بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین مسائل در تحلیل پایداري شیروانی، تعیین سطحی با کمترین ضریب اطمینان و یا به عبارتی دیگر سطح بحرانی شکست است. سازههاي فروشویی واحد نخست در فرآیند هیدرومتالوژي میباشد. در این سازهها ارتفاع نهایی خاك اکسیدي به حدود 80 تا 100 متر میرسد که به صورت پلههاي 5 تا 15 متري روي بستر شیب دار قرار میگیرند. در صورت وقوع ناپایداري و لغزش در تودههاي فروشویی خسارات جبران ناپذیر مالی و زیست محیطی ایجاد میگردد که لزوم تحلیل پایداري این سازهها را ایجاب میکند. به منظور افزایش ضریب ایمنی یک لبه ایمنی در ابتداي هیپ قرار میدهند ابعاد لبه ایمنی بستگی به زوایاي شیب دیواره و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مواد سازنده دارد. میتوان با کاهش شیب دیواره هیپ و همچنین رعایت استانداردهاي مهندسی در حین ساخت ضریب ایمنی را بالا برد. در این تحقیق سازه2 فروشویی مس سرچشمه توسط نرم افزار Slide مدلسازي شد که مقدارضریب اطمینان 1/29 بدست آمده توسط سه روش تحلیلی، بیشاپ،جانبو و اسپنسر حاکی از پایداري سازه مورد نظر میباشد.
واژه هاي کلیدي: تحلیل پایداري، سازه فروشویی، مدیریت ساخت، نرم افزار Slide
مقدمه
سازههاي فروشویی واحد نخست در فرآیند هیدرومتالوژي میباشد. در فرآیند فروشویی تودهاي - هیپ لیچینگ - سنگ معدن پس از خرد شدن با دقت زیاد بر روي بستر ضد اسید عموماً از جنس پلی اتیلن و خاك رس با شیب مناسب قرار میگیرد این بستر نزدیک به باطله انبارشده خاك اکسیدي معدن انتخاب میشود. سپس اسید سولفوریک رقیق با استفاده از Dipemitter بر روي سازه مورد نظر پاشیده شده و بعد از جدا نمودن مس از سنگ هاي معدنی از طریق کلکتور از سازه خارج شده و وارد حوضچه هاي طراحی شده در پایین سازه شده و از آنجا به واحدهاي استخراج و پالایش الکترولیزي به منظور بازیابی مس و تهیه مس کاتدي با عیار%99 / 99 هدایت میشود - . - Readett,1999 تاکنون روشهاي زیادي براي تحلیل پایداري شیروانی هاي خاکی ارائه شده است، که از جمله این روش ها میتوان به روشهاي تعادل حدي و آنالیز حدي اشاره کرد.
درروشهاي تعادل حدي می توان به روشهایی مانند روش فلنیوس 1927 - - ، روش بیشاب - 1955 - ، روش کولمن 1986 - - ، مرگنسترن - 1963 - ، اسپنسر - 1967 - و هانتروشاستر 1971 - و - 1967 اشاره کرد. در اکثر این روش ها پایداري توده لغزشی با صفحاتی موازي با نیروي ثقل به بلوك هاي مجزا تقسیم شده و نمودار آزاد نیروهاي وارد بر هر بلوك رسم میگردند. سپس براساس تعادل نیرو وگشتاور نیروهاي وارد برهر بلوك، ضریب اطمینان پایداري توده لغزشی محاسبه میشود - وفائیان،. - 1377 در مورد تحلیل پایداري سازههاي فروشویی میتوان از روشهايفوق استفاده کرد. اخیراً روشی جدید توسط مجدي و چرمهینی - - 1385 براي تحلیل پایداري سازه هاي فروشویی ارائه شده که روشی جدید بوده و بر مبناي تحلیل جزء به جزء امکان محاسبه ضریب اطمینان در هر قسمت از دیواره سازه وجود دارد - مجدي،. - 1385 به منظور تحلیل پایداري سازههاي فروشویی، بدلیل پایین بودن پارامترهاي برشی بین ژئوممبران و ژئوتکستال سطح بین این دو ماده، سطح احتمالی لغزش توده میباشد. بنابراین تحلیل پایداري و تعیین پتانسیل لغزش توده حائز اهمیت میباشد. در این مقاله با استفاده از روشهاي تعادل حدي، روش بیشاپ، جانبو و اسپنسر به کمک نرم افزار Slide ضریب اطمینان سازه مورد نظر محاسبه شد و ضریب اطمینان بدست آمده حاکی از پایداري سازه مورد نظر میباشد.
در شکل - - 1 شماتیک فرایند فروشویی تودهاي نمایش داده شده است.
روشهاي تحلیل پایداري شیروانی هاي خاکی
روشهاي تحلیل پایداري شیروانیهاي خاکی، روشهاي مبتنی بر تعادل حدي و روشهاي آنالیز حدي میباشند در روشهايتعادل حدي فرض بر این است که در امتداد سطح لغزش - مسطح یا منحنی - معیار گسیختگی موهرکولمب حاکم بوده و بخش لغزنده بصورت مجزا و صلب بر سطح لغزش جابهجا میشود و با در نظرگرفتن نسبت نیروهاي مقاوم به نیروهاي مهاجم درسازه، ضریب اطمینان تعین میگردد. روشهایی چون روش کولمن - - 1866، فلنیوس - - 1927، روش بیشاب ساده شده - - 1955، بیشاب و مرگنسترن - - 1960، مبتنی بر تعادل حدي میباشند. در روش بیشاپ ساده شده مبتنی بر این فرض است که برآیند نیروهاي باریکه اي در جهت قائم صفر است و فقط مولفه افقی نیروها تأثیر دارد.
در روش اسپنسر زاویه نیروهاي بین ورقه اي را مساوي فرض کرده و با استفاده از روش جایگزینی و تاثیر شرایط مرزي ضریب اطمینان لغزش سازه مشخص میشود - وفائیان،. - 1377 در اکثر این روشها توده لغزشی به بلوك هاي مجزا تقسیم بندي شده و نمودار آزاد نیروهاي وارد بر هر بلوك رسم میگردد سپس بر اساس تعادل نیرو و گشتاور نیروهاي وارد بر هر بلوك ضریب اطمینان پایداري توده لغزشی محاسبه میشود - مجدي،. - 1385 روشهاي مبتنی بر آنالیز حدي نسبت به روشهاي مبتنی بر تعادل حدي جدیدترند و مزیت آنها در این است که رابطه تنش، کرنش نیز در درون خاك در نظر گرفته میشود، مزیت دیگر این راه حل ها سهولت کاربرد آنها و در بسیار موارد، رسیدن آنها به راه حلی با فرمول ساده معین میباشد - وفائیان،. - 1377 1396
شکل - 1 شماتیک فرآیند فروشویی تودهاي - مجدي ، - 1385
ضریب اطمینان
ضریب اطمینان در یک سازه نسبت نیروهاي مقاوم به نیروهاي مهاجم میباشد در مورد سازههاي فروشویی ضریب اطمینان با توجه به شیب توپوگرافی در دیوارههاي بالایی و پایینی تفاوت دارد. مطابق شکل - -2 الف - فاکتور ایمنی دیواره بالایی Fs u بیشتر ازفاکتور ایمنی دیواره پایینی Fs d میباشد.دراین شکل شیب سطح زمین i میباشد. حال مطابق شکل - -2 ب - اگر شیب سطح زمین i′باشد و i′ i باشد در این حالت براي مقایسه ضریب ایمنی دیواره بالایی و پایینی داریم.
