بررسی تاثیر سایز بلوک ها بر روی رفتار لرزه ای آنها در شیب های سنگی درزه دار به روش DFN- DEM

در شیب های سنگی درزه دار بلوک هایی با اندازه های مختلف تشکیل می شوند که در برابر زلزله رفتار متفاوتی را از خود نشان می دهند. یک عامل موثر در ایجاد این تفاوت، اختلاف اندازه ی بلوک ها و در نتیجه جرم آنهاست. بدین منظور با توجه به شرایط بالقوه ناپایداری که در تکیه گاه راست سد کارون 4 و در پایین دست بدنه سد بدلیل قرارگیری یک صفحه بزرگ درزه با نام MJ67c در آن، وجود دارد، مدل های شبکه شکستگی مجزای ( DFN ) متعددی از جرم سنگ بالای صفحه درزه اصلی مذکور ساخته شده و از بین آنها دو مدل انتخاب گردید. سپس با اعمال داده های شتاب نگاشتی به صورت بار زلزله در محدوده زمین لرزه های مبنای طرح ( DBE ) و حداکثر زمین لرزه ی قابل انتظار ( MCE ) سد کارون 4 ، رفتار بلوک ها در دو مدل با استفاده از روش عددی المان مجزا ( DEM ) مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های لرزه ای نشان می دهد که روش ترکیبی DFN- DEM یک ابزار قدرتمند در تحلیل دینامیکی، میزان و چگونگی پایداری شیبهای سنگی در سنگهای درزه دار است. همچنین نتایج نشان می دهد که مدل هایی که دارای بلوک بزرگتر ( جرم بالاتر) بر روی درزه ی اصلی هستند در مقابل زلزله تحریک پذیرتر بوده و ایمنی کمتری دارند. این امر با افزایش قدرت زلزله ( زلزله منجیل)، برای بلوک های انتهایی درزه اصلی کاملا نمایان است.

واژه های کلیدی:

تحلیل لرزه ای، اندازه بلوک، . DEM ، DFN

نویسندگان :

صادق کفایتی 

علیرضا باغبانان 

حمید هاشم الحسینی 

مهرداد زرگری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تخمین مقاومت تراکمی تک محوری و کشش برزیلی تراورتن ها با استفاده از آزمایش شاخص بار نقطهای ( مطالعه موردی)

آزمایش مقاومت فشاری تک محوری جزء متداولترین آزمونهای آزمایشگاهی برای مطالعات مکانیکی سنگ بکر میباشد و آزمایش کششی برزیلی برای تعیین غیرمستقیم مقاومت کششی بکار گرفته میشود. با توجه به اینکه انجام این آزمایشها نسبت به آزمون شاخص بار نقطهای مشکلتر بوده و با صرف هزینه زمانی بیشتری همراه است استفاده از آزمون شاخص بار نقطهای رایجتر میباشد. امروزه آزمایش شاخص بار نقطهای به علت ساده بودن آمادهسازی نمونه و قابلیت اجرا در محل و در آزمایشگاه مورد توجه قرار گرفته است و در سالهای اخیر محققین کوششهای بسیاری کردهاند تا به وسیله این شاخص بتوانند مقاومت تراکمی و کششی سنگ را تخمین بزنند. در این پژوهش ارتباط مقاومت تراکمی تک محوری و مقاومت کششی با آزمایش شاخص بار نقطه ای بر روی 135 نمونه مورد مطالعه قرار گرفته و جهت تعیین ارتباط بین مقادیر حاصل از انجام آزمایشات از مدل ریاضی استفاده شده است . بررسیهای آماری نشان میدهد که ارتباط بین شاخص بار نقطهای با مقاومت تراکمی و کششی تراورتنها دارای رابطه خطی قابل قبولی است و با توجه به ضرایب همبستگی به دست آمده بین شاخص مقاومت بار نقطه ای با مقاومت تراکمی و کششی میتوان جهت تخمین مقاومتهای تراکمی و کششی سنگ از این آزمون استفاد کرد.

کلمات کلیدی:

تراورتن، مقاومت تراکمی تک محوری، مقاومت کششی برزیلی، شاخص بار نقطه ای،

نویسندگان :

سامان کارگریان 

محمدحسین قبادی 

حسن محسنی 

غلامرضا خانلری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

ارتباط بین خصوصیات فیزیکی و ویژگی های مکانیکی تراورتن های منطقه دنگله کهریز، شرق همدان
 
با توجه به اینکه تراورتنها بطور وسیع به عنوان سنگنما مورد استفاده قرار میگیرند شناخت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی و آگاهی از ارتباط جهت بهرهبرداری بهینه میباشد. در این پژوهش بر روی 135 نمونه آزمایشات فیزیکی از قبیل تعیین تخلخل، درصد جذب آب، وزن واحد حجمی خشک و اشباع و آزمایشات مکانیکی شامل تعیین مقاومت تراکمی تکمحوری، و آزمایش کششی برزیلی و سرعت امواج التراسونیک بر روی نمونهها انجام گرفته است. تخلخل نمونهها بین 91 / 7 تا3/ 31 درصد بدست آمد. مقاومت تراکمی تکمحوری در حالت خشک بین 7 / 30 تا 9 / 58 مگاپاسکال و برای حالت اشباع بین 3 / 22 تا 50 مگاپاسکال متغییر بوده بوده است. مقاومت کششی برزیلی در حالت خشک از 4 / 5 تا 4 / 8 مگاپاسکال و برای حالت اشباع 4 / 2 تا 42 / 6 مگاپاسکال تغییر نشان می دهد. سرعت عبور موج التراسونیک در حالت خشک بین 88 / 2 تا 12 / 4 و برای حالت اشباع از 80 / 4 تا 5/ 45 کیلومتر بر ثاتیه تغییر میکند. افزایش تخلخل و کاهش چگالی مقاومت سنگ به شدت کاهش مییابد. بین مقاومت سنگ و سرعت امواج التراسونیک یک رابطه مستقیم وجود داردکه میتوان از آن جهت تخمین مقاومت سنگ در محل میتوان استفاده کرد.

 کلمات کلیدی:

تراورتن، خصوصیات فیزیکی، خصوصیات مکانیکی، همدان

نویسندگان :

سامان کارگریان 

محمدحسین قبادی 

حسن محسنی 

غلامرضا خانلری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

اصلاح جعبه برش مستقیم بزرگ مقیاس جهت آزمایش برش درزه های ناممتد ناهمسطح

بحث شروع، گسترش و یکپارچگی ترک در درزه های ناممتد از فاکتورهای مهم در کنترل رفتار مکانیکی ساختارهای سنگی نظیر شیبها، پی سنگی و تونلها می باشد. بنابراین مطالعه رفتار شکست برشی درزهای ناممتد پلکانی می تواند درک خوبی را از ناپایداریهای موضعی و کلی در ساختارهای سنگی فراهم آورد و منجر به بهبود طراحی در پروژهای مهندسی سنگ گردد. آزمایش برش مستقیم یکی از آزمایشهای استاندارد می باشد که در دهه های اخیر جهت مطالعه رفتار برشی درزه های ناممتد بکار گرفته شده است. از آنجایی که در جعبه برش معمول فقط یک سطح شکست افقی قابل شکل گیری است، بنابراین انجام آزمایش روی درزه های ناممتد پلکانی امکان پذیر نمی باشد. در این مقاله، به معرفی جعبه برش اصلاح شده پرداخته می شود بگونه ای که با استفاده از ان بتوان آزمایشهای برش بر درزه های ناممتد پلکانی همپوشان و غیر همپوشان انجام داد .

واژه های کلیدی:

آزمایش برش مستقیم، جعبه برش، درزه های ناممتد پلکانی، پل سنگ.


نویسندگان :

عبدالهادی قزوینیان 

وهاب سرفرازی 

حمیدرضا نجاتی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

اثرات کاهش محتوی آب بر استحکام مکانیکی سنگهای رسی

سرعت امواج الاستیک ( فشاری P و برشی 4 ( S نمونه مغزه سنگ رس اندازه گیری شد. این نمونه ها از 4 حفاری در عمق حدودی 400 متری با هدف بررسی خواص هیدرومکانیکی سنگ های رسی بدست آمدند. نمونه های تقریبا اشباع، در معرض هوای آزمایشگاه قرار داده شدند ( خشک کردن) تا رطوبت آنها کاهش یابد. خشک کردن ( کاهش محتوی آب) نمونه ها در دو فاز متفاوت انجام شد. ابتدا نمونه ها در دمای محیط ( رطوبت نسبی 37 %) قرار داده شدند تا به تعادل رسیدند. سپس نمونه ها در پنج دمای مختلف بین 65 تا 105 درجه سانتیگراد در آون قرار داده شدند. در طول مدت دو فاز مختلف خشک کردن، امواج الاستیک اندازه گیری شدند. نتایج نشان می دهند که با کاهش درجه اشباع نمونه ها، سرعت امواج طولی و برشی تا 10 % افزایش می یابند که به دلیل افزایش ضریب برشی دینامیک می باشد. افزایش در ضریب برشی دینامیک با سخت شدگی مشاهده شده در خاکهای رسی در اثر از دست دادن محتوی آب قابل مقایسه می باشد. در دیگر سنگها، این سخت شدگی در طول دوره از دست دادن محتوی آب مشاهده نمی شود. به عبارت دیگر مدلهای معمول مورد استفاده مانند بیوت- گاسمن قادر به توجیه اثر تغییر در محتوی آب سنگهای رسی نیستند.

واژه های کلیدی:

سرعت امواج الاستیک فشاری و برشی، سنگهای رسی، خشک کردن و انیزوتروپی

نویسندگان :

احمد قربانی 

عبدالحمید انصاری

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

مونیتورینگ مقاومت ویژه الکتریکی سنگ حین آزمایش مقاومت فشاری تک محوری در آزمایشگاه

ارتباط خواص مکانیکی سنگ ها با خواص فیزیکی ( روشهای ژئوفیزیکی)، موضوعی است که اخیرامورد توجه محققان قرار گرفته است. در این میان روشهای الکتریکی و لرزه نگاری بیشترین کاربردرا دارند. در این مقاله، عبور جریان الکتریکی در حین اعمال تنش فشاری در آزمایشگاه بررسی شدهاست.پس از نصب الکترودهای مخصوص برروی 7 نمونه مغزه تقریبا اشباع، آزمایش تنش فشاری تکمحوری و عبور جریان الکتریکی از نمونه ها بطور همزمان صورت پذیرفت و تغییرات مقاومتویژه الکتریکی در حین بارگذاری اندازه گیری شد. ماسه سنگ ها افزایش مقاومت ویژه و نمونههای آهک فسیل دار کاهش مقاومت ویژه در تمام محدوده افزایش کرنش نشان دادند. تراورتن ها و آهک رفتار بینابین نشان دادند ( با افزایش کرنش در ابتدا افزایش مقاومت ویژه و سپس کاهشمقاومت ویژه نشان می دهند). رفتار مقاومت ویژه حین بارگذاری به بسته شدن منافذ ( کاهش تخلخل) درکرنش های کم و ایجاد درزه های القائی ( افزایش تخلخل) در کرنش های بیشتر ارتباط داده شد. نتایج حاکی از آن است که ساختار سنگ نیز اثر مهمی در رفتار مقاومت ویژه در حین اعمال تنش دارد.

واژه های کلیدی :

رسانائی الکتریکی، آزمایش مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت ویژه الکتریکی، ژئوفیزیک و مکانیک سنگ.

نویسندگان :

احمد قربانی 

حسینعلی قاری

افشین نمیرانیان

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

بررسی ارتباط بین خواص پتروفیزیکی ( مقاومت ویژه الکتریکی و سرعت موج کشسان طولی) و مقاومت تک محوری نمونه های سنگ درآزمایشگاه

عموما روش های مستقیم تعیین خواص مکانیکی سنگ ها هزینه بر می باشند، از طرفی این روش ها پارامترهای مکانیکی را به طور موضعی تعیین می کنند. مطالعات اخیر نشان می دهند روش های ژئوفیزیکی به ویژه ژئوالکتریک و لرزه نگاری قادرند پارامترهای مکانیکی را تخمین زده و  تغییرات مکانی آنها شامل انیزوتروپی را تشخیص دهند.مقاله حاضر با استفاده ازبررسی های آزمایشگاهی برروی نمونه سنگ های رسوبی ( بدون رس و تقریبا اشباع)، روابط میان سرعت موج کشسان طولی، مقاومت تراکمی تک محوری، ضری الاستیسیته و چگالی را با مقاومت ویژه الکتریکی بررسی می نماید. با نصب الکترود برروی نمون ها، مقاومت ویژه الکتریکی همزمان با آزمایش تک محوری اندازه گیری شد.این بررسی ها نشان داد که در تنش های بالا نزدیک به مقاومت تراکمی نهائی سنگ، حداکثر چگالیدرزه های القائی ایجاد می شود و هر چه مقاومت نهائی سنگ بالاتر باشد این چگالی درزه نیزبیشتر می شود. همچنین در اینجا ضریب همبستگی نسبتا پائین ( 62 /0 ) بین ضریب الاستیسیته و سرعت موج طولی بدست آمد که ممکن است بدلیل اشباع جزئی نمونه ها باشد. نمونه ها بیش از 24ساعت در آب قرار گرفته اند اما به هر حال اشباع در فشار اتمسفر انجام شده که برای اشباع کاملنمونه های دانه ریز کافی نمی باشد.

واژه های کلیدی:

چهارمین، کنفرانس، مکانیک سنگ، ایران.

نویسندگان :

حسینعلی قاری 

احمد قربانی 

افشین نمیرانیان

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

مقایسه معیارهای مختلف شکست سنگ با استفاده از نتایج آزمایشات سه محوری بر روی نمونه های بکر تهیه شده از مواد مصنوعی

در این تحقیق معیارهای شکست مورل، اصلاح شده مورل توسط بینیاوسکی، هوک، اصلاح شده هوک توسط بینیاوسکی و هوک- براون مورد بررسی قرار گرفته اند. تطابق نتایج آزمایشی این تحقیق با معیارهای شکست مختلف نسبتا قابل قبول بود لیکن ثابتهایی که در فرمولهای ارائه شده توسط محققین مذکور برای معیار شکستشان به دست آمده با نتایج حاصل از این تحقیق اندکی متفاوت نشان می دهد. نهایتا نشان داده می شود اگر چه هر کدام از معیارهای بررسی شده در این تحقیق ممکن است درجاتی از تطابق را با نتایج آزمایشات انجام شده نشان دهد، اما هیچکدام از آنها به جامعیت معیار شکست هوک- براون نیستند.

واژه های کلیدی :

آزمایش سه محوری، معیارهای شکست سنگ، نمونه های مصنوعی بکر.

نویسندگان :

مرتضی قارونی نیک

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

ارائه مدلی جدید جهت تعیین مقدار چقرمگی شکست سنگ( KIC) با استفاده از روش ترک مستقیم

در این مقاله، چقرمگی مود I شکست ( KIC ) برای ترک مستقیم با استفاده از مدل جدیدی که بر اساس آزمایش خمش سه نقطه ای ( 3PB ) می باشد، تعیین شده است. برای این منظور آزمایشات خمش سه نقطه ای بر روی 7 نمونه از سنگ آهک نایبند که دارای ترک مستقیم استاندارد بودند انجام گرفت. بر اساس رابطه ی جدیدی که در این مقاله ارائه شده است چقرمگی مود I این نمونه ها تعیین گردید و همچنین از مدل های اشترلونی و تحلیلی ایروین برای تعیین چقرمگی استفاده شد و نتایج به دست آمده برای هر سه مدل فوق با هم مقایسه گردید. از مقایسه روش های فوق نتیجه گرفتیم که ضریب همبستگی بین چقرمگی به دست آمده با روش ارائه شده و روش تحلیلی 992 / 0 می باشد.

واژه های کلیدی:

چقرمگی شکست، مکانیک شکست، خمش سه نقطه ای، ترک چورونی.

نویسندگان :

محمد فاتحی مرجی 

مهدی پور قاسمی ساغند

حمید رضا بهاالدینی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تعیین مشخصات مکانیکی تود هسنگ با استفاده از پارامترهای حفاری دستگاه TBM سپری

با توجه به توسعه روش های حفاری مکانیزه در تونلزنی، آگاهی از شرایط زمین شناسی تونل همزمان با حفاری به سختی امکان پذیر بوده و این امر در ماشین های TBM سپری نیازمند مشاهده مستقیم سینه کار است. پیش بینی شرایط زمین شناسی برای درک صحیح از مشخصات مکانیکی توده سنگ در تعیین مشخصات اصطکاکی زمین و کنترل رول در دستگاه، خطر ریزش و گیر افتادن دستگاه های TBM سپری، از اهمیت بسزایی برخوردار است. حفاری هر مقطع از تونل با اعمال پارامترهای خاص خود در دستگاه TBM قابل اجرا بوده و بدین ترتیب م یتوان برای هر محدوده از تونل، شاخص مقاومتی زمین( GSI ) و پارامترهای حفاری از قبیل نیروی تراست و نرخ نفوذ را مقایسه کرد. با توجه به بررس ی سینه کار در مقاطعی از تونل انتقال آب کرج- تهران( قطعه دوم) به منظور ثبت مشخصات زمین شناسی آنها و نیز با اندازهگیری مقاومت فشارشی ت کمحوره سنگ بکر در آزمایشگاه، شاخص مقاومت زمین شناسی یا GSI به سهولت قابل تعیین است. از مقایسه شاخص GSI با میزان نیروی تراست اعمال شده و نرخ نفوذ در حین حفاری، م یتوان تا حد زیادی به مشخصات مکانیکی توده سنگ در سینه کار تونل دست یافت. به طوری که با افزایش شاخص GSI نیروی تراست افزایش و نرخ نفوذ کاهش م ییابد. بدین ترتیب می توان بدون انجام بررسی های زمین شناسی از سینه کار تونل، تا حدود زیادی از میزان شاخص GSI در هر کورس ازحفاری آگاهی پیدا کرده و حتی از جه تگیری درزه ها در سینه کار اطلاع نسبی یافت. از سوی دیگر پارامترهای مکانیکی توده سنگ با شاخص GSI و معیار گسیختگی هوک- براون به سادگی قابل محاسبه هستند.

واژه های کلیدی:

شاخص مقاومت زمین شناسی( GSI )، دستگاه حفاری مکانیزه( TBM )، نیروی تراست، نرخ نفوذ

نویسندگان :

محسن غلامی

حمیدرضا رسوخی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)