پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار

word
168
11 MB
32611
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۲۱,۸۴۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار

    پایان نامه

    برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

    مهندسی مکانیک سنگ

     

    مقدمه

    حفریاتی که در سنگ­ها ایجاد می‌شود، با توجه به هدف آن‌ها از ابعاد مختلفی برخوردار بوده و از ابعاد کم تا ابعاد قابل مقایسه با سازه­های بتنی عظیم تغییر می­کند. از حفریات سطحی می­توان به عنوان فضایی برای استخراج معادن، ایجاد ساختمان­ها، و تکیه­گاه و سرریز سدها، کارخانه­ها، نیروگاه­ها و نیز مسیر لوله­ها، کانال­ها و راه آهن، استفاده نمود.

    هنگام طراحی شیب­ها در سنگ، به عنوان یک قانون کلی، همیشه بایستی در بدو امر، به جستجوی گسیختگی‏های بالقوه­ای که از سوی شرایط ساختاری نامساعد کنترل می­شوند، پرداخت. حالت‌های عمومی ریزش در شیب‌های سنگی عبارتند از ریزش صفحه­ای، ریزش گوه­ای، ریزش واژگونی و ریزش دایره­ای. اگر ریزش در خاک و یا سنگ‌های با تعداد دسته درزه‌های بالا و فاصله‌داری کم باشد، شکل پس از ریزش عموما منحنی و یا اصطلاحا قاشقی است. در سنگ‌های با فاصله‌داری بیشتر بسته به موقعیت قرار‌گیری درزه‌های اصلی، عموما ریزش‌ها به سه حالت گوه‌ای، صفحه‌ای و واژگونی عمل می‌کنند]1[.

    ریزش غالب در دیواره شمالی معدن چغارت از نوع واژگونی می­باشد که این نوع ریزش به‌علت وجود پارامتر‌های مجهول بسیار در تحلیل و تنوع رفتاری بالا، پیشرفت چشم‌گیری در تحلیل آن‌ها به وجود نیامده است. در این فصل به بررسی ریزش واژگونی و خصوصیات آن پرداخته می­شود.

     

    1-2- ریزش واژگونی

    ریزش واژگونی یکی از ناپایداری­های خطرناک در شیب­های سنگی است. از نقطه نظر مکانیزم، ریزش­های واژگونی اصلی در سه کلاس خمشی، بلوکی و بلوکی-خمشی طبقه بندی می­شوند. اگر توده­سنگ دارای ناپیوستگی­های پرشیب و در خلاف جهت  سطح شیبدار و هم امتداد با این سطح  باشد، شبیه ستون­های سنگی که بر روی یکدیگر قرار گرفته­اند عمل می­کند و دارای پتانسیل ریزش  واژگونی خواهد بود.

    وقتی ستون­های سنگی بوسیله یک سری ناپیوستگی با شیب به سمت داخل سطح شکل بگیرند و دسته درزه دیگری تقربیا عمود بر ناپیوستگی قبلی نیز وجود داشته باشد که ارتفاع ستون­ها را قطع کند، منطقه مستعد گونه­ای از ریزش واژگونی به نام واژگونی بلوکی خواهد بود. ستون­های کوچک پایین شیب بوسیله­ی باری که از سمت ستون­های بزرگتر بالایی بر آن­ها اعمال می­شود به جلو رانده  می­شوند و این لغزش در پایین شیب اجازه می­دهد واژگونی به سمت بال ادامه یابد. پایه­ی ریزش عموما شامل سطحی است که هر چه به قله نزدیک می­شود ارتفاع آن افزوده می­شود. شرایط هندسی در این نوع ریزش در ماسه سنگ و بازالت های ستونی جاییکه ستون­های متعامد به خوبی شکل می­گیرند، قابل رویت است[1].

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

      

    وقتی ستون­های پیوسته سنگ که توسط ناپیوستگی­­های پرشیب ایجاد شده اند، در اثر خمش می­شکنند و به سمت جلو خمیده می­شوند، نوعی از واژگونی به نام واژگونی خمشی تعریف می­شود. شرایط هندسی معمول این ریزش در لایه بندی باریک اسلیت­ها و شیل­ها قابل رویت است. صفحه پایه­ی ریزش در این نوع واژگونی به خوبی قابل تشخیص نیست. لغزش، حفاری و فرسایش پایین دامنه اجازه می­دهد پروسه واژگونی آغاز شود و در ادامه به سمت داخل توده سنگ پیشروی کند.

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

      

    واژگونی بلوکی-خمشی، نوع دیگری از ریزش وازگونی است و از  ستون­هایی که ظاهرا پیوسته­اند اما توسط درزه­های متقاطع معدودی به بلوک­های مجزا تقسیم شده­اند، شکل گرفته است . در این حالت ریزش در اثر جابجایی است که برروی درزه های متقاطع رخ می­دهد و بنابراین ترک کششی که در نوع خمشی وجود داشت، کمتر موثر خواهد بود. این نوع واژگونی بیشتر در طبیعت مشاهده میشود[1].

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

      

    [1]

     

    محققان زیادی در مورد این نوع ناپایداری مطالعه داشته اند. مولر[1] 1968 اولین کسی بود که به مطالعه واژگونی بلوک­های طبیعی در نزدیکی دریاچه مشهور وایونت[2] پرداخت. اشبی[3]1971   معیار ساده ای برای محاسبه این ریزش واژگونی ارائه داد. او اولین کسی بود که برای اینگونه ناپایداری نام واژگونی Toppling" " را پیشنهاد کرد.

    از نظرگودمن و بری[4]1967 واژگونی به دو نوع اصلی و ثانویه طبقه بندی می­شود. نوع اصلی شامل واژگونی بلوکی، خمشی و بلوکی-خمشی است. در این حالت ستون­ها در اثر نیروی وزنشان سقوط می­کنند. در کلاس واژگونی ثانویه نیروی خارجی باعث سقوط ستون­­ها می­شود. این طبقه­بندی بین محققین  از مقبولیت بالایی برخوردار است وبسیاری افراد مانند آیدان و ویلی[5] 1980 و آیدن وکاواماتو [6]1991 بر اساس آن ریزش واژگونی را مورد بررسی قرار دادند. گودمن و بری روش تحلیل گام به گام برای ریزش واژگونی بلوکی را ارائه دادند که بعدها بر این اساس چارت­ها وکدهای کامپیوتری طراحی شد[1].

    گودمن و بری در مطالعه خود معادله زیر را بعنوان  معیار لازم برای تعیین پتانسیل واژگونی معرفی کردند:

    Abstract

    Rock slopes should be applied to static loads and dynamic loads. Drilling and blasting method is commonly used in open pit mining. During blasting, the additional load induced by blasting may result in loss of rock slope. In order to ensure the stability of the rock slope design and control of fire, explosion speed is important to determine the safety factor. In this paper we study the dynamic response such as speed, acceleration, displacement or stress rock slope under blast in the north wall of Choghart Mine. In this paper, using the discrete element method (in the software UDEC) and the geomechanical properties and parameters of Choghart north wall, dynamic stability analysis is discussed.

    According to the results, because there is no perfect balance of 2.5 seconds (there is a significant unbalanced forces) of the explosion, there is the probability of toppling instability in the upper benches.

  • فهرست و منابع پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار

    فهرست:

    فصل اول

    ریزش واژگونی و روش­های تحلیل آن

    1-1- مقدمه. 2

    1-2- ریزش واژگونی.. 3

    1-3- روش­های تحلیل پایداری شیب­های سنگی در برابر ریزش واژگونی   6

    1-3-1- روش تعادل حدی در ریزش واژگونی         7

      1-3-2- مدل­های تجربی.. 20

      1-3-3- مدل­های عددی.. 25

    فصل دوم

    انفجار و تاثیر آن بر پایداری شیب­های سنگی

    2-1- مقدمه. 28

    2-2- تئوری انفجار       29

    2-3- فشار ناشی از انفجار مواد منفجره 33

      2-3-1- تشریح کیفی امواج ضربه. 36

      2-3-2-  نحوه تشکیل موج ضربه. 37

      2-3-3- معادله بازگشتی میرایی موج ضربه- تضعیف موج ضربه پس از انتشار 38

    2-4- روابط مختلف اندازه گیری فشار چال و فشار انفجار. 40

      2-4-1- روابط تجربی و نیمه تجربی.. 40

      2-4-2- روش­های تئوری و آزمایشگاهی.. 40

      2-4-3- TPL و مفاهیم آن. 43

      2-4-4- استفاده از مثلث بار 49

    2-5- امواج ناشی از انفجار 50

      2-5-1- شکل موج. 51

      2-5-2- رابطه تجربی برای تعیین حداکثر سرعت ذرات.. 52

    2-6- برداشت موج حاصل از انفجار 53

      2-6-1- قسمت‌های مختلف دستگاه لرزه نگار و نحوه‌ی ثبت لرزه 56

      2-6-2-دستگاه­های ثبت انفجار 58

    فصل سوم

    تحلیل پایداری شیب­های سنگی

    3-1- مقدمه. 65

    3-2- روش‌های تحلیل استاتیکی پایداری  شیب.. 65

      3-2-1- روش­های تجربی.. 65

      3-2-2- روش احتمالاتی.. 66

      3-2-3- روش­های تعادل حدی.. 72

      3-2-4- روش­های عددی.. 74

    3-3- روش­های تحلیل دینامیکی شیب­های سنگی.. 76

      3-3-1- روش­های تجربی.. 76

      3-3-2- روش مدل فیزیکی.. 78

      3-3-3- روش نیومارک... 78 

      3-3-4- تحلیل شبه استاتیکی.. 83 

      3-3-5- روش‌های عددی.. 85

    فصل چهارم

    تحلیل استاتیکی دیواره شمالی معدن چغارت

    4-1- مقدمه. 94

    4-2- موقعیت و زمین شناسی منطقه. 94

      4-2-1- تکتونیک منطقه. 96

    4-3- تحلیل استاتیکی.. 97

    فصل پنجم

    تحلیل دینامیکی دیواره­ی شمالی معدن چغارت ناشی از بارگذاری حاصل از انفجار

    5-1- مقدمه. 105

    5-2- خصوصیات دینامیکی سنگ... 105

    5-3- روند کلی تحلیل دینامیکی در یودک... 106

      5-3-1- اطمینان از برآوردن شرایط مدلی لازم برای عبور موج. 106

      5-3-2- تعیین میرایی مکانیکی مناسب.. 111

      5-3-3- اعمال بار دینامیکی و شرایط مرزی.. 111

    5-4- فشار انفجار 113

    5-5- محاسبه پالس انفجاری.. 114

    5-6- کنترل پاسخ­های دینامیکی.. 117

    5-7- نتایح حاصل از تحلیل­های دینامیکی.. 117

    فصل ششم

    نتیجه‌گیری و پیشنهادها

    6-1- نتیجه‌گیری.. 134

    6-2- پیشنهادات.. 135

     

    منابع و مآخذ. 137

    منبع:

    [1] Hoek, E. & Bray, JW. (1981). Rock slope engineering (3 ed.). London: Institution Mining and Metallurgy.

    [2] Andreas Goricki and Richard E. Goodman. Failure Modes of Rock Slopes Demonstrated with Base Frictionand Simple Numerical Models. (2003).

    [3] Abbas Majdi , MehdiAmini. Analysis ofgeo-structural defects in flexural toppling failure.(2010).

    [4] Abbas  Majdi  and Mehdi  Amini. Flexural Toppling Failure in Rock Slopes: From Theory to Applications. (2011).

    [5] Zhang, Z. Y. Chen, and X. G. Wang. (n.d.). Centrifuge Modeling of Rock Slopes Susceptible to Block Toppling.

    [6] Pritchard , Savigny. Numerical modelling of toppling. (1990).

    [7] Duncan C Wyllie , Christopher W Mah. rock Slope Engineering Based on the third edition by E Hoek and J Bray." (n.d.).

    [8] C.H. Liua, M.B.Jaksab, A.G.Meyersc. Improved analytical solution for toppling stability analysis of rock slopes. International Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences (2008).

    [9] D. P. Adhikary, A. V. Dyskin, R. J. Jewell, and D. P. Stewart. A Study of the Mechanism of Flexural Toppling Failure of Rock Slopes. Rock Mech. Rock Engng (1997).

     [10] Luc Scholtes , Fre´de´ ric-Victor Donze´ . Modelling progressive failure in fractured rock masses using a3D discrete element method. Internation l Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences (2011).

    [11] P.M. Maurenbrecher Dr. H.R.G.K. Hack. Toppling Mechanism: resolving the question of alignment of slope and discontinuities. (n.d.).

    [12] Mehdi Amini ,Abbas Majdi ,Mohammad Amin Veshadi. Stability Analysis of Rock Slopes Against Block-Flexure Toppling Failure. (2012).

    [13] Singh, P. Controlled Blasting (Pre-splitting) at an Open-pit Mine in India. Rock Fragmentation by Blasting (pp. 481-489). London: Taylor & Francis Group. (2010).

    [14] Wyllie, D., & Mah, C. Rock Slope Engineering. Taylor & Francis(2005).

    [15] Shi, X., & Chen, S. Delay time optimization in blasting operations for mitigating the vibration-effects on final pit walls’ stability. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 31, 1154–1158. (2011).

    [16] Ma, G. Study on the Numerical Investigation on Breakage behavior of reinforced concrete by Blasting demolition. Journal of the Japan explosive society, 59(2), 49-56. (1998).

    [17] Fourney, W. Gas Well Stimulation Studies. In Rock fracture mechanics. R. H.P. , Verlag: Springer. (1983).

    [18] Brinkman, J. Separating Shock and Gas Expansion Breakage Mechanisms. On Rock Fragmentation by Blasting. Keystone, Colorado. (1987).

    [19] Cook, M. Theory and new developments in explosives for blasting. Sixth Annual Drilling and Blasting Symposium, (pp. 31-44). (1956).

    [20] Wilson, J., & Moxon, N. The Development of a Low Shock Energy Ammonium Nitrate Based Explosive. in Proceedings Explosives in Mining Workshop. .. AuslMM, Melbourne. (1988).

    [21] Kurokawa, K., Hashimoto, K., & Tabuchi, M. Experimental Study on the Effects of Explosive Performance on Rock Fracture. Rock Fragmentation by Blasting. Balkema Rotterdam(1993).

    [22] Heynrich, J. The Dynamics of Explosion and Its Use. New York: Elsevier Scientific Publishing Company. (1979).

    [23] Liu, Q., & Katsabanis, P. A Theoretical Approach to the Stress Waves around a Borehole and Their Effect on Rock Crushing. Rock Fragmentation by Blasting. Balkema Rotterdam. (1993).

    [24] Hartman, H. Introductory Mining Engineering. ( 1978).

    [25] Sharpe, J. The Propagation of Elastic Waves by Explosives Pressure. Geophysics, 144-154. (1942).

    [26] Mortazavi, A., & Katsabanis, P. Modelling the Influence of the Joint Orientaton and Continuity on the Process of the Rock Breakage by Blasting. International Journal for Blasting and Fragmentation, 33(4). (2001).

    [27] Company, A. Explosives and Rock Blasting. p. 662. (1987).

    [28] Pijush, P., & Bibhu, M. A Study on the Usage of Sawdust in ANFO. Proceedings of the Seventh International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. (2002).

    [29] Sanchidrian, J., & Patino, A. Numerical Modeling of Detonating Cords in Uncoupled Holes. Rock Fragmentation by Blasting. . (2002).

    [30] Liu, Q. Estimation of Dynamic Pressure around a Fully Blasthole in Rock. Rock Fragmentation by Blasting. (2002).

    [31] Hustrulid, W., & Johnson, J. A Gas Pressure-based Drift Round Blast Design Methodology. 5th International Conference & Exhibition on Mass Mining, (pp. 657-669). Schunnesson,Nordlund. (2008).

    [32] SINGH, V., & SINGH, D. Controlled blasting in an open-pit mine for improved slope stability. Geotechnical and Geological Engineering, 13, 51-57. (1995).

    [33] Duvall, W. Strain-wave Shapes in Rock near Explosion. Geophysics, 18, 310-326(1953).

    [34] Hino, K. Fragmentation of Rock through Blasting. Journal of the industrial explosive society, 17(1), 2-11. (1956).

    [35] Simha, K. Wave Patterns in Tailored Pulse Loading. Rock Fragmentation by Blasting. Balkema Rotterdam. (1993).

    [36] Kim, D. Development of a new center-cu-t method: SAV-cut (Stage Advance V-cut). Underground Space – the 4th Dimension of Metropolises. London: Taylor & Francis Group. (2007).

    [37] Starfield, A., & Pugliese, J. Compression waves generated in rock by cylindrical explosive charges: A comparison between a computer model and filed measurements. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanics Abstracts, 5, 65-77. (1974).

    [38] Cuderman, J. High Energy Gas Fracturing Development. Sandia Nat'l Lab Rept. (1983).

    [39] Yoon, J., & Jeon, S. Use of a Modified Particle-Based Method in Simulating Blast-Induced Rock Fracture. Rock Fragmentation by Blasting (pp. 371-380) (2010).

    [40] Mortazavi, A., & Salmi, E. A Numerical Investigation of the Effect of Blasthole Delay in Rock Fragmentation. Rock Fragmentation by Blasting (pp. 363-369). London: Taylor & Francis Group (2010).

    ]41[ بخشنده امنیه و جواهراین. تحلیل عددی تأثیر عوارض ساختاری بر انتشار موج تراکمی حاصل از انفجار در پلیمری) پلکسی‏گلاس)(1386).

    ]42[ قزوینیان, ع. تعادل حدی روشی مناسب جهت تحلیل پایداری سطوح شیب دار. تحلیل و پایداری شیب‌ها(1382).

    [43] Goodman, R., & Shi, G. Block Theory and Its Application to Rock Engineering. New Jersey: prentice-hall. (1985).

    [44] Pand, G., Beer, G., & Williams, j. Numerical methods in Rock Mechanics. England. : John wiley X sons. (1990).

    [45] Jing, L. A review of techniques, advances and outstanding issues in numerical modelling for rock mechanics and rock engineering. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 40, 283-353. (2003).

    [46] Rushan , L., & Hongbin, S. An improved pseudo-static method for seismic resistant design. Earthquake Engineering and Engineering Vibration , 5(2), 189-19. (2006).

    [47] Brown, E. Analytical and Computational methods in engineering rock mechanics. London: Allen & Unwin. (1987).

    ]48[ تعیین قابلیت اعتماد دیواره های نهایی معادن سطحی با مطالعه موردی روی دیواره های معدن سنگ آهن چغارت ،فصل پنجم، مرکز تحقیقات مهندسی دانشگاه یزد (1388).

    [49] Kuhlemeyer, R. L., and J. Lysmer. Finite Element Method Accuracy for Wave Propagation Problems, J. Soil Mech. & Foundations Div., ASCE, 99(SM5), 421-427 (May 1973).



تحقیق در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, مقاله در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, پروپوزال در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, تز دکترا در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, پروژه درباره پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, گزارش سمینار در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار, رساله دکترا در مورد پایان نامه تحلیل پایداری ریزش واژگونی دیواره ی شمالی معدن چغارت ناشی از بار های دینامیکی حاصل از انفجار

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس