نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشجوی دکترا/دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

پارامترهای مقاومت برشی توده‌های سنگی از مهم‌ترین اطلاعات مورد نیاز در طراحی و بررسی پایداری سازه‌هایی می‌باشند که در سنگ حفر می‌شوند. بر این اساس هوک و براون روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل‌پذیری توده‌سنگ‌های درزه‌دار پیشنهاد کردند. در طراحی‌های مهندسی سنگ اغلب از میانگین مقادیر پارامتر های هوک و براون استفاده می‌شود. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده‌سنگ بسیار مهم است. در این مقاله بر اساس نتایج آزمایش‌های مکانیک‌سنگ روی نمونه‌های سنگی محدوده معدن گل‌گهر سیرجان به مدل‌سازی عدم اطمینان‌ها در تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده‌سنگ‌های موجود در معدن، بر اساس معیار شکست هوک و براونو با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو پرداخته شد. چون با تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده‌سنگ بر اساس یک سطح اطمینان مشخص در مراحل بعدی می‌توان طراحی‌های مورد نیاز را بر اساس یک سطح اطمینان مشخص انجام داد، مقادیر این پارامترها با سطح اطمینان مشخصی تعیین شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که ضریب تغییرات و در نتیجه پراکندگی داده‌های شبیه‌سازی شده می‌تواند ناشی از روابط استفاده شده در محاسبه پارامترهای خروجی باشد. رابطه‌ای که با وجود ورودی‌های یکسان در مقایسه با روابط دیگر، خروجی‌هایی با ضریب تغییرات بیشتر را ایجاد می‌کند نشان می‌دهد که عدم قطعیت بیشتری در مدل ریاضی حاکم بر آن رابطه و در نتیجه خروجی‌های محاسبه شده توسط آن رابطه وجود دارد. بر این اساس ضریب تغییرات و در نتیجه آن پراکندگی در داده‌های شبیه‌سازی شده زاویه اصطکاک داخلی به دلیل رابطه مثلثاتی کمتر از چسبندگی است. همچنین برتری استفاده از توابع توزیعی با کران صفر تا بی‌نهایت مثبت نسبت به توابع توزیعی که دارای دو کران باز هستند در مورد برازش بر داده‌هایی با مقدار عددی کم و پراکندگی زیاد در هنگام استفاده از روش مونت کارلو در شبیه‌سازی نشان داده شد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimating the Shear Strength Parameters of Rock Mass using Monte Carlo Method

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Rabiei Vaziri 1
  • Hamidreza Mohammadi Azizabadi 2

1 Student/Shahid Bahonar University of Kerman

2 Ph. D. candidate/Shahid Bahonar University of Kerman

چکیده [English]

The shear strength parameters of rock mass fall among the most important information required for ‎designing and stability analysis of structures excavated in the rocks. Hoek and ‎Brown have suggested a method to estimate the strength and deformability parameters of jointed rock ‎masses. In rock engineering designs, the mean values of Hoek and Brown parameters are often used. ‎In these cases, probability analysis of rock mass properties is highly important. In this paper, based ‎on the results obtained from rock mechanic tests carried out on rock samples of Gol-e-Gohar iron ‎ore mine, the uncertainties in determining the shear strength parameters of the mine rock masses ‎were modeled according to Hoek and Brown failure criteria and using Monte Carlo simulation ‎method. Since determination of shear strength parameters of rock mass based on a specific ‎confidence level results in the required designs of the following steps to be done based on a specific ‎confidence level, the values of these parameters were determined with a specific confidence level. ‎The simulation results showed that the coefficient of variation and consequently, the sparsity of the ‎simulated data can be caused by the equations used for calculating the output parameters. Using the ‎same inputs, higher uncertainties are found in the mathematical model of the equation that ‎produces outputs of greater coefficient of variation compared to the other equations. Therefore, the ‎coefficient of variation and the sparsity of the simulated data is smaller for the internal friction ‎angle (due to the trigonometric equation) compared to the cohesion data. Moreover, the advantage ‎of using distribution functions with the limits of 0 to +∞ rather than distribution functions with two ‎infinite limits for fitting the data with small numerical values and high sparsity was shown though ‎applying the Monte Carlo simulation method. ‎
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Monte Carlo Simulation
  • Gol-Gohar
  • Hoek and Brown failure criteria
  • shear strength of rock mass