پایان نامه روشهای اندازه گیری و تمهیدات پایداری شیب در معادن سطحی

پایان نامه روشهای اندازه گیری و تمهیدات پایداری شیب در معادن سطحی

خلاصه :

علی رغم پیشرفتهایی که در اندازه گیری و پیش بینی صورت گرفته ، خاکریزه ها خسارات اجتماعی ، اقتصادی و محیطی سنگینی را در فضاهای کوهستانی وارد میکند. قسمتی از آن بخاطر پیچیدگی فرایندها، عدم موفقیت شیب رانش و اطلاعات ناکافی ما از مکانیزم های اساسی می باشد. در هر صورت بطور افزاینده ای کارشناسان برای تحلیل و پیش بینی پایداری شیب ، تعیین ریسک آن ، مکانیزمهای شکست پتانسیلی و سرعتهای آن مناطق پر خطر حاضر شده و برای تعیین اندازه های چاره ساز ممکن فراخوانده می شوند.

این مقاله به معرفی موضوع تحلیل پایداری شیب سنگ و هدفی که این تحلیل در بررسی مکانیزمهای ریزش بالقوه شیب دنبال میکند ، می پردازد . سپس به بحث در مورد پیشرفتهایی که در تحول تکنیکهای آنالیز شیب بر پایه کامپیوتر به نسبت روشهای معمولی مورد استفاده ، می پردازد . همچنین تعیین امکان اجرای سینماتیک برای مدهای معمول متفاوت به اضافه راه حلهای تحلیلی و تعادلی محدود برای فاکتورهای ایمنی در برابر ریزش شیب ارایه شده است .

قسمت دوم به معرفی روشهای مدلسازی عددی و کاربردهای آنها در تحلیل پایداری شیب سنگ می پردازد . بحث روی پیشرفتهای استفاده از کدهای مدلسازی عددی پیوسته و ناپیوسته متمرکز می شود . همچنین مشارکت و نفوذ فشارهای تخلخل و بارگذاری دینامیک ارایه شده اند . مراحلی که در تحلیل عددی اجرا می شوند با تاکید بر اهمیت یک تمرین خوب مدلسازی بازنگری می شوند .

معرفی

تحلیل پایداری شیب سنگ بطور معمول به سمت و سوی طراحی بنیادی و ایمن شیبهای حفر شده ( مانند حفاری گودال باز ، برشهای جاده ای و غیره ) و با شرایط تعادلی شیبهای طبیعی جهت داده می شود . تکنیک تحلیل انتخابی به هر دو ، شرایط سایت و حالت ریزش بالقوه با ملاحظات دقیقی که به قدرتهای متغیر ، ضعفها و محدودیتهایی که در هر روشی وجود دارد ، بستگی دارد .

بطور کل ، موضوعات ابتدایی آنالیز پایداری شیب صخره عبارتند از :

• تعیین شرایط پایداری شیب صخره ؛
• بررسی مکانیزمهای ریزش بالقوه ؛
• تعیین حساسیت آسیب پذیری شیبها به مکانیزمهای تریگرینگ متفاوت ؛
• آزمایش و مقایسه حمایتهای متفاوت و گزینه های مستحکم کردن ،
• طراحی شیبهای حفر شده بهینه از نقطه نظرهای ایمنی ، معتبر بودن و اقتصادی ؛

مطالعات بررسی سایت باید شامل هرگونه مطالعات پایداری و شامل المانهای زمین شناسی و نقشه برداری ناپیوسته برای تهیه داده های ورودی لازم برای آنالیز پایداری باشد . 

آنالیز سینماتیك

روشهای سینماتیك روی امكان پذیری ریزش های انتقالی بعلت تغییر لبه ها یا ضخامت " روز روشن " متمركز می باشد . همچنین ، این روشها به استناد ارزیابی دقیق ساختار جرمی سنگ و هندسه دسته های ناپیوسته موجود كه ممكن است در ناپایداری سنگ شركت داشته باشند ، معتبر است . این مشاركت توسط نمودارهای استریونیت و یا كدهای مخصوص كه به تشكیل سطح و لبه می پردازد ، انجام می شود . برای مثال ، برنامه DIPS ( راك سا ینس 2001 الف ) تجسم و تعریف امكانپذیری سینماتیك ویژگیهای گسسته را دارد . ( شكل 1 )

آنالیز تعادل محدود

تكنیكهای تعادلی محدود بطور معمول در تحلیل زمین لغزه ها ، جایی كه جابجایی های انتقالی یا چرخشی بر روی سطوح ریزش جدا از هم اتفاق می افتد ، بكار می روند . این تحلیل ها آماده كردن فاكتور ایمنی و یك محدوده پارامترهای استحكام برشی در ریزش در حین تحلیل معكوس را بر عهده دارند . بطور کلی این روشها معمولیترین روش راه حلی پذیرفته شده در مهندسی مكانیك سنگ می باشند ولو اینكه بسیاری از ریزشها دارای تغییر شكل و شكافهای داخلی پیچیده باشند كه مقاومت كمی در مقابل فرضیات بلوك صلب دو بعدی كه با تحلیلهای تعادلی محدود مورد نیاز است ، دارد . 

 فهرست 

 قسمت اول

پایداری شیب با بهره گیری ازتکنیکهای عددی پیشرفته ....................................... 1

خلاصه ............................................................................................................................................ 2

فصل اول

1 . معرفی.................................................................................................................................3

فصل دوم

2 . روشهای قراردادی تحلیل شیب سنگ....................................................................... 6

1 – 2 .  مقدمه................................................................................................................. 6

2 – 2 . آنالیز سینماتیك............................................................................................... 6

3 – 2 . آنالیز تعادل محدود.......................................................................................... 7

1 – 3 – 2 . تحلیل انتقالی................................................................................... 8

2 – 3 – 2 . تحلیل واژگونی................................................................................ 9

3 –  3 – 2 . تحلیل چرخشی............................................................................11

 4 – 2 . شبیه سازهای ریزش سنگ.........................................................................16

فصل سوم

3 . شیوه های عددی تحلیل شیب سنگ.....................................................................19

1 – 3 . روش پیوسته...................................................................................................20

2 – 3 . روش غیرپیوسته.............................................................................................23

1 – 2 – 3 . شیوه اجزای ناپیوسته...................................................................24

2 – 2 – 3 . تحلیل تغییر شکل ناپیوستگی....................................................32

3 – 2 – 3 . کدهای جریان ذره.........................................................................33

3 – 3 . روش هیبریدی...............................................................................................36

فصل چهارم

4 . توسعه و كاربرد مدل چندگانه.................................................................................37

فصل پنجم

5 . پیشرفتهای آینده.......................................................................................................42

قسمت دوم

شبیه سازی پایداری شیب از طریق رادارجهت استخراج معادن به طور روباز................44

خلاصه...........................................................................................................................45

فصل اول

1 . مقدمه..........................................................................................................................46

1 – 1 . پیش زمینه....................................................................................................46

2- 1 . احتیاجات کاربر..............................................................................................46

3 – 1 .  روش‌های ممکن........................................................................................46

1 - 3 – 1 .  نمایشگر زمین لرزه...................................................................47

2 – 3 – 1 .  رادار...........................................................................................47

3 – 3 – 1 .  لیزر..............................................................................................48

4 – 3- 1 . عکس برداری................................................................................48

4 – 1 .  انگیزه برای استفاده از رادار....................................................................49

5 – 1 . کارهای سابق بر این برای نشان دادن شیب با استفاده از رادار.......49

6 – 1 .  شیب و محدودیت‌ها...............................................................................50

فصل دوم

2 . رادار با فرکانس مدرج..........................................................................................51

1 - 2 . مفهوم رادار با فرکانس مدرج.................................................................51

2 – 2 .  پارامترهای رادار.....................................................................................51

3 – 2 .  راه اندازی رادار.......................................................................................53

4 - 2 .  بررسی اجمالی از اینترفرومتری راداری.............................................53

فصل سوم

3 . شبیه سازی یک سلول منفرد، توسط اسکن...................................................56

1 – 3 . مفهوم شبیه سازی مطلب......................................................................56

1 – 1 – 3 . تولید نقاطی برای شبیه سازی یک هدف مسطح............56

2 – 1 – 3 . محاسبه مجموع انعکاس فرکانس........................................57

3 – 1- 3 – مدل سازی از طریق صدا.......................................................58

4 – 1 – 3 . مدل سازی یک تغییر و جابجایی در فاصله......................58

2 – 3 .  روش‌های به وجود آوردن محدوده فرکانس.....................................59

1 – 2 – 3 .  لایه گذاری از پایین‌ترین نقطه برای افزایش رزولوشن تصویر......................................59

2 – 2 – 3 .  حذف زواید (بزرگنمایی) برای پایین آوردن سطوح لبة فرعی....................................59

3 – 2 – 3 . پایه بندی برای حذف شیب فاز........................................60

3 – 3 .  تعیین تغییر در فاصله........................................................................61

1 – 3 – 3 .  انتقال به محدوده زمانی.......................................................61

2 – 3 – 3 .  پیوستگی فازی.......................................................................62

3 – 3 – 3 .  اختلاف فاز..............................................................................64

4 – 3 – 3 . ابهام در فاز اختلافی..............................................................65

5 – 3 – 3 . تعیین منطقه مورد نظر........................................................65

6 – 3 – 3 . حذف جهش‌های  در مقایر فاز...........................................66

7 – 3 – 3 .  محاسبه شیفت در دامنه....................................................66

4 – 3 .  نتایج شبیه سازی...............................................................................68

5 -3 .  نتیجه گیری...........................................................................................70

فصل چهارم

4 . قرائت‌های آزمایشگاهی سلول منفرد............................................................71

1 – 4 .  پارامترهای رادار مورد استفاده برای قرائت‌ها...............................71

2 – 4 .  اصطلاحات برای الگوریتم .............................................................73

1 – 2 – 4 .  جمع کردن اسکن‌ها برای بهبود ..................................73

2 – 2 – 4 .  انحنای ظاهری دیوار به واسطه پهنای اشعه بالا........73

3 – 2 – 4 .  تغییر در پهنای باند بالای حذف خطاهای موجود در شیفت بزرگ .........................76

3 – 4.  نتایج قرائت‌های تجربی ...................................................................76

1 – 3 – 4 .  خطاهای شیفت کوچک.................................................77

2 – 3 – 4 .  خطاهای شیفت بزرگ...................................................77

4 – 4 . نتیجه گیری ...................................................................................78

فصل پنجم

5 . شبیه سازی کل اسکن...................................................................................79

1- 5 . مفهوم شبیه سازی مطلب..................................................................79

1 – 1 – 5 . تولید نقاط برای شبیه سازی سطح دیواره.................79

2 – 1 – 5 .  مدل سازی شیفت در دامنه ........................................79

2 – 5 .  نتایج شبیه سازی  انتقال جرم ....................................................81

1 – 2 – 5 . خطاهای شیفت کوچک..................................................82

2 – 2 – 5 . خطاهای شیفت بزرگ....................................................82

3 – 5 . نتیجه‌گیری ......................................................................................84

فصل ششم

6 . عدم ارتباط موقتی.........................................................................................85

1 – 6 .  تعریف عدم ارتباط موقتی ............................................................85

2 – 6 . مقدار اطمینان – پیک منحنی ارتباط فاز .................................86

3 – 6 . عدم ارتباط موقتی به واسطه تغییر در زاویه .............................87

1 – 3 – 6 . مدلسازی تغییر در زاویه ...............................................87

2 – 3 – 6 . کاهش در ارتباط به واسطه تغییر در زاویه................87

3 – 3 – 6 . نتایج تشبیه سازی برای تغییر در زاویه ..................87

4 – 6  . عدم ارتباط موقت به واسطه شیفت موضعی............................91

1 – 4 – 6 .  مدلسازی شیفت موضعی ...........................................91

2 – 4 – 6 .  شیفت میانگین کل سلول .........................................91

3 – 4 – 6 . کاهش در ارتباط به واسطه شیفت موضعی.............92

4 – 4 – 6 . نتایج برای شبیه سازی برای شیفت موضعی.........93

5 – 6 . نتایج شبیه سازی برای شکست گوه‌ای .................................94

1 – 5 – 6 . مدلسازی شکست گوه‌ای ..........................................95

2 – 5 – 6 – نتایج شبیه سازی برای شکست گوه‌ای ...............95

6 – 6 . نتیجه‌گیری ...................................................................................96

1 – 6 – 6  . خلاصه نتایج شبیه سازی......................................97

2 – 6 – 6 .  مقدار اطمینان بر عنوان اندازه پایداری ...............98

3 – 6 – 6 .  تغییر در روش برای کاهش عدم ارتباط موقتی ........................................98

فصل هفتم

7 . تغییرات اتمسفری..................................................................................100

1 – 7 .  اثر تغییرات اتمسفری.............................................................100

2 – 7 .  شبیه سازی رفلکتور گوشه‌ای .............................................101

3 – 7 .  شبیه سازی تغییر در شرایط اتمسفری ............................101

1 – 3 – 7 .  تغییر در دما ..........................................................102

2 – 3 – 7 – تغییر در فشار........................................................102

3 – 3 – 7 .  تغییر در فشار جزئی بخار آب .........................104

4 – 7 .  تغییر اثرات اتمسفری با دامنه ...........................................106

5 – 7 .  الگوریتم ارتقاء یافته..............................................................107

6 – 7 .  نتایج برای شبیه سازی .......................................................107

7 – 7 . نتیجه گیری ...........................................................................108

فصل هشتم

8 . نتایج................................................................................................................110

1 – 8 . مرور فرضیه......................................................................................110

2 – 8 . خلاصه نتایج................................................................................112

3 – 8 . ارزیابی نهایی تکنیک ..................................................................112

4 – 8 .  روش اسکن توصیه شده .............................................................113

منابع و معاخذ...........................................................................................................