زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی تأثیر نوع تابع توزیع آماری شاخص مقاومت زمین‌شناسی در تحلیل احتمالاتی پارامترهای ژئومکانیکی توده‌سنگ

نویسندگان
دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی و مهندسی
چکیده
هوک و براون روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل‌پذیری توده‌سنگ‌ها پیشنهاد کردند. زمانی که این روش پیشنهاد گردید، در طراحی‌های مهندسی سنگ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. در طراحی‌ها اغلب از میانگین مقادیر پارامتر‌های هوک و براون استفاده می‌شود، با توجه به تغییرپذیری خواص توده‌سنگ در دامنه وسیعی از اعداد این عمل نمی-تواند مناسب باشد. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده‌سنگ اهمیت پیدا می‌کند. شاخص مقاومت زمین‌شناسی از مهمترین پارامترهای موجود در روابط هوک و براون می‌باشد که عدم قطعیت‌های موجود در تعیین آن بیشتر از سایر پارامترها است. در این مقاله بر ‌اساس نتایج آزمایش‌های مکانیک‌سنگ بر روی نمونه‌های سنگی معدن گل‌گهر سیرجان و همچنین برداشت‌های صحرایی مورد نیاز، به بررسی میزان حساسیت پارامترهای ژئومکانیکی توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع آماری شاخص مقاومت زمین‌شناسی در هنگام استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو در تحلیل آماری این پارامترها پرداخته شد. نتایج نشان داد که میزان حساسیت روابط هوک و براون برای تعیین پارامترهای مختلف ژئومکانیکی توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی یکسان نیست. به طوری که میزان حساسیت پارامترهای ژئومکانیکی زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، مقاومت کلی و مدول توده‌سنگ نسبت به تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی بسیار کمتر از مقاومت فشاری تک‌محوره و مقاومت کششی توده‌سنگ می‌باشد. بیشترین میزان تغییرات با تغییر نوع تابع توزیع شاخص مقاومت زمین‌شناسی برای پارامترهای زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و مقاومت کلی کمتر از 5%، برای مدول کمتر از10%، و برای مقاومت فشاری تک‌محوره و مقاومت کششی کمتر از 25%، است.
کلیدواژه‌ها

1. Sari M., Karpuz C., Ayday C., "Estimating rock mass properties using Monte Carlo simulation: Ankara andesites", Computers & Geosciences, Vol. 36 (2010) 959-969.## 2. Hoek E., "Reliability of the Hoek-Brown estimates of rock mass properties and their impact on design", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 35 (1998) 63-68. ## 3. Sari M., "The stochastic assessment of strength and deformability characteristics for a pyroclastic rock mass", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 46 (2009) 613-626. ## 4. Idris M.A., Saiang D., Nordlund E., "Numerical analyses of the effects of rock mass property variability on open stope stability", American Rock Mechanics Association (2011). ## 5. Hoel P.G., Port S.C., Stone C.J., "Introduction to probability theory", Houghton Mifflin Company (1971). ## 6. Baecher G.B., christen J.T., "Reliability and statistic in geotechnical engineering", John Wiley (2003). ## 7. Tobutt D., "Monte Carlo simulation methods for slope stability", Computers & Geosciences, Vol. 8 (1982) 199-208. ## 8. Robert C., Casella, "Monte Carlo statistical methods", 2nd ed G. Springer-verlag, New York (2004). ## 9. زارعی ا.، آمار کاربردی، انتشارات دانش پرور، تهران (1383). ## 10 .فروند جان، آمار ریاضی، ترجمه: علی عمیدی، محمد قاسم وحیدی اصل. مرکز نشر دانشگاهی، چاپ هشتم، تهران (1384). ## 11. Minitab web siteو "Tutorials of Minitab 16.2.2", Product licensed to: Hewlett-Packard corporation, Minitab web site ( http://www.minitab.com) (2010). ## 12. Hoek E., Carranza-Torres C.T., Corkum B., "Hoek-Brown failure criterion-2002 edition", In: Proceedings of the fifth North American rock mechanics symposium, Toronto, Canada, Vol. 1 (www.Rockscience.com) (2002) 267-273.. ##13. Singh B., Goel R.K., "Rock mass classification, a practical approach in civil engineering", Elsevier Science Ltd (1999). ## 14. Zhang L., "Engineering properties of rocks, Elsevier Geo-Engineering Book Series Volume 4", Elsevier Science Ltd (2005). ## 15. Sonmez H., Ulusay R., "Modification to the Geological Strength Index (GSI) and their applicability to stability of slopes", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 36 (1999) 743-760. ## 16. Sonmez H., Ulusay R., "A discussion on the Hoek- Brown failure criterion and suggested modification to the criterion verified by slope stability case studies", Yerbilimleri (Earth sciences), Vol. 26 (2002) 77-99. ## 17. Hack R., Price D., Rengers N., "A new approach to rock slope stability-a probability classification (SSPC)", Bull Eng Geol Environ, Vol. 62 (2003) 167-184. ##