بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به ایراداتی که در فرضیات ساده سازی هندسه مدل های عددی سه بعدی در خصوص ساخت صفحات ناپیوستگی و به کارگیری طول نامحدود آن ها در مدل وارد است، لزوم طراحی صفحات ناپیوستگی گسلههای فاقد تداوم با شکل هندسی پیشرفته دیده می شود. از این رو محدوده ای از منطقه پروده یک، پیرامون پهنه جبههکار طولانی W0 جهت مدل سازی این مطالعه انتخاب شد، به گونه ای که پهنه مذکور در مرکز مدل قرار دارد. هندسه مدل با در نظر گرفتن ساختارهای زمین شناسی محل، نظیر صفحات ناپیوستگی غیرمسطح و مسطح با نرم افزار Rhinoceros طراحی و به کمک نرمافزار واسطه Kubrix به نرمافزار عددی FLAC3D اعمال گردید.
همچنین با توجه به رسوبی بودن محدوده مورد مطالعه و حضور لایه بندی های سنگی غیرمسطح، صفحات لایه بندی نیز با بهره گیری از اطلاعات لیتولوژی گمانه های اکتشافی و در نظر گرفتن میزان انحرافات گمانههای حفاری شده در اعماق زیاد طراحی و به خصوصیات شبکه مش بندی مورد قبول در نرمافزار عددی FLAC3D افزوده شد. در حقیقت با طراحی هندسه مدل بدین روش میتوان مدلهای پیشرفته را با جزئیات و دقت بسیار بالا طراحی نمود.
همچنان که با بزرگتر شدن ابعاد مدل و افزودن صفحات ناپیوستگی گسلهها، لیتولوژی و نیز توپوگرافی سطح زمین، بر تعداد زونها و گرههای شبکه مش در نرمافزار FLAC3D، و یا تعداد بلوکهای متشکل در نرم افزار 3DEC اضافه میشود، میبایست به حد بهینه ای دست یافت که علاوه بر قابل قبول بودن دقت محاسبات عددی، زمان حل نیز در حد بهینه باشد؛ در نتیجه لزوم به کارگیری نرم افزار طراحی سه بعدیکاملاً مشهود است.
-1 مقدمه
نرم افزار راینو 1 یکی از پرکاربردترین نرم افزارهای مورد استفاده طراحان صنعتی است. این نرم افزار در سال 1980 تولید شده و در آن از سیستم نربز2 استفاده شده است. سیستم نربز در واقع یک سیستم ریاضی برای محاسبه و ارائه منحنیها و سطوح در گرافیک کامپیوتری است. سابقه نربز به سال 1950 میلادی برمیگردد که با توجه به نیاز در صنایع اتومبیل سازی و کشتیسازی و هواپیماسازی به وجود آمد. از این نرمافزار برای مدل سازی محصولات سه بعدی و حتی دو بعدی استفاده می شود و از پرکاربردترین نرم افزارهای سه بعدی ساز به شمار میآید.
اغلب مدلسازهایی نظیر CAD,CAE,CAM,CAID و نیز راینو اشکال با فرم آزاد را بهصورت نربزها ارائه میدهند. محصولاتی که از نربز استفاده میکنند، میتوانند به طور بالقوه ای اشکال با فرم آزاد را با دقت بسیار زیاد، برای اغلب کاربردهای رایج ارائه دهند. بهشرط آنکه در ساخت نربزها نهایت دقت بکار برده شود. اصول ساخت سطوح در نرمافزار راینو بر اساس ساخت خطوط منحنی استوار است .[1] نرم افزار راینو دارای نرم افزارهای کمکی فراوانی است که پلاگین نام دارند و این پلاگینها با توجه به قابلیتهایشان در هر زمینه مورد استفاده قرار میگیرند.
کوبریکس 3 نام تجاری یکی از پلاگینهای کاربردی در این نرم افزار است که توسط شرکت Itasca ساخته و عرضه شده است. در حقیقت میتوان هندسه مدل های سه بعدی پیچیده با دقیق ترین جزئیات را با دقت بسیار بالا در نرمافزار راینو طراحی نمود و سپس با نرمافزار کوبریکس مدل ساخته شده را به نرمافزارهای سه بعدی عددی نظیر 3DEC, FLAC3D, PFC3D, Abaqus, Ansys انتقال داد. مبنای هندسه سازی برای هر فرمت نرم افزاری متفاوت با آن نرمافزار خواهد بود، برای نمونه مدل هندسه طراحی شده برای 3DEC ساخت مجموعهای از بلوک با ابعاد متفاوت است و یا در نرم افزار FLAC3D منطق نرم افزار بر پایه تبدیل مش بندیهای ایجاد شده از سطوح نربز طراحی شده توسط نرم افزار راینو به زون بندیهای هندسی مورد قبول در نرمافزار FLAC3D است 2]و.[3 از مزیتهای هندسه سازی با این روش میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :[3]
الف - امکان ساخت مدلهای هندسی پیشرفته و با جزئیات - نظیر ساخت گسلهای S شکل که نرمافزار عددی قادر به ساخت آن نیستند -
ب - امکان طراحی با دقت بسیار بالا
ج - ایجاد زون بندی بهینه - از نظر چگالی زون بندی، نسبت طول به عرض زون - برای نرمافزار FLAC3D
د - ایجاد بلوکبندیهای بهینه در نرمافزار 3DEC و غیره.
ه - زون بندی بهینه در نرم افزارهای عددی برای حل مدل های پیچیده و غیرخطی هم از نظر حافظه عملیاتی و هم به لحاظ زمان محاسبات خصوصاً زمانی که هندسه مدل بزرگ باشد، اهمیت زیادی پیدا میکند.
-2 مشخصات منطقه مورد مطالعه -1-2 مشخصات عمومی حوضهی زغال دار طبس حوضه زغال دار طبس از شرق به وسیله گسل نایبند و از غرب توسط گسل های کلمرد و نائین محصور شده است که بخش شمالی آن بر اساس پارامترهای تکتونیکی به سه قسمت پروده، نایبند و مزینو تقسیم شده است. وسعت این حوضه 45 هزار کیلومترمربع است. رسوبات ناحیه پروده مربوط به دوره تریاس بالایی و ژوراسیک پایینی و میانی است .[6]
معدن زغالسنگ طبس بزرگ ترین معدن زغالسنگ خاورمیانه است که 45000 کیلومترمربع وسعت دارد و ذخایر اکتشاف شده آن حدود 2/5 میلیارد تن است. این معدن شامل چهار ناحیه: پروده، نایبند - ککشو - ، مزینو - حرارتی - و آبدوغی است که مهم ترین ناحیه از نظر کمی و کیفی، ناحیه پروده - ککشو - است. ناحیه پروده با وسعتی حدود 1200 کیلومتر مربع در 70 کیلومتری جنوب شهرستان طبس در محدوده عرض جغرافیایی 32 ֯50’ تا 33 ֯5’ و طول جغرافیایی 57 ֯15’ تا 76 ֯45’ قرار گرفته است.
این ناحیه در قسمت شرقی ایران مرکزی، حاشیه شمال غربی کویر از شمال به دشتکاملاً هموار کویری و از جنوب به ارتفاعات تریاس – ژوراسیک محصور شده است. شرق منطقه را رشتهکوه شتری و غرب آن را ارتفاعات ناحیه کلمرد - کمر مهدی - محدود مینماید. منطقه تقرباًی ناهموار و ارتفاع آن از سطح خلیج فارس 800-1050 متر است. این معدن به پروده I,II,III,IV و پروده شرقی تقسیم بندی میشود. لایه های زغالی مناطق پروده شامل B1,B2,C1,C2,D میباشند .[4] موقعیت معادن منطقه پروده در شکل 1 ارائه شده است.
-2-2 تکتونیک و ساختمان زمینشناسی حوضه طبس
حوضه طبس بلوکی لوزی شکل است که بین گسل های نایبند و کلمرد نائین واقع شده است. گسل نایبند با امتداد شمالی - جنوبی از شرق حوضه عبور میکند. این گسل 500 کیلومتر طول داشته و از نوع راستگرد است. شیب گسل بهطرف شرق بوده و با عملکردی از نوع معکوس، بلوک غرب را بالا برده است. گسل نائین بهموازات گسل کلمرد و با عملکردی عکس آن قرار گرفته است. در حدفاصل گسلهای اصلی نایبند و در جهتی تقرباًی عمود بر آن ها، گسل هایی وجود دارد کهمعمولاً در نزدیکی گسلهای اصلی بهطرف جنوب چرخش مینمایند.
این گسلها از شمال بهطرف جنوب عبارت اند از: گسل پروده - رستم - ، گسل زنوغان، گسل قوری چای، گسل قدیر؛ شیب تمامی این گسلها بهطرف جنوب بوده و بهصورت رو رانده عمل کردهاند 4]و.[5 ساختمان زمین شناسی منطقه پروده، یک طاقدیس1 نامتقارن است که به سمت غرب میل دارد. گسل بزرگ رستم با روند شرقی- غربی در یال شمالی واقع بوده و شیب لایه ها در یال شمالی و یال جنوبی با یکدیگر اختلاف دارد و لایهها همراه با پیچشهای محلی است. همچنین گسلهای بزرگ و کوچک متعددی نیز در یال شمالی مشاهده میشود که باعث درهم ریختن نظم لایهبندی شده است. در یال جنوبی شیب لایهها کمتر بوده و اکثر گسل ها به صورت بین لایه ای میباشند. طاقدیس پروده یک از شمال به گسل رستم و از جنوب و جنوب شرقی به گسل مرز پروده یک و دو و از شرق به طاقدیسهای رسوبات حد زیرین سازند نایبند محدود میشود .[5]
در جریان مطالعه ژئوتکنیکی طاقدیس پروده، بیشترین تعداد درزه ها برای دسته های اول و دوم بوده اند و دسته سوم از تعداد کمتری برخوردار است و درزه های دسته دوم، درزه غالب منطقه هستند. با توجه به اینکه بین شیب لایهبندی و شیب درزههای دسته اول و دوم نسبت عکس برقرار بوده و این موضوع در مورد دسته سوم خیلی کمتر صدق میکند، لذا میتوان گفت که درزه های دسته اول و دوم دارای روند تقرباًی به موازات محور طاقدیس پروده یک هستند.
حالت پلهای فقط در دستهدرزه سوم دیده میشود که به علت جدیدتر بودن آنها و اختلال در سیستم دسترسی در زمان تشکیل آن ها به هنگام رسیدن به سطح درزه های قدیمیتر است. پرشدگی ضعیف تر درزه های دسته سوم نسبت به دسته اول و دوم و همچنین قطع شدن درزههای پرشده دسته اول و دوم توسط دسته سوم بیانگر جدیدتر بودن درزههای دسته سوم است .[5] اکنون با توجه به روند درزه های دسته اول و دوم که تقرباًی به موازات محور طاقدیس پروده یک است و در حقیقت این درزهها حاصل کشش لایهها در لولای چین میباشند و با توجه به اینکه فرکانس درزهها با نزدیک شدن به لولای چین افزایش مییابد، میتوان گفت که تشکیل درزههای دسته اول و دوم حاصل چین خوردگی طاقدیس پروده و هم زمان با آن میباشند و از طرفی مکانیزم رو راندگی گسل رستم نیز عامل اساسی در تشکیل طاقدیس پروده یک است و در حقیقت چینخوردگی مرتبط با گسله است.
حال با توجه به اینکه درزه های دسته سوم جدیدترین درزههاست و دارای روندی عمود بر طاقدیس پروده یک است، بنابراین در اثر چین خورگی ثانویه با امتداد شمالی- جنوبی به وجود آمده اند که چین جدید از نوع ناودیس2 است . با توجه به مطالب فوق میتوان طاقدیس پروده را به عنوان F1 و ناودیس را به عنوان F2 در نظر گرفت که F2 ضمن چین دان سطح محوری F1 باعث پلانچ دار شدن آن گردیده و بدین ترتیب حالت زین اسبی به وجود آمده است. در یک دید کلی با توجه به حرکت راست گرد و امتدادی بودن گسل نایبند و موقعیت چینهای F1 و F2 و روند درزهها و گسلهای منطقه پروده به نظر میرسد که جهت اصلی تنش شمال شرق – جنوب غرب است 4]و5و.[6
