بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله، پارامترهای مقاومت برشی توده سنگ درزه دار و خردشده با استفاده از داده های جمع آوری شده از واحد کلریتشیستی معدن سنگ آهن گلگهر با استفاده از روشهای تحلیل برگشتی محاسبه و با مقادیر به دست آمده از روش های تجربی مقایسه شده است.
بدین منظور، ابتدا گسیختگی ایجاد شده در واحد کلریتشیستی این معدن مورد بررسی قرار گرفته و ویژگیهای هندسی و زمین شناسی مهندسی دامنه تعیین شده است. سپس پارامترهای مقاومت برشی سطح لغزش با روش تعادل حدی و عددی با استفاده از نرم افزارهای تحلیل پایداری شیب با فرض ضریب اطمینان واحد محاسبه شده است. پس از آن با استفاده از روشهای تجربی مانند روش هوک و براون، پارامترهای مقاومت برشی توده سنگ تخمین زده شده است.
در نهایت نتایج به دست آمده از تحلیل برگشتی با نتایج روش تجربی مقایسه و پیشنهادات لازم برای اصلاح داده های ورودی روشهای تجربی ارائه گردید.
مقدمه:
در تحلیل پایداری شیبهای سنگی، مهمترین عامل که بایستی درنظر گرفته شود، ویژگیهای زمین-شناسی مهندسی تودهسنگ تشکیل دهنده دیواره میباشد. درواقع میزان خردشدگی و رابطه هندسی میان جهت داری ناپیوستگیها و سطوح حفاریشده - پلهها - در اینکه کدام قسمت از تودهسنگ برای لغزش یا واژگونی آزاد است و مکانیسم چرخش چیست، بسیار تعیینکننده است. بعد از ویژگیهای زمینشناسی-مهندسی، مهمترین عامل تعیینکننده پایداری، مقاومت برشی سطوح لغزش احتمالی در تودهسنگ درگیر در لغزش است.
تعیین پارامترهای مقاومت برشی قابل اعتماد، بخش بحرانی و حساس در طراحی شیب میباشد. تجربه نشان داده است که تغییرات کوچک در این پارامترها میتواند تغییرات قابل توجهی را در ارتفاع و زاویه ایمن شیب باعث شود. انتخاب پارامترهای مقاومت برشی به در دسترس بودن بودن نتایج آزماشهای آزماشگاهی و هم چنین تفسیر دقیق این نتایج و سایر اطلاعات مربوط به رفتار توده سنگ در مقیاس واقعی وابسته است.
بحث:
معرفی روش تحلیل برگشتی:
بهطور معمول در مهندسی ژئوتکنیک، گسیختگی در هر شیروانی میتواند به عنوان یک آزمایش صحرایی تمام مقیاس درنظر گرفته شود. با ارزیابی گسیختگیها و ریزشهای رخ داده، دادههای ارزشمندی به دست خواهد آمد. به این ترتیب، برای تخمین مقادیر پارامترهای مقاومت برشی، براساس فرضهای معین، مدلهای ژئومکانیکی مناسبی میتوانند مورد استفاده قرار گیرند. این مقادیر محاسبهشده به روش برگشتی، ممکن است بعدها در کارهای پیشگیرانه و اصلاحی، در طراحی دوباره شیروانیهای ریزشی و یا در پروژههای جدید واقع در مصالح مشابه، به کار گرفته شوند. بنابراین تحلیلهای برگشتی معمولاً بهعنوان یک بخش مکمل از فرایند طراحی شیروانیها درنظر گرفته میشوند
هنگامی که تعداد زیادی ناپیوستگی در تودهسنگ عمل نموده باشد - معمولاً بیشتر از چهار دسته ناپیوستگی - و تودهسنگ حالتی خردشده یا هوازده داشته باشد، در صورت کوچکتر بودن نیروهای مقاوم از نیروهای محرک لغزش، امکان تشکیل گسیختگی دایرهای یا استوانهای در تودهسنگ وجود دارد - Duncan C et . - al. 2005 با شناخت این لغزشها میتوان با اندازهگیری پارامترهای هندسی شیب، تعیین موقعیت دقیق سطح لغزش، استفاده از روابط تعادل و انتخاب روش مناسب برای تحلیل پایداری برای ضریب اطمینان برابر واحد، پارامترهای مقاومت برشی سطح لغزش در تودهسنگ را تخمین زد.
وضعیت جغرافیایی و زمینشناختی معدن گلگهر:
معدن گلگهر از لحاظ زمینشناسی در لبه شرقی زون دگرگونی سنندج-سیرجان قرار گرفته است. این ناحیه معدنی - سنگ آهن گلگهر - در 53 کیلومتری جنوب غرب سیرجان در محدوده طولهای جغرافیایی 55 درجه و 15 دقیقه تا 55 درجه و 24 دقیقه شرقی و عرضهای جغرافیایی 29 درجه و 3 دقیقه تا 29 درجه و 7 دقیقه شمالی واقع شده است.
علاوه بر رسوبات عهد حاضر که آبرفتهای منطقه را تشکیل میدهند، ارتفاعات معدودی از رخنمونهای سنگهای دگرگونی پالئوزوئیک در جنوب و جنوب غرب معدن و سنگهای رسوبی مزوزوئیک و سنوزوئیک در شرق معدن دیده شده است.
در طی یک اکتشاف ژئوفیزیکی، شش آنومالی بزرگ آهن در ناحیه گلگهر شناسایی گردید. شش آنومالی سنگ آهن گلگهر در درون کمپلکسهای دگرگونی پالئوزوئیک قرار گرفتهاند که بخش تحتانی آن تناوبی از گنیس، میکاشیست، آمفیبولیت و کوارتزشیست میباشد. بر روی این بخش، تناوبی از کوارتزشیست، شیست سبز،گرافیتشیست، بدون دگرشیبی قرار گرفته است. در انتهای این مجموعه، یک واحد چینهشناسی مرمری-دولومیتی-کلسیتی دیده میشود که در تمام کمربند سنندج-سیرجان بهنام کرسفید معروف است. وجود سکانس آهک و دولومیتی در منطقه باعث ایجاد توپوگرافی خاص کارستی شده است
معرفی گسیختگی رخ داده:
این گسیختگی در ضلع شمالی معدن در پله 10 در مختصات X= 336542 و Y=3218985 به وقوع پیوسته است. در این محل ارتفاع کلی پله حدود 18.7 متر بوده و دارای شیب 49 درجه می باشد. توده سنگ تشکیل دهنده دیواره، که متشکل از سنگهایی از جنس کلریتشیست بوده و در اثر عملکرد دسته ناپیوستگیهای مختلف تا حدود زیادی خرد شده است
به دلیل خردشدگی زیاد توده سنگ امکان تشکیل بلوکهای سنگی بزرگ و ناپایداری با کنترل ساختاری در توده سنگ وجود نداشته و مکانیسم لغزشهای رخ داده، غیر کنترل ساختاری و به صورت دایره ای می باشد. وجود ترکهای کششی هلالی شکل با طول زیاد - بیش از 30 متر - و خردشده بودن توده سنگ از شواهد این امر می باشد. در شکل 1 تصویری از توده سنگ تشکیل دهنده پله در این بخش از معدن و ترکهای کششی تشکیل شده در بالای پله و در شکل 2 پروفیل این گسیختگی نشان داده شده است.
همانطور که در شکل 1 مشاهده میشود، توده سنگ شیستی تشکیل دهنده دامنه به شدت خردشده و در بخشهای سطحی هوازده بوده و از نظر ژئومکانیکی وضعیت مطلوبی ندارد.
