تحلیل پایداری شیروانی سنگی تکیه گاه چپ سد بختیاری با رویکرد محیط ناپیوسته
چکیده
به علت وجود عدم قطعیت در پارامترهای هندسی ناپیوستگی¬ها، همواره راه حل واحد و کارآمدی برای ارزیابی پایداری شیب-های سنگی درزه¬دار وجود ندارد. بدین منظور استفاده از روش¬های احتمالی می¬تواند مناسب¬تر باشد. یکی از این روش¬های احتمالی، استفاده از روش شبکه شکستگی¬های مجزا-المان گسسته (dfn-dem) است. مدل شبکه شکستگی¬های مجزا (dfn) بیان واقعی¬تری از هندسه ناپیوستگی¬ها را در زمین فراهم می¬آورد. این مدل مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی¬ها براساس تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی¬ها می¬باشد. نیروهای عمل¬کننده بین بلوک¬ها با استفاده از روش¬های عددی نظیر روش المان گسسته (dem) قابل تخمین است. هدف از این مطالعه توسعه یک رویکرد تحلیل احتمالی و الگوریتم مربوط به آن با استفاده از روش dfn-dem برای تحلیل پایداری شیب¬های سنگی درزه¬دار در شرایط مختلف می¬باشد. مدل¬سازی آماری ناپیوستگی¬های توده¬سنگ در سه بعد، بر اساس پارامترهای هندسی درزهها اعم از موقعیت، اندازه و چگالی آن¬ها در واحد حجم توده¬سنگ صورت میگیرد. تعیین اندازه و چگالی ناپیوستگی¬ها در واحد حجم توده¬سنگ به این دلیل که صفحات درزه¬ها، درون توده¬سنگ بوده و نمیتوان آنها را مستقیما اندازهگیری کرد، بسیار دشوار است. در این تحقیق، ناپیوستگی¬های طبیعی تکیه¬گاه چپ سد بختیاری شبیه¬سازی آماری گردید. در مدل¬سازی، ناپیوستگیها بصورت دیسک فرض شدند. توابع توزیع نظری قطر درزهها و همچنین چگالی آن¬ها در واحد حجم توده-سنگ با توجه به توزیعهای تجربی بدست آمده از برداشت ناپیوستگیهای ساختگاه، تخمین زده شدند. بررسی¬ها نشان دادند که پارامتر طول درزه¬ها بیشترین برازش را بر توابع چگالی احتمال لاگ¬نرمال و توانی دارد. پس از تولید دیسک¬های هم¬بعد، با استفاده از آزمون واتسون-ویلیام، dfnهای تولید شده مورد صحت¬سنجی قرار گرفتند و شبیه¬ترین dfn با برداشت¬های تجربی برای هرکدام از دسته درزه¬ها انتخاب شد. پس از تعیین پارامترهای هندسی و آماری ناپیوستگی¬ها مدل¬سازی عددی dem بر روی dfnهای تولیدشده در رویکرد dfn-dem برای ارزیابی رفتار شیروانی انجام گردید. در این مطالعه همچنین براساس تاریخچه زمین¬شناسی و تکامل تکتونیک منطقه و آزمایشات برجا، جهت تنش¬های برجا در شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ تعیین شد. برای تحلیل¬های پایداری شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ سد بختیاری از روش¬های تحلیل سینماتیکی، حدی و عددی استفاده شد. در بررسی پایداری به روش سینماتیکی امکان لغزش واژگونی در شیروانی سنگی تکیه¬گاه چپ وجود ندارد. بررسی ریزش صفحه¬ای نشان داد که در دیواره¬های میانی و بالایی احتمال لغزش صفحه¬ای تحت تاثیر دسته درزه j1 وجود دارد. در دیواره میانی و بالایی نیز برای گوه¬های حاصل از تقاطع دسته درزه j1 و لایه¬بندی از نظر هندسی امکان لغزش وجود خواهد داشت. در بررسی پایداری شیب به روش تعادل حدی کمترین مقدار ضریب ایمنی بدست آمده برای شکست صفحه¬ای مربوط به دسته درزه j1 در دیواره بالایی بوده و نتایج نشان می¬دهند که دیواره تکیه-گاه چپ پایدار است. در تحلیل عددی مشخص شد که این شیروانی نیازمند تمهیدات و نصب نگهداری می¬باشد. حجم بلوک¬های ناپایدار براساس جابجایی مجاز میل¬مهارهای مرسوم مورد استفاده در نگهداری شناسایی و مشخص شد که حجم کل بلوک¬های مورد نظر در هر تحلیل، برازش خوبی بر تابع توزیع ویبال دارد و برای سیستم نگهداری میل¬مهار به طول¬های 9، 12 و 15 متر، 80 درصد حجم بلوک¬ها به ترتیب کمتر از 132، 180 و 406 مترمکعب می¬باشند و بایستی به آن توجه شود.