پایان نامه کارشناسی ارشد و کارشناسی مهندسی معدن

قابل توجه دانشجویان مهندسی معدن (استخراج معدن - مکانیک سنگ)

کمک به دانشجویان محترم جهت انجام پایان نامه کارشناسی ارشد و کارشناسی مهندسی معدن

(آموزش و راهنمایی)

در زمینه های مختلف

زیر نظر جمعی از فارغ التحصیلان کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر
با مدیریت جناب آقای مهندس صیاد قربانی
  شماره تماس: [phone]


در زیر بعضی از عنوان ها آورده شده است:


  -تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل و مغار

 - تحلیل پایداری شیبهای معدنی و شیروانی ها

 - برآورد پارامترهای ژئومکانیکی سنگ میزبان سازه های زیرزمینی با استفاده از تحلیل برگشتی جابجاییها

- تحلیل و تفسیر نتایج حاصل از ابزاربندی

 - تحلیل هیدرولیکی و برآورد میزان ورود آب به داخل تونل و مغار

 - تحلیل استاتیکی و دینامیکی سازه های زیرزمینی

و ....

سوابق كار نرم افزاری

 

·         تحلیل پایداری چاه و طراحی نگهداری آن

·         تحلیل و تفسیر نتایج حاصل از ابزار بندی (با استفاده از داده های موجود در مغار نیروگاه مسجد سلیمان)

·         تحلیل پایداری شیب های معدنی و عمرانی (مطالعه موردی شیب دیواره معدن سونگون)

·         برآورد پارامترهای ژئومکانیکی سنگ میزبان سازه های زیرزمینی با استفاده از تحلیل برگشتی جابجائی ها

·         تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل های البرز در محدوده تحت فشار آب زیرزمینی

·         برآورد گام اولیه تخریب در روش جبهه کار بلند

·         تخمین میزان بارپذیری خاک های رسی و ماسه ای در شرایط استاتیکی و دینامیکی

·         تاثیر بار دینامیکی حاصل از انفجار 10 تن TNT بر روی سنگ ضعیف

·         تاثیر بار دینامیکی بر روی راک بولت ها

آموزش UDEC

 قابل توجه دانشجویان مهندسی معدن و عمران
  آموزش UDEC و انجام پروژه های دانشجویی با نرم افزار UDEC  

زیر نظر جمعی از فارغ التحصیلان کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر
با مدیریت جناب آقای مهندس صیاد قربانی
  شماره تماس: [phone]

  -تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل و مغار

 - تحلیل پایداری شیبهای معدنی و شیروانی ها

 - برآورد پارامترهای ژئومکانیکی سنگ میزبان سازه های زیرزمینی با استفاده از تحلیل برگشتی جابجاییها

- تحلیل و تفسیر نتایج حاصل از ابزاربندی

 - تحلیل هیدرولیکی و برآورد میزان ورود آب به داخل تونل و مغار

 - تحلیل استاتیکی و دینامیکی سازه های زیرزمینی  

انجام مشاوره جهت تحلیل و مدلسازی با نرم افزار UDEC

کمک به انجام پروژه های مربوط به نرم افزار UDEC

تحلیل استاتیکی- هیدرولیکی- تحلیل پایداری شیب و تونل

شماره تماس: [phone]

مهندس شمس

نمونه ای از کار های انجام داده شده در صفحه زیر

http://udec.mihanblog.com/extrapage/plot

مقدمه ای بر udec

مقدمه ای بر udec

امروزه از مدل سازی عددی برای بررسی رفتار توده سنگ در یک محل مشخص استفاده می‌شود. اساس این روش‌ها تبدیل یک محیط با بینهایت درجه آزادی به محیطی با درجه آزادی محدود در تعداد معینی از ‏نقاط محیط می‌باشد. با بررسی اثر نیروها و بارگذاری در این نقاط می‌توان میزان تغییرشکل آنها را با استفاده ‏از درون یابی به دست آورد. موقعیت، تعداد و ارتباط نقاط ذکر شده توسط المان بندی مشخص می‌شود. هر المان نشان دهنده جزء کوچکی از محیط است که دارای مشخصات هندسی، سازه‌ای و مواد مخصوص خود می‌باشد. ارتباط المان‌ها با یکدیگر بر اساس گره‌های مشترک آنها می‌باشد.

‏از معایب روش‌های عددی می‌توان به زمان بر بودن انجام محاسبات اشاره کرد. به هنگام اجرای ‏محاسبات به حافظه زیادی نیاز دارند. همگرا نشدن حل عددی در بعضی مواقع نیز، از دیگر مشکلات  روش‌هاست.

‏هر چند در ابتدا استفاده از این روش‌ها به دلیل سرعت و حافظه کم رایانه‌ها محدود بود، اما با پیدایش رایانه‌های پر قدرت، استفاده از آنها توسعه یافته است

ادامه مطلب

تحلیل هیدرولیکی

یکی از مسائلی که در طراحی پروژه­های معدنی، عمرانی، استخراج نفت، آب­های زیرزمینی، ژئوترمال و زیست محیطی باید مورد توجه قرار بگیرد، جریان آب درون توده سنگ است. جریان شدید آب به داخل فضای زیرزمینی پایداری فضا را به مخاطره انداخته، شرایط احداث را با مشکل مواجه کرده و از نظر زیست محیطی هم ممکن است انتقال مواد آلوده را در پی داشته باشد، گرچه در استخراج نفت و آب­های زیرزمینی حداکثر استخراج مطلوبست.

میزان جریان ورودی به فضای زیرزمینی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می­گیرد و شناسایی کلیه پارامترهای مؤثر بر جریان امکان پذیر نیست. از جمله عوامل مؤثر بر دبی جریان آب می­توان به خصوصیات توده سنگ درونگیر فضای زیرزمینی، شرایط محیط و فرآیندهای توامان مختلفی که در توده سنگ رخ می­دهد اشاره کرد.

یکی از روش­های موجود برای تحلیل جریان سیال درون توده سنگ روش­های عددی است. روش­های عددی هم در محیط پیوسته و هم ناپیوسته قابل کاربرد است ولی مدلسازی محیط ناپیوسته متفاوت از محیط پیوسته بوده و ویژگی­های خاص خود را دارد. در نتیجه باید از روش­های عددی مناسب محیط ناپیوسته برای مدلسازی استفاده کرد. پیدایش مدلسازی عددی در سنگ­های درزه­دار به سال 1960 بر می­گردد. یکی از روش­های تحلیل عددی که در محیط ناپیوسته کاربرد فراوان دارد، روش المان مجزاست که در متن برنامه نرم افزار دو بعدی udec و سه بعدی 3DEC استفاده شده است. در این نرم افزار­ها توده سنگ به عنوان ماده­ای با حد واسطی از خاصیت صلب[1] و شکل‌پذیر[2] و ناپیوستگی­ها به عنوان مرزهای داخلی بین بلوک­ها در نظر گرفته می­شود.

udec قابلیت انجام تحلیل جریان سیال درون ناپیوستگی­های یک سیستم از بلوک­های نفوذناپذیر را داراست. تحلیل هیدرومکانیکی و قابلیت هدایت ناپیوستگی‌ها وابسته به تغییر شکل­های مکانیکی و فشار آب حفره‌ای است. در واقع در udec یک تحلیل توامان مکانیکی- هیدرولیکی انجام می­شود که در آن هدایت هیدرولیکی ناپیوستگی به تغییر شکل مکانیکی وابسته است و برعکس، فشار آب حفره­ای ناپیوستگی محاسبات مکانیکی را تحت تأثیر قرار می­دهد. اثرات مدل شده در شکل 4-1 خلاصه شده است. هم­جریان محصور و هم جریان با سطح آزاد را می­توان در udec مدلسازی کرد. الگوریتم اصلی برای حالت ناپایدار نوشته شده اما یک طرح کارآمد نیز برای مسائل حالت پایدار توسعه ­یافته است.

در این نرم افزار فرض بر این است که جریان از فضاهای خالی بین بلوک­ها عبور می­کند. شکل 4-2 نمایی از این فضاها را نشان می­دهد. در این شکل دامنه[1] 1، 3 و 4 درزه­ها را نشان می­دهد. دامنه 2 در تقاطع دو ناپیوستگی قرار گرفته و دامنه 5 یک فضای خالی است. این دامنه‌ها به­ وسیله نقاط تماس از همدیگر جدا می­شوند.

 

 

 

 

 

1- اثر فشار

2- جریان

3- اثر مکانیکی بر جریان

4- تولید فشار

Q         : جریان در گره V         : تغییر حجم

شکل  اندرکنش سیال/جامد در ناپیوستگی [24]

 

 

شکل جریان درون درزه­ها که بصورت جریان بین نواحی مدل شده است [24]

جریان در اثر اختلاف فشار بین نواحی مجاور بوجود می­آید. نرخ جریان بر حسب نوع تماس به دو روش محاسبه می­شود. برای یک تماس نقطه­ای[2]  (مانند تماس F در شکل 4-2) نرخ جریان از یک ناحیه با فشار P₁ به یک ناحیه با فشار P₂ عبارت است از [24]:

(4-1)

: فاکتور نفوذپذیری تماس نقطه­ای و : اختلاف فشار ( ) است که برابر می­شود با:

(4-2)

در این رابطه : دانسیته سیال ( )، : شتاب ثقل ( ) و  و : مختصات مرکز نواحی ( ) است.

در مورد تماس لبه به لبه[3]، یک طول تماس تعریف می­شود (برای مثال در شکل (4-2) ID و IE به ترتیب طول تماس­های D و E را نشان می­دهد). این طول‌ها به صورت نصف فاصله به نزدیکترین تماس در سمت راست بعلاوه نصف فاصله به نزدیکترین تماس در سمت چپ، به دست می­آید. در این مورد قانون دارسی (مکعب) در یک درز صفحه­ای بکار برده می­شود و نرخ جریان به صورت زیر بدست می­آید [24]:

(4-3)

در این رابطه، : فاکتور نفوذپذیری ناپیوستگی است که به طور تئوری برابر    است (  ویسکوزیته دینامیک سیال است)، : بازشدگی هیدرولیکی تماس ( )، : طول تماس ( ) و : اختلاف فشار ( ) است.

رابطه (4-3) را می­توان برای تماس­های نقطه­ای هم استفاده کرد، به شرطی یک حداقل طول به این تماس­ها اختصاص داده شود.

در هر گام زمانی[4] در محاسبه مکانیکی، هندسه به روز شده سیستم مشخص می­شود، در نتیجه مقادیر جدید بازشدگی تمام تماس­ها و حجم تمام نواحی به­دست می­آید. نرخ­های جریان تماس­ها از محاسبات بالا تعیین شده و سپس فشار ناحیه با توجه به جریان خالص ورودی به ناحیه و تغییرات ممکن در حجم ناحیه در اثر حرکات افزایشی بلوک­های اطراف، به روز می­شود و عبارت است از [24]:

(4-4)

که : فشار ناحیه در گام زمانی قبلی ( )، : جمع جریان ورودی به ناحیه از تماس­های اطراف ( ) و : مدول بالک سیال ( ) است و

 و  سطوح جدید و اولیه ناحیه ( ) هستند.

در مدلسازی به هر تماس یک بازشدگی هیدرولیکی اختصاص داده می­یابد که وابسته به جابجایی عمودی است و به صورت زیر نوشته می­شود:

(4-5)

  : بازشدگی ناپیوستگی در تنش عمودی صفر ( ) و : جابجایی عمودی ناپیوستگی ( ) (علامت مثبت بازشدگی را نشان می­دهد) است.

یک مقدار حداقل هم برای بازشدگی فرض می­شود که در کمتر از این مقدار، انسداد مکانیکی بازشدگی تماس را تحت تأثیر قرار نمی­دهد و با ares نشان داده می­شود. در مقابل یک مقدار حداکثر amax هم برای افزایش راندمان محاسبات در نظر گرفته می­شود که در udec پنج برابر ares فرض می­شود. تغییر بازشدگی با تنش عمودی اعمال شده به ناپیوستگی در شکل (4-3) نشان داده شده است.

شکل 4-3 رابطه بین بازشدگی هیدرولیکی و تنش عمودی [24]

 

در عمل ممکن است این رابطه از حالت خاصی خارج شده و به منحنی درجه دو یا بیشتر تبدیل شود.

سه حالت محاسبه برای انواع مختلف مسائل جریان سیال در udec وجود دارد که عبارتند از:

·           تحلیل ناپایدار[5] - سیال تراکم پذیر[6]

·           تحلیل حالت پایدار[7]

·           تحلیل ناپایدار- سیال تراکم ناپذیر[8]

در تحلیل حاضر، از تحلیل حالت پایدار برای محاسبه جریان ورودی به تونل استفاده شده است. بدین معنی که جریان ورودی پس از حفر تونل و رسیدن جریان به حالت پایدار در تماس­های اطراف تونل، محاسبه شده است. در ادامه به نحوه مدلسازی جریان ورودی به تونل در محیط ناپیوسته پرداخته می­شود.

---

[1] Domains

 

[2] Point Contact

[3] Edge-Edge Contact

[4] Timestep

[5] Transient Analysis

[6] Compressible Fluid

[7] Steady-State Analysis

[8] Incompressible Fluid

---

[1] Rigid

[2] Deformable

طراحی حفریات زیرزمینی با نرم افزار یودک UDEC

آشنائی با نرم افزار UDEC
نرم افزار UDEC یك برنامه عددی دو بعدی می‌باشد كه به زبان برنامه نویسی فرترن 77 نوشته شده است. این نرم افزار، از ویژگی‌های روش اجزا مجزا پیروی می‌نماید و بر اساس روش حل صریح وابسته به زمان، محیطهای ناپیوسته را تحلیل می‌نماید. UDEC بوسیله "لاگرانژ" یك برنامه حسابی پایه گذاری شده است كه به خوبی با حركات و جابجایی‌های بزرگ در یك سیستم بلوكی سازگار است.
در نرم افزار UDEC، هر بلوك می‌تواند به صورت صلب یا دگر شكل پذیر در نظر گرفته شود. بلوكهای صلب در محیطهای كم تنش و یا در جا‌هائی كه سنگ بكر دارای مقاومت بالا و توانایی دگر شكل پذیری كم است، به كار برده می‌شوند. رفتار بلوكهای صلب بدون دگرگونی در هندسه آنها تحلیل می‌شود. بلوكهای دگر شكل پذیر، به چندین بخش كوچكتر به صورت اجزای تفاضل محدود تقسیم می‌شوند. در این حالت رفتار اجزا بر اساس قوانین تنش – كرنش خطی بیان می‌شود و حركت نسبی ناپیوستگی‌ها نیز تحت تأثیر روابط نیرو – جابجایی خطی یا غیر خطی وابسته به حركت در جهات قائم و برشی گسترش می‌یابد. در نرم افزار UDEC كارآیی بالایی از نظر دنبال نمودن روند رفتارهای خطی و یا غیر خطی بلوكهای سنگی و ناپیوستگی‌ها دارد و از نظر تركیب مسائل هیدرولیكی یا حرارتی با مسائل مكانیك سنگی توانایی بسیار بالایی را دارد.
توانایی‌های ویژه این نرم افزار را می‌توان به گونه زیر بیان نمود :
1- به كارگیری ساختارهای مختلف ناپیوستگی‌ها ( لایه بندی، درزه، گسل و... ) به گونه تركیبی و نسبت دادن مدلهای رفتاری گوناگون به هر یك از آنها
2- نسبت دادن مدلهای رفتاری گوناگون سنگ بكر و بلوكهای مجزا و همچنین توانایی تحلیل مسائل در محدوده‌های رفتاری الاستیك و پلاستیك
3- در نظر گرفتن مواد گوناگون با ویژگیهای متفاوت در مدل
4- مدل كردن سیالات و جریان آن از میان درزه‌ها
5- مدل كردن جریان گرمایی زودگذر و تنشهای القایی – حرارتی ناشی از آن
6- دارا بودن منطق اجزا ساختاری به منظور شبیه سازی نگهداری و پوشش فضاهای زیرزمینی
7- بكارگیری شرایط اولیه و مرزی گوناگون و پیچیده در تحلیل استاتیكی و دینامیكی
8- توانایی در پی بردن به اشتباهات و خطاهای دستوری در زمان مدلسازی
9- فایل داده‌های ورودی این نرم افزار به آسانی و با استفاده از یك ویرایشگر متن قابل تهیه است.
10 - شبیه سازی مهندسی معمولاً شامل مراحل گوناگون مانند تعادل اولیه، وارد كردن بار، حفر فضا و در آخر قرار دادن سیستم نگهدارنده می‌باشد. در برنامه UDEC با استفاده از یك سری دستورهای ورودی مراحل بالا را می‌توان به دقت شبیه سازی نمود.
11 - از فایلهای ورودی نرم افزار می‌توان به عنوان داده‌های ثبت شده برای یك تحلیل مهندسی استفاده نمود.
12 - خروجی‌های گوناگون برنامه توانایی تحلیل نتایج را آسان می‌نماید.