برای تحلیل، طراحی و پیش¬بینی عملکرد سازه¬هایی که در داخل و یا بر روی توده¬سنگ¬ها ساخته می¬شوند، نیازمند درک صحیح ویژگی¬های ژئومکانیکی توده سنگ¬ از قبیل مقاومت، تغییرشکل¬پذیری، چسپندگی و زاویه اصطکاک داخلی هستیم. در این تحقیق ابتدا با توجه به وجود دسته درزه¬های متعدد در ساختگاه مخزن بالادست نیروگاه تلمبه¬ذخیره¬ای سد آزاد و همچنین هندسه شیب نواحی مختلف شیروانی، انواع شکست های احتمالی در مخزن تشخیص داده شده است. سپس داده¬های ابزار دقیق موجود در ناحیه شمال شرق مخزن (ناحیه گسله با طولی درحدود 400 متر) مورد بررسی قرار گرفته و نیز با بهره¬گیری از تکنیک تحلیل برگشتی و با استفاده از نرم افزار flac 2d، پارامترهای ژئومکانیکی توده¬سنگ از قبیل مدول تغییرشکل، چسپندگی و زاویه اصطکاک داخلی تعیین گردیدکه به ترتیب مقادیر حاصل از آن¬ها 1 گیگاپاسگال، 127 کیلوپاسکال و 35 درجه تعیین گردید. از پارامترهای مقاومتی که با انجام تحلیل برگشتی بدست آمده¬اند، می توان به عنوان پارامترهای ورودی جهت تحلیل پایداری، طراحی بهینه سیستم نگهداری، تعیین ایمنی سیستم نگهداری و غیره استفاده کرد. در مرحله بعد، از روش تحلیلی جهت ارزیابی خطر لرزه خیزی منطقه استفاده شده است که با توجه به تحلیل صورت گرفته گسل کرگینه با بزرگی 7/3 در مقیاس ریشتر به عنوان خطر ناک¬ترین گسل موجود در محدوده مورد مطالعه شناخته شد. در نهایت با تحلیل دینامیکی مخزن مذکور، جابه¬جایی-ها و کرنش¬های ایجاد شده در نقاط مختلف شیروانی در اثر وقوع زلزله محتمل مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی نشان می¬دهد که در قسمت شمال شرقی مخزن بالادست (زون گسله، که بحرانی ترین زون در محدوده مخزن می¬باشد) جابجایی افقی در راستای عمود بر سینه کار شیروانی در نقاط بحرانی از جمله پله دوم به 20 سانتی¬متر و جابجایی در راستای قائم به 5 سانتی¬متر می¬رسد و نیز با بررسی نمودار حاصل از کرنش برشی در برخی نقاط از جمله پله دوم، مقدار کرنش 0/06 را داریم، که با توجه به این نتایج در برخی از نقاط مخزن، ناپایداری خواهیم داشت.