چکیده در این تحقیق چهار نمونه خاک از چاهی حفر شده در سایت ژئوفیزیک دانشگاه یزد در درون دستگاه ادئومتر استاندارد آزمایش تحکیم، سازگار شده برای اندازه گیری همزمان مقاومت ویژه الکتریکی قرار گرفتند. در حین ثبت نشست خاک، تغییرات مقاومت ویژه نیز ثبت گردید. کلیه آزمایشات تحکیم و مقاومت ویژه الکتریکی در حالت اشباع کامل خاک صورت پذیرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که مقاومت ویژه الکتریکی به حالت فیزیکی خاک وابسته است. دلیل مقادیر مقاومت ویژه پایین نمونه های خاک وجود نمک در خاک است که باعث تغییرات 50 درصدی مقاومت ویژه الکتریکی در طول آزمایش تحکیم می باشد. بطور کلی در طول زمان تحکیم، مقاومت ویژه الکتریکی افزایش می یابد. منحنی های لگاریتمی کامل تخلخل- مقاومت ویژه الکتریکی وجود دو خط با شیبهای متفاوت را نشان می دهد. شیب خط مربوط به مرحله ابتدای فرایند تحکیم، کمتر می باشد. بطور کلی شباهت رفتاری مقاومت ویژه و تحکیم خاک، پتانسیل روش مقاومت ویژه الکتریکی را برای بررسی های طولانی مدت و بر جای تحکیم خاک نشان می دهد.

برداشت های ژئوفیزیکی به روش های توموگرافی مقاومت ویژه ی الکتریکی، پلاریزاسیون القایی ( ip) و پلاریزاسیون القایی طیفی ( sip) بر روی دو پروفیل در داخل یکی از تونل هایی که در سازند رسی حفر شده است، انجام شده است. یکی از پروفیل ها خطی در کف تونل و دیگری بر روی کف و دیواره ی تونل (پروفیل کمانی شکل) برداشت شده است. ما در این پژوهش به تفسیر داده های به دست آمده بر روی این دو پروفیل می پردازیم. هدف از این برداشت ها، شناسایی زون آسیب دیده در اثر حفاری (edz) و احتمالا تغییرات لیتولوژیکی نزدیک پروفیل ها می باشد. نتایج را با درزوشکاف های خالی و پر شده ی موجود مقایسه می نماییم و نهایتا توانایی این روش ها را در شناسایی وتفکیک منطقه ی edz بررسی می نماییم. با توجه به نتایج حاصل از توموگرافی الکتریکی بر روی پروفیل خطی و کمانی، مشاهده می شود که ضخامت زون edz کمتر از 50 سانتی متر است. هم چنین نتایج حاصل از توموگرافی الکتریکی در ماه های مختلف (ژوئن و فوریه)، نشان می دهند که، مقادیر مقاومت ویژه در هوای سرد (فوریه) به دلیل کاهش رطوبت داخل تونل بالاتر از هوای گرم (ژوئن) است، در نتیجه ضخامت زون edz در زمستان بیشتر از تابستان است. به عبارت دیگر، تغییرات محتوی آب و به تبع آن تغییرات مقاومت ویژه نیز به صورت تابعی از تغییرات فصلی مطرح شده است. در هوای گرم (ژوئن) محتوی آب بیشتر و درنتیجه مقاومت ویژه کمتر می شود، ولی در هوای سرد (فوریه) محتوی آب کمتر و در نتیجه مقاومت ویژه بیشتر می شود. از نظر متدولوژی، نرم افزارهای متعددی برای تفسیر اندازه گیری های ژئوفیزیکی بر روی پروفیل خطی وجود دارد، ولی برای پروفیل های انحنادار نرم افزاری موجود نمی باشد. در این مسیر به توسعه ی یک مدل دوبعدی در تونل های با مقاطع مختلف (نعل اسبی، دایره ای وغیره) برای برداشت های توموگرافی مقاومت ویژه ی الکتریکی پرداختیم. این مدل دو بعدی با استفاده از روش المان های محدود در نرم افزار کمسول اسکریپت توسعه داده شد. نتایج نشان می دهند که عمق بررسی به شعاع گالری بستگی دارد و ماکزیمم عمق بررسی برابر شعاع آن گالری است.

چکیده در کلان شهرها نیاز روز افزون برای استفاده از امکانات حمل و نقل همگانی، همانند مترو، منطقی به نظر می رسد. علی رغم پندار قدیمی و کلی که در مورد ایمن بودن سازه های زیرزمینی در هنگام زلزله وجود دارد، در سال های اخیر بر اثر زلزله های به وقوع پیوسته، خطوط مترو در نواحی مختلف جهان، دچار خرابی های شدیدی شده اند. بنابراین طراحی دینامیکی این سازه ها هم مانند طراحی استاتیکی آن ها، ضروری به نظر می رسد. با توجه به این که کشور ایران بر روی کمربند لرزه خیزی قرار دارد، هر چند سال، یک زمین لرزه مهم در کشور اتفاق می افتد. بنابراین منطقی به نظر می رسد که طراحی دینامیکی سازه های عمومی و همگانی در کشور، همانند طراحی استاتیکی مورد توجه قرار بگیرد. با توجه به شواهد تاریخی و زمین شناسی، چون در چند سال اخیر در شهر تهران، زمین لرزه ای اتفاق نیافتاده است، بنابراین در صورت وقوع، با توجه به اینکه انرژِی در مدت این چند سال در سنگ ها ذخیره شده اند، زمین لرزه ای با بزرگای زیادی اتفاق خواهد افتاد. بنابراین نیاز به طراحی لرزه ای خطوط مترو با توجه موارد ذکر شده و استفاده همگانی آن ها، الزامی است. در این تحقیق با استفاده از روش های عددی تفاضل محدود و المان محدود و نرم افزارهای flac3d وplaxis به مطالعه تحلیل دینامیکی خط هفت متروی تهران، با شتاب های مختلف لرزه ای پرداخته شده‍‍‍‍‍‍‍‍‍است. زمین ‍‍‍‍لررزه ای که مبنای طراحی قرار گرفته است، زمین لرزه روبار-منجیل می باشد. مدل در معرض چهار شتاب لرزه ای g5/0، g6/0 ، g7/0 و g8/0 قرار داده شده است. با توجه به نتایج، و مشخصات لاینینگ بتن، لاینینگ درمقابل نیروی محوری و گشتاور خمشی ایجاد شده در هر چهار حالت لرزه ای پایدار خواهد ماند و ضریب اطمینان قابل قبولی دارد.

بررسی دقیق پایداری شیب های سنگی در برابر زلزله از پیچیده ترین مسائل در حوزه پایداری سازه های سنگی است. در حال حاضر، علت این پیچیدگی این است که مجموعه معلومات و روابط بین آن ها در تحلیل این مسأله بسیار متنوع می باشد، بنابراین روش های موجود بررسی پایداری لرزه ای شیب های سنگی، مانند روش شبه استاتیکی و تجربی شامل فرض های ساده کننده بسیاری هستند. پیشرفت های اخیر در هر دو زمینه سخت افزار و نرم افزار بسیاری از مشکلات موجود در تحلیل دینامیکی شیب های سنگی از قبیل رفتار سه بعدی و رفتار غیر خطی مصالح را حل نموده است. در مطالعات پیش رو، سعی شده است با استفاده از نرم افزار دوبعدی udec (نسخه 4) و سه بعدی 3dec (نسخه 2)، تحلیل دینامیکی- لرزه ای بلوک های تکتونیکی 1و 2 معدن چغارت، واقع در شهرستان بافق، انجام شده است. لازم به ذکر است، بلوک های معدن چغارت توسط گسل هایی از یکدیگر مجزا می شوند و دارای ویژگی های متفاوتی از لحاظ جنس و ساختار می باشند. این تحلیل با در نظر گرفتن زمین لرزه ای به بزرگی 4/6 ریشتر، که در سال 1383 در شهرستان بافق رخ داده، انجام گرفته است. نرم افزار های فوق جهت انجام آنالیزهای دینامیکی از روش غیر خطی و المان های گسسته، استفاده می نمایند. قبل از تحلیل دینامیکی منطقه مورد نظر، ابتدا باید به تحلیل استاتیکی منطقه در دو بعد و سه بعد پرداخته و پس از آن با در نظر گرفتن پارامترها و ملاحظات دینامیکی، تحلیل دینامیکی انجام شود. از جمله این ملاحظات می توان به میرایی دینامیکی، شرایط مرزی و ابعاد شبکه بندی اشاره نمود. نتایج این مطالعه به دو قسمت تقسیم بندی می گردد؛ نتایج تحلیل های استاتیکی و دینامیکی در حالت های دو بعدی و سه بعدی به صورت مجزا و مقایسه نتایج این تحلیل ها برای حالت های دوبعدی و سه بعدی. نتیجه حاصل از قسمت اول نشان می دهد که به طور کلی احتمال شکست برای هر دو بلوک بر روی درزه هایی در نزدیکی پله ها وجود داشته که برای بلوک 1 ریزش گوه ای و برای بلوک 2 ریزش صفحه ای پیش بینی شده است. در حالت دوبعدی بلوک 1 در هر دو تحلیل استاتیکی و دینامیکی ناپایدار و بلوک 2 در تحلیل استاتیکی پایدار و در تحلیل دینامیکی ناپایدار بوده است. برای حالت سه بعدی، بلوک 1 در حالت استاتیکی پایدار و در حالت دینامیکی ناپایدار است و بلوک 2 در هر دو تحلیل استاتیکی و دینامیکی پایدار می باشد. قسمت دوم نتیجه بدست آمده نشان می دهد، ضریب ایمنی بدست آمده برای تمامی تحلیل ها، که به دلیل اعمال بار اضافی زلزله می باشد، در حالت دینامیکی کمتر از حالت استاتیکی است. همچنین به دلیل قفل شدگی مدل در راستای سوم در تحلیل سه بعدی، ضریب ایمنی حاصل از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی به صورت مجزا در حالت سه بعدی بیشتر از حالت دو بعدی می باشد.

مسئله اصلی در این پروژه، تعیین سطح بحرانی ریزش دیواره‏های سنگی درزه‏دار می باشد. این مسئله به عنوان یکی از مهم‏ترین دغدغه‏های مهندسین ژئوتکنیک در تحلیل پایداری شیروانی ها قرار دارد. به‏طور کلی روش‏های تحلیل پایداری شیب‏های سنگی، شامل دو روش استاتیکی و دینامیکی است که با توجه به به سادگی و سرعت اجرای روش‏های استاتیکی هنوز کاربردی و قابل توسعه اند و معمولا بر اساس تحلیل تعادل حدی قرار گرفته‏اند. امروزه کدهای تحلیل عددی پایداری توده سنگ‏های درزه‏دار تنها حرکت بلوک بر سطوح موجود ناپیوستگی‏ها را مورد توجه قرار می‏دهند و امکان ایجاد شکست و ناپیوستگی جدید در نقاطی که دارای تمرکز تنش بالا و یا دارای حالت پلاستیک است را ندارند. لذا شناخت انتشار ترک و عوامل موثر بر آن در توده سنگ‏های درزه‏دار بعنوان هدف اول و تهیه الگوریتم و کدی که بتواند به صورت هوشمند موقعیت‏هایی که در واقع در توده سنگ می شکنند را تشخیص و امکان تحلیل مکانیکی آنرا بوجود آورد هدف دوم این تحقیق می باشد. برای رسیدن به اهداف این پروژه، از تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی ترک با در نظر گرفتن میدان تنش در دامنه مسئله با استفاده از نرم‏افزار udec، انتخاب معیار شکست مناسب و تبیین فرآیند رشد ترک با روش ناپیوستگی جابجایی برای آنالیز رشد ترک در محیط درزه‏دار توده‏سنگ استفاده می‏شود. روش ناپیوستگی جابجایی سه‏گرهی در محیط نرم‏افزاری mathematica برنامه‏نویسی شده و با نتایج حاصل از تحقیقات در زمینه مدلسازی رشد ترک در سنگ، اعتبارسنجی شده است. در نهایت با توجه به کاربرد معیار شکست حداکثر تنش مماسی، نتیجه حاصل از این برنامه، پیش‏بینی امکان رشد ترک، تعیین زاویه شروع رشد ترک، تعیین توزیع تنش‏ها روی مرزها و هر نقطه دلخواه در محیط مسئله خواهد بود. پس از برخورد ترک‏ها و تشکیل بلوک‏های سنگی در شیب‏سنگ به دلیل قفل‏شدگی بلوک‏ها در نرم‏افزار uedc، امکان تحلیل حرکت بلوک‏های و تعیین سطح بحرانی ریزش وجود ندارد. همچنین در برنامه روش گروه‏های کلیدی به دلیل عدم امکان تحلیل بلوک‏هایی با سطوح غیرمحدب و تشکیل گروه کلیدی ریزشی، سطح بحرانی ریزش مشخص نشد. در نهایت، بلوک‏هایی که با سطح آزاد در تماس هستند و از نظر هندسی پتانسیل حرکت را دارند، مشخص شده و موقعیت سطح ریزش احتمالی بدست می‏آید.

روش ucg (گاززایی درجا از زغالسنگ در زیر زمین) در چند سال اخیر مجددا مورد توجه قرار گرفته است. این روش هنوز در کشور ما اجرا نشده و شناخت دقیق و کاملی از آن وجود ندارد. در این پایان نامه سعی شده ضمن معرفی و ارائه تاریخچه ucg روشهای مختلف در اجرای آن نیز به اختصار تشریح شود. در ادامه با انتخاب یک ناحیه (ناحیه زغالی تخت) به عنوان مورد مطالعاتی به تحلیل پایداری فضاهای استخراجی بین چاه های تولید و تزریق پرداخته شده تا در نهایت بتوان به فاصله نهایی بین چاه های تولید و تزریق دست یافت. با مطالعات انجام شده در ناحیه زغالی تخت (وابسته به شرکت زغالسنگ البرز شرقی) این نتیجه حاصل شد که این ناحیه جهت اجرای روش ucg ، منطقه ای مناسب و مستعد می باشد. بدین منظور یک طراحی مقدماتی جهت بهره برداری از لایه های زغالی به روش ucg در این ناحیه انجام شد. اما مهمترین فاکتور در طراحی ucg، تعیین فاصله بین چاه های تولید و تزریق می باشد. هرچه این فاصله بیشتر باشد هزینه های حفاری که بخش عمده ای از سایر هزینه ها را شامل می شود، کاهش می یابد بنا بر این بعد از طراحی مقدماتی، یک فاصله اولیه بین چاه های تولید و تزریق در نظر گرفته شده است، در مرحله بعد بررسی شده است که آیا این فاصله انتخاب شده فاصله ای مناسب و بهینه می باشد یا نه. بدین منظور در ادامه کار، بعد از مدلسازی فضاهای استخراجی با استفاده از نرم افزار flac3d ، به تحلیل پایداری حفره ایجاد شده در فاصله اولیه انتخاب شده پرداخته شده است. اگر در این فاصله حفره ایجاد شده پایدار بماند، فاصله مذکور را افزایش داده و در صورتی که ناپایدار شود، فاصله فوق را کاهش داده و در هر دو حالت مجددا پایداری آن بررسی می شود تا در نهایت به حد اکثر فاصله ای که در آن، حفره ایجاد شده بین چاه های تزریق و تولید پایدار می ماند (فاصله بهینه) دست یافت، که در واقع هدف اصلی در این پایان نامه می باشد.

شکست ناگهانی و غیرمنتظره بعضی از سازه های مهندسی از جمله فضاهای زیرزمینی، خسارات مالی و جانبی فراوانی را داشته است که به دلیل کاربرد فراوان از این سازه ها در سال های اخیر در راه، راه آهن، مترو، سازه های هیدرولیکی و برقابی، ذخیره سازی و ... ، بررسی پایداری این فضا ها، مسئله ای مهم است. انواع شکست در سازه ها شامل شکست نرم و ترد می باشد. که شکست ترد پایه علم مکانیک شکست را تشکیل می دهد. با اینکه سنگ ها موادی ناهمگن، ناهمسانگرد و دارای ناپیوستگی های مختلفی هستند، برای سادگی تحلیل آنها، از مکانیک شکست الاستیک خطی استفاده شده است که این ساده سازی از دقت تحلیل می کاهد. تا کنون در سقف، دیواره و کف سازه های زیرزمینی و همچنین در سیستم نگهداری آنها شکست های فراوانی مشاهده شده است که در صورت استفاده از تئوری مکانیک شکست در بررسی این شکست ها، می توان از خسارات پدید آمده کاست. این پژوهش با هدف بررسی و مدل سازی شبه استاتیکی انتشار ترک در اطراف تونل های دایره ای انجام شده است و برای این منظور با بیان مفاهیم کلی تئوری مکانیک شکست، مکانیک شکست الاستیک خطی و معیارهای انتشار ترک، مبانی روش المان مرزی برای حل مسائل شکست بررسی شده است. در ادامه 45 تونل دایره ای با هندسه یکسان در شرایط مختلف عمق حفاری، ویژگی های مقاومتی سنگ اطراف و نسبت تنش افقی به قائم، در نظر گرفته شده و با انجام مدل سازی شبه استاتیکی، مسئله انتشار ترک در اطراف آن با روش ناپیوستگی- جابجایی و المان های مرتبه دوم حل شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین انتشار ترک در سنگ های کم مقاومت و توزیع تنش تک محوری قائم و تنش تکتونیکی شدید رخ می دهد. همچنین پایدارترین حالت در شرایط توزیع تنش همه جانبه به دست آمد.

چکیده : یکی از مشکلات در تونل سازی و حفر سازه های زیرزمینی وجود زمین های مسأله دار مانند زمین های آماس پذیر است. منظور از زمین های آماس پذیر، خاک و سنگ های سست و شکل پذیری است که با دارا بودن شرایط و استعداد تورم، وضعیت تنش در منطقه را به هم می زنند و مسائل و مشکلات بزرگی را در امر تونل سازی ایجاد می نماید. آماس کف تونل یکی از پدیده های عادی در تونل سازی در زمین های آماسی به ویژه سنگ های سست رسوبی است. تونل های ساخته شده در این نوع زمین ها در اثر فشار تورمی که به سیستم نگهداری وارد می شود، دچار خسارت های شدیدی می شوند. 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 c1 با ضخامت 2 متر می باشد که به روش جبهه کار طولانی پسرو در حال استخراج است. تونل باربری پانل شرقی شماره 2معدن پروده یک طبس (e2.m.g) دارای مقطع ذوزنقه ای با قاعده بزرگ 5/4 متر و ارتفاع 3 متر است که در حال حاضر دیواره و سقف آن با بولت فلزی و قاب فولادی 29v نگهداری می شود. هدف از انجام این پژوهش طراحی مجدد سیستم نگهداری برای مقابله با پدیده آماس کف در تونل مذکور است بدین منظور مقدار آماس کف و اثر پیشروی جبهه کار بر روی مقدار آماس کف با استفاده از نرم افزار flac 3d بررسی شد. نتایج نشان داد که مقدار آماس کف در نقاط شاهد بدون در نظر گرفتن اثر جبهه کار 45 سانتیمتر و زمانی که جبهه کار در فاصله 5 متری نقاط شاهد است به 145 سانتیمتر می رسد که این مقدار با آنچه در واقعیت رخ می دهد نزدیک است. نهایتاً با پیشنهاد سیستم نگهداری از نوع قاب فولادی 180 ipb همراه با حفر کف تونل به شکل قوسی با عمق 40 سانتیمتر و نصب 8 عدد بولت در کف، مقدار آماس کف در 5 متری جبهه کار به کمتر از 20 سانتیمتر کاهش یافت.

بررسی ها نشان داده است که علت بسیاری از شکست های ناگهانی در سازه ها و بلوک های سنگی که می تواند منجر به خسارات بزرگی شود، وجود انواع ترک و ریز ترک های اولیه بوده است. بررسی ترکهای اولیه به عنوان اصلی ترین عامل شکست در مقیاس میکروسکوپی می تواند به عنوان اولین راه کار در پروژه ها محسوب شود. تجربیات نشان داده است که در پیش بینی راستای گسترش ترک، علاوه بر ابعاد و راستای ترک و همچنین تنش اعمالی بر توده سنگ، وجود لایه بندی سنگی و تغییرات پارامترهای مکانیکی بین این دو لایه نیز تاثیر به سزایی در تعیین پارامتر موجود دارد. با توجه به خصوصیت های مکانیکی و وضعیت قرار گیری ترک اولیه در سنگ، تنش به وجود آمده در ترک می تواند همراه با رفتار های متفاوتی باشد. در این پایان نامه به شرح و بررسی اثرات لایه بندی و وجود دو محیط با مدول الاستیسیته متفاوت، بر روی ضرایب شدت تنش نوک ترک و همچنین پیش بینی مسیر انتشار ترک تحت این شرایط پرداخته خواهد شد. در این تحقیق با تغییر پارامترهای مقاومتی محیط تحت تنش، فرآیند اندازه گیری تنش های به وجود آمده در ترک اولیه در محیط های چند لایه(محیط نرم و سخت) مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش المان محدود، یکی از روش های عددی متداول برای تحلیل انواع سازه ها تحت شرایط تنش می باشد. نرم افزار المان محدود abaqus یکی از قدرتمند ترین نرم افزارهای المان محدود در زمینه ی گسترده ای از مدلسازی های تحت تنش می باشد. و مدل سازی های مربوط به این پایان نامه به وسیله این نرم افزار انجام گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده و مدلسازی های انجام گرفته، می توان به مقادیر فاکتور شدت تنش کششی و برشی در نوک ترک دست پیدا کرد. و مهم تر از آن، تاثیر محیط های ناهمگن و لایه ای را بر روی دو پارامتر k_i و k_ii در نوک ترک را مشاهده، و تحت نسبت های مدولی متفاوت در دو محیط، تغییرات این دو پارامتر را بررسی و طبق آن شرایط گسترش ترک را پیش بینی و تحلیل نمود. جدا از وضعیت های خاص قرار گیری ترک در نمونه اولیه، مقادیر فاکتورهای شدت تنش بیانگر این است که هنگامی که نوک ترک در محیط های با مدول الاستیسیته پایین تر باشد، این فاکتورهای شدت تنش مقادیر بیشتر و بحرانی تری خواهند داشت.

ناپیوستگی های دارای جهت داری مخالف با جهت شیب دیواره های معادن سطحی، دارای قابلیت ریزش واژگونی هستند. مدل سازی احتمالاتی شیروانی ها که با هدف افزایش امکان قضاوت مهندسی و اعمال عدم قطعیت پارامترهای ورودی انجام می گیرد، شامل یک مدل احتمالاتی هندسی و یک مدل احتمالاتی مکانیکی است. در این پژوهش، مدل سازی احتمالاتی ریزش واژگونی دیواره شمالی معدن سنگ آهن چغارت که در ?? کیلومتری شمال شرقی شهرستان بافق استان یزد واقع شده، مدنظر می باشد. بدین منظور، بر پایه مدل های شبکه شکستگی تصادفی، با استفاده از نرم افزار مدل سازی هندسی ناپیوستگی ها تحت عنوان 3dgm، تعداد 38 مدل دو بعدی تهیه و بر اساس میانگین پارامترهای مکانیکی، در نرم افزار udec مورد تحلیل قرار گرفت. سپس جهت بررسی ابهامات ژئومکانیکی، با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، بر روی یکی از مدل های هندسی که به ریزش واژگونی نزدیک تر است، تعداد 38 مدل مکانیکی سوار و توسط نرم افزار udec مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحلیل حاکی از پتانسیل بالای ریزش هستند. همچنین احتمال وقوع ریزش در راستای ارتفاع دیواره بالا است.

فرآیند شکست هیدرولیکی یکی از متداولترین و پرکاربردترین روشهای مرسوم در انگیزش مصنوعی چاه های نفتی است. در این روش با ایجاد یک شکستگی مصنوعی که از دیواره چاه شروع شده و به سمت مخزن گسترش می یابد عملاً یک مسیر با نفوذپذیری بالا برای انتقال سیال مخزن به درون چاه در مخازن با نفوذپذیری کم ایجاد می گردد. یکی از روش های مطالعه این فرایند، استفاده از مدل سازی های عددی برای پیش بینی مسیر و هندسه شکاف ایجاد شده و در نتیجه بررسی تغییرات آن با توجه به تغییر شرایط محیط دربرگیرنده (خصوصیات سازند و تنش های موجود در منطقه) می باشد. روش ناپیوستگی-جابجایی که یکی از زیر مجموعه های روش المان مرزی است، به دلیل قابلیت ها و دقت مناسب آن به طور گسترده ای برای مدل سازی گسترش ترک مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور مطالعه گسترش شکست هیدرولیکی در مخازن نفتی، توسعه ترک هیدرولیکی تحت تنش های برجا و پارامترهای ژئومکانیکی متفاوت با استفاده از روش ناپیوستگی- جابجایی مدل سازی شده است و در نتیجه هندسه شکستگی و مسیر گسترش آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که گسترش ترک در فشارهای بالا بیشتر می شود و با افزایش فشار داخلی درون ترک، شکستگی تمایل دارد بیشتر در امتداد مسیر اولیه خود گسترش یابد، و با افزایش زاویه قرارگیری شکستگی نسبت به افق، میزان چرخش در شکستگی تا عمود شدن بر جهت تنش افقی حداقل، افزایش می یابد. همچنین با افزایش تنش های افقی برجا، شکستگی زودتر تغییر مسیر داده و بر تنش افقی حداقل عمود می گردد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند به منظور کنترل بهینه عملیات شکست هیدورلیکی با توجه به شرایط مخزن مورد استفاده قرار گیرد.

توده سنگی که در آن کار مهندسی انجام می گیرد همواره دربرگیرنده ناپیوستگی ها است. وقتی که در داخل توده سنگی که تحت تاثیر تنش های برجا قرار دارد، تونل و یا هر حفره زیرزمینی دیگر احداث شود، وضعیت تنش موثر بر سنگ ها در مجاورت این تونل، به هم می خورد و توزیع جدیدی می یابد. تنش در برخی نقاط در اطراف این حفریات زیرزمینی نسبت به حالت اولیه خود افزایش یا کاهش و یا تغییر علامت می یابد. میزان این تغییرات می تواند تحت تاثیر ناپیوستگی ها و درزه های سنگ قرار گیرد. این پژوهش با هدف بررسی و مدل سازی اثر درزه ها بر توزیع تنش، اطراف تونل های دایره ای انجام شده است و برای این منظور با بیان مفاهیم کلی توزیع تنش، مدل های رفتاری توده سنگ، مدل های رفتاری درزه و مبانی روش المان مرزی برای تحلیل تنش بررسی شده است. برای مدلسازی فوق الگوریتمی با استفاده از معیار شکست موهر- کلمپ ارائه گردید و در نرم افزار فرترن توسعه داده شد. این برنامه به روش های مختلف دقت سنجی شد. در نهایت یک دسته درزه با شیب های مختلف 0، 60 و 90 درجه با مقادیر مقاومت چسبندگی،زاویه اصطکاک و سختی برشی و نرمال مختلف مدلسازی و مورد ارزیابی قرار گرفت.در نهایت 27 مدل ایجاد شد که مقادیر تنش ها در دیواره ها و کف و سقف تونل مورد بررسی قرار گرفت و به صورت نمودارهایی ارائه گردید. در این نمودارها تاثیر ویژگی های مکانیکی درزه بر نحوه توزیع تنش به خوبی نمایان می باشد. نتایج بدست آمده نشان داد که اضافه کردن یک دسته درزه به مدل باعث اغتشاش بسیار شدید تنش ها در اطراف تونل می شوند. بررسی نمودارهای تنش درزه ها با زاویه های مختلف نشان داد که تاثیر ویژگی های مکانیکی بر نحوه توزیع تنش مستقل نبوده و به ویژگی های هندسی درزه ها نیز مرتبط می باشد. همچنین درمدل عددی با درزه های افقی تغییر هیچ کدام از ویژگی های مکانیکی تاثیر چندانی بر نحوه توزیع تنش نداشت. اما در مدل عددی با درزه های 30 درجه تغییر اصطکاک داخلی درزه موجب تغییرات شدید تنش ها گردید، در حالی که تغییر دو مولفه مکانیکی دیگر تغییر چندانی در توزیع تنش ها نداشت. در مدل ساخته شده با درزه های 60 درجه، تغییر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی درزه موجب تغییر توزیع تنش ها گردید و تغییر ضرایب سختی درزه تاثیر بسیار کمی داشت. بی شک نتایج حاصله به نسبت تنش افقی به قائم اولیه نیز مرتبط می باشد و در تحلیل ها بایستی مد نظر قرار گیرد.

گسترش برخی مواد معدنی از سطح زمین تا اعماق زیاد و لزوم استخراج همزمان روباز و زیرزمینی این مواد با استفاده از عملیات آتشباری، سبب شده تا انجام تحلیل های دینامیکی به منطور تعیین اثرات انفجارهای سطحی بر فضاهای زیرزمینی امری اجتناب نا پذیر گردد. در اثر انفجار در سطح زمین، انرژی دینامیکی بسیار زیادی به فضای زیرزمینی وارد می-شود. در این پایان نامه با استفاده از روش المان محدود در نرم افزار autodyn3d بار دینامیکی ناشی از انفجار یکی از چال های یک الگوی آتشباری در معدن سرب و روی کوشک تعیین گردید. در ادامه با استفاده از روش تفاضل محدود در نرم افزار flac2d ابتدا فضاهای زیرزمینی و پله-های روباز در سه مقطع قائم از معدن مذکور حفر و ایجاد شد و مدل به تعادل کامل استاتیکی رسید. در این مسیر ریزش های کوچک مقیاسی اتفاق افتاد؛ که این ریزش ها لق گیری شد. پس از تعادل استاتیکی، بار دینامیکی بصورت تاریخچه تنش-زمان در محل انفجار اعمال گردید و تغییرات ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت؛ همچنین با استفاده از روش کرنش مجاز ساکورایی، پایداری فضاهای زیرزمینی ارزیابی شد. وقوع انفجار در پله های روباز سبب بروز تغییراتی در تنش ها و کرنش ها شد که نمودارهای آن در تعیین میزان تاثیر انفجار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مقطع a-a’ کرنش های برشی ایجاد شده در اثر انفجار در پله های روباز در کارگاه غربی از حد بحرانی فراتر رفته و سبب بروز ناپایداری در این کارگاه گردید، در حالیکه در مقاطع b-b’ و c-c’ این کرنش ها در محدوده ایمن بوده و لذا انجام عملیات آتشباری در محل های مشخص شده در این مقاطع، در پایداری کارگاه های استخراج تاثیر چندانی ندارد.

نشست بالاسر تونل ها در محیط شهری می تواند موجب وارد آمدن خسارات فراوان شود. تونل های دوقلو در محیط های شهری از اهمیت به سزایی در مسیر های جاده ای و ریلی برخوردار است. لذا اطلاع از نشست سطحی بالاسر این تونل اهمیت دوچندانی خواهد داشت.

به طور معمول خسارت های ناشی از فرونشست و شکاف های زمین، همچون تخریب سیستم های آبیاری، خاک های حاصل خیز کشاورزی، آسیب به سازه ها، ایجاد اختلال در خطوط آبرسانی، گاز و فاضلاب، ترمیم ناپذیر، پرهزینه و مخرب هستند. فرونشست زمین در اثر عوامل مختلفی اتفاق می افتد که در این میان استخراج بیش از حد آب زیرزمینی و به دنبال آن افت سطح آب، علت اصلی نشست در اکثر مناطق ایران از جمله دشت یزد- اردکان است. در نشست زمین به دلیل افت سطح آب زیرزمینی عواملی چون خواص مکانیکی خاک، ناپیوستگی ها، ضخامت لایه ی آبدار و ضخامت لایه ی فوقانی دخالت دارند که در این تحقیق به-منظور بررسی تاثیر این عوامل در فرونشست زمین، همچنین تعیین میزان فرونشست در اثر افت سطح آب زیرزمینی در چند منطقه از دشت یزد- اردکان از روش های عددی المان محدود و المان مرزی غیر مستقیم استفاده شده است. به این منظور در رابطه با روش المان محدود از نرم افزار plaxis دوبعدی و برای روش المان مرزی از کدsemiq و semiq-cr استفاده شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.