پاورپوینت سازه ها:

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

سازه های سطحی : که در آن هندسه و کاربری سازه تعیین کننده بارهای وارده بر آن است.

سازه های زیر سطحی : که در آن وضعیت تنش نهائی برایندی از تنش های اولیه وتنش هائی که در اثر حفاری ایجاد می شود(ثانویه = القائی)
تنش های برجا در سنگ
طراحی سازه های زیر زمینی به علت پیچیدگی نحوه توزیع تنش در سنگ با سایر سازه ها متفاوت است.
ایجاد تنش های اولیه در اثر:
وزن لایه های فوقانی
محصورشدگی از اطراف
فعالیت های تکتونیکی
تاریخچه تنش
آگاهی از مقدار و جهت تنش اولیه در مهندسی معدن ،عمران ، نفت ،ژئوفیزیک و زمین شناسی اهمیت زیادی داشته وفقدان آن ممکن است هزینه های جبران ناپذیری به بار آورد.
اهميت تعيين تنش در سنگ :
تنش هاي برجاي در سنگ

اسلاید 3 :

اصلی ترین تنش در پوسته زمین :
تنش های ثقلی :
قابل جدایش از پیکره مواد به وجود آورنده نیست
دارای یک مولفه قائم و دو مولفه افقی
تنش های تکتونیکی :
پیچیده تر از مولفه ثقلی
معمولا به صورت افقی
در اعماق کم به مراتب بیشتر از تنش ثقلی
وابسته به توزیع غیر یکنواخت فعالیت های تکتونیکی و نرخ کرنش پوسته زمین دارد.
تنش های برجا در سنگ
تنش هاي برجاي در سنگ

اسلاید 4 :

تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
نتايج حاصل از برآورد تنش هاي بر جا بخشي از داده هاي ورودي يك پروژه مكانيك سنگ را به خود اختصاص
.مي دهند و نقش مهمي در صحت اجراي آن دارا هستند
روش های تخمین تنش برجای افقی متوسط (σhav) :

روش ثقلی:
روش استفاده از فرمول حاصل از نتایج تنش
مدل شئوری
تنش های برجا در سنگ

اسلاید 5 :

روش ثقلی:

در این روش از ضریب پواسون (ν) و تنش برجای قائم (σv) استفاده می شود
نتایج تجربی تنش های برجا در اعماق کمتر از 500 متر زیر سطح زمین نشان می دهد که
تنش برجای افقی 1 تا 4 برابر تنش برجای قائم می باشد در صورتی که تنش برجای افقی
به روش ثقلی چنین موضوعی را تاکید نمی کند.

تخمين تنش قائم بر جا :
تنش هاي برجا در روش هاي تخميني شامل تنش قائم (σv) در جهت ثقلي و تنش افقي متوسط (σhav) هستند.
تنش برجاي قائم (σv) در هر عمقي از زير سطح زمين، برابر عمق روباره (Z) ضربدر وزن مخصوص روباره (γ)
است. تنش قائم به صورت زير برآورد مي شود.
تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ

اسلاید 6 :

انواع سنگ ها داراي مقادير متفاوت وزن مخصوص هستند. در صورتی که این مقادیر برای سنگ هائی که در طبیعت فراوانند زیاد نیست. آناليز آماري تعداد 548 نتيجه آزمايش وزن مخصوص از انواع سنگ ها (شكل 1) نشان داد كه وزن مخصو ص متوسط آنها برابر 2,554 تن بر متر مكعب با انحراف از میانگین 0,372 تن بر متر مكعب است.
بريدي و هوك با استفاده از نتا يج تجربي اندازه گيري تنش قائم نشان دا دند كه تنش قائم برابر حاصل ضرب
عمق (Z ) در در عدد ثابت 0,027 است.
σv =) 0.027 z)
تخمين تنش قائم بر جا
ارژنگ گراديان تنش قائم را به عنوان تابعی از عمق برا ي داده ها ي تجربی حاصل از كشور كانادا برابر 0,026 مگا پاسکال بر متر گزارش کرده است.
تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ

اسلاید 7 :

تخمين تنش قائم بر جا
در واقع گراد یان تنش قائم 0,027 مگا پاسگال بر متر است
گرادیان تنش قائم به عنوان تابعی از عمق ارائه شده توسط
بريدي وهوك و اَرژنگ با متوسط وزن مخصوص سنگ ها
كه از طريق آناليزي آماري حاصل شد، نزديك است (شكل 2)

تخمين تنش افقی بر جا :
براي تخمين تنش افقی، از تنش افقی متوسط (σhav) كه میانگين تنش حداقل و حداكثر افقی است،
(K=σhav/σv)
به روش هاي زير تخمين زده مي شود:Kمقدار
1. با داشتن مقدار ضريب پواسون (ν) و مقدار K به صورت رابطه زير محاسبه مي شود (ترزاقي وریچارد)
که در آن ضریب k مستقل از عمق بوده تنها تابع ضريب پواسون است.
تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ

اسلاید 8 :

متوسط مقدار ضريب پواسون برابر 0,19 با انحراف از ميانگين 0,08
متناظر آن برابر 0,25 با انحراف از ميانگين 0,15 است. همچنين
95 درصد داده هاي ضريب پواسون داراي مقدار كوچكتر از 0.33
و در نتیجه مقدار k متناظر آن کوچکتر از 0.5 است (شکل4).
تخمین مقدار k در روش ثقلی خیلی کوچکتر از 1 است. در صورتی که نتایج تجربی تنش متوسط (σhav) و
تنش قائم (σv) جمع آوري شده نشان مي دهد كه در 94 درصد حالات مقدار k بزرگتر از 1 و تا مقدار بیش از
4 در نزديك سطح زمين مي رسد. بنابراين تخمين تنش افقي به روش ثقلي بسيار دور از دسترس واقعیت است.
تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ
تعداد 396 نتيجه آزمايش مربوطه به ضريب پواسون از سنگ هاي مختلف مطابق شكل ( 3 ) آناليز آماري شدند
شكل ( 3) نشان مي دهد كه در همه حالات مقدار ضريب پواسون كوچكتر از 0,5 و در نتيجه مقدار K كوچكتر از
1 است.

اسلاید 9 :

2. با استفاده نتايج تجربي مقدارk توسط بريدي وهوك به صورت :
3. با استفاده از مدل نظري ارائه شده توسط شئوري مقدارk به صورت :
كه در آن Eh مدول تغيير شكل پذيري بخش بالائي پوسته زمين و جهت افقي است و مقدار k تابع عمق و مدول
تغییر شکل پذیری Eh است.
تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ
تجربه استرالیایی ها

اسلاید 10 :

تنش هاي برجاي قائم و افقي در سنگ
تنش های برجا در سنگ

اسلاید 15 :

اثرات توپوگرافی

اسلاید 16 :

تنش در زير طاقديس به صفر هم
مي رسد چرا که تنش ها از طريق
عملكرد قوسي سنگ به اطراف
هدايت مي شوند. در سنگ سخت
تنش هاي بيشتري ايجاد مي شود .
اثرات تکتونیک

اسلاید 17 :

ھوك و براون
تنش هاي ناشي از سازه هاي فوقاني مطابق با منحني هايي كه در مكانيك خاك وجود دارند قابل محاسبه است
البته بايد دقت نمود که در اکثر این منحنی ها فرض بر هموژن و الاستيك و همسانگرد بودن سنگ است .

اثرات تکتونیک

اسلاید 18 :

اين تنش ها معمولا" بموازات پوسته زمين و افقي در نظر گرفته مي شود . با فرض وجود تنش هاي تكتونيكي
در يك محيط الاستيك همگن و همسانگرد داريمα در راستاي آزيموت
تنش هاي ناشي از فعاليت هاي تكتونيكي

اسلاید 19 :

اثرات تخریب و فرسایش

اسلاید 20 :

گر چه از روش هاي تئوري تخمين تنش هاي بر جا بدست مي آيد ليكن اين تخمين دقت خوبي ندارد زيرا عواملي
نظير لايه بندي ، درز وترك ها ، گسل ها ، چين خوردگي ها و ناهمگني هاي ميكروسكپي مقادير تنش واقعي را
متفاوت از مقادير تنش تئوري مي سازد.

فلسفه روشهاي تعيين تنش در سنگ :
ايجاد اغتشاش در سنگ
اندازه گيري و تحليل پاسخ متناظر با اغتشاش ايجاد شده
( به شكل كرنش، جابجايي يا ثبت فشار هيدروليك )
در اندازه گیری تنش برجا همواره دو مسئله وجود دارد :
برایتعیین تانسور کامل تنش حداقل شش اندازه گیری جداگانه لازم است
امکان دارد بدلیل آشفتگی های موضعی حاصل از حفاری، میزان تنش اندازه گیری شده در منطقه مورد نظر با منطقه دورتر یکسان نباشد.