روابط بین متغیرها و پیش بینی ضریب ایمنی است.

پروژه های تونل سازی به دلیل عدم شناخت کافی از محیط پیرامونی، گستردگی، پیچیدگی و تنوع فعالیت ها در حین طراحی، اجرا و حتی بهره برداری با عوامل خطر زا و عدم قطعیت فراوانی مواجه هستند. در این راستا از مطالعات ژئوتکنیکی خط 2 متروی تبریز به منظور ارزیابی نشست ناشی از افت تراز آب زیرزمینی بهره گرفته شده است. یکی از چالش های موجود در مسیر حفر تونل قطعه شرقی- غربی خط 2 متروی تبریز بالا بودن تراز آب زیرزمینی و نفوذ پذیری بالای خاک در محل حفر تونل است. بدین منظور، لازم است میزان نشست سطح زمین با توجه به پایین انداختن تراز آب زیرزمینی و میزان جابجایی های تونل مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان نامه تاثیر تراز آب زیرزمینی بر میزان نشست سطح زمین و پایداری تونل در ترازهای مختلف نسبت به تراز تونل و با در نظر گرفتن مشخصات زمین به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار پلکسیس (plaxis 3d) مطالعه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده با تراوش آب زیرزمینی به داخل تونل و کاهش تراز آب زیرزمینی، نشست در سطح زمین افزایش می یابد. به طوری که مقدار نشست در سطح تراز اولیه حدود 10 میلیمتر است اما با کاهش تراز آب زیرزمینی در کف تونل مقدار نشست به 16 میلیمتر در سطح زمین می رسد. با کاهش سطح تراز آب زیرزمینی از تراز مبداء فشار جبهه کار به شدت کاهش پیدا می کند. همینطور برای کنترل نشست در حفاری مکانیزه مقدار فشار جبهه کار و فشار تزریق بهینه شده است. کلمات کلیدی: نشست، افت تراز آب زیرزمینی، پلکسیس، فشار جبهه کار، فشار تزریق.

در این پروژه سعی شده است پارامترهای ژئوتکنیکی توده سنگ معدنی گوشفیل بررسی گردد. بدون توجه به رفتار سنگ طراحی فضاهای زیر زمینی امکان پذیر نخواهد بود و مشخصات توده سنگ عامل بسیار مهمی در طراحی نگهداری زیرزمینی خواهد بود . نوع سنگ و مشخصات توده سنگ در انتخاب روش استخراج و همچنین روشهای حفاری نیز تاثیر بسزایی دارد از آنجا که بدون مکانیک سنگ و ژئوتکنیک طراحی فضاهای زیر زمینی امکان پذیر نمی باشد این تحقیق به اهمیت نقش این دو عامل پرداخته و با بررسیهای ناحیه ای و آزمایشگاهی به عمل آمده توده سنگ معدن گوشفیل طبقه بندی شده است. با استفاده ار طبقه بندی مهندسی روشهای نگهداری برای فضاهای مختلف زیر زمینی پیش بینی شده است و با توجه به شکل کانسار ، شیب کانسار، عیار، ضخامت و دیگر پارامترهای مهم در طراحی ، روش استخراج پیشنهاد گردیده است و روش پیشنهادی با توجه به پارامترهای ژئوتکنیکی توده سنگ طراحی فضاهای زیرزمینی انجام گرفته توزیع تنشها با توجه به شکل معدن مورد بررسی قرار گرفته و ابعاد فضای زیر زمینی مورد مطالعه قرار گرفته است.

بیش از چهار دهه است که اهمیت بهینه سازی عمیات حفاری به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است . به همین منظور ارائه مدلی که بتواند سرعت حفاری را با توجه با پارامترهای موثر بر آن تخمین بزند حائز اهمیت است . کاربرد این مدل در پیش بینی هزینه های عملیات حفاری و تعیین بار و دور بهینه مته می باشد. به همین دلیل در این مطالعه ضمن بررسی پارامترهای مربوط به حفاری چاه نفت ، برای نخسیتین بار مدلی جهت برآورد سرعت حفاری در میادین نفتی ایران ارائه گردید. با توجه به کافی نبودن اطلاعات راجع به خصوصیات فیزیکی یا مکانیکی سنگ به ناچار از مدل بر اساس نوع سازند های موجود در منطقه ارائه گردیده و تغییرات در نوع سنگها به این ترتیب تفکیک و محدود شده است. با توجه به تعداد زیاد عوامل موثر بر سرعت حفاری جهت انجام مدلسازی از روش بررسی آماری یا رگرسیون چند متغیره استفاده نمودیم . عوامل موثری که در مدلها استفاده شده عبارت است از : عمق ، بار روی مته، دور مته، وزن مخصوص گل ، گرانروی گل و وضعیت دندانه های مته. برای مدلسازی از اطلاعات جداول مته 50 حلقه چاه که به صورت تصادفی از سراسر میدان نفتی اهواز انتخاب شدند استفاده گردید که با توجه به تعداد و نوع اطلاعات مدلهایی برای پیش بینی سرعت حفاری در سازندهای آغاجاری ، گچساران7 ، آسماری و سروک ارائه شد. در بین مدلهای ارائه شده مدل آغاجاری با ضریب تبیین تصحیح شده 7/85 درصد بهترین تطبیق بین سرعت حفاری پیش بینی شده و واقعی را نشان می دهد. مدل گچساران 7 ، آسماری و سروک نیز به ترتیب با ضرایب تبیین 2/77 ، 3/73 ، 2/67 درصد از قابلیت کمتری نسب به مدل آغاجاری برخوردارند. دراین پایان نامه منابع کسب داده ها پارامترهای موثر در حفاری روشهای استفاده شده در گزینش داده ها و حذف داده ها ی نامناسب روشهای تحلیلی و بررسیهای آماری نرم افزار استفاده شده و نتیجه بررسیهای آماری و مدلهای حاصله ارائه گردیده است.