تعیین پارامترهای زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی توده‌سنگ مسیر تونل‌های پنستاک سد رودبار لرستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی معدن

2 2. داشگاه علم و صنعت، دانشکده مهندسی راه آهن

چکیده

تعیین دقیق پارامترهای ژئوتکنیکی توده‌سنگ با استفاده از نتایج اکتشافات ژئوتکنیکی شامل: آزمایش‌های آزمایشگاهی و برجا، روابط تجربی، بررسی‌های زمین‌شناختی مهندسی و مشاهدات صحرایی انجام می‌شود. توده‌سنگ مسیر تونل‌های پنستاک سد رودبار لرستان از سازندهای دالان، میلا و هرمز تشکیل شده است که به طور عمده از سنگ های آهک تا آهک مارنی، دولومیت، شیل و مارن تشکیل شده‌ و از ساختار زمین‌شناختی پیچیده‌ای برخورداراست. در این تحقیق طبقه‌بندی توده‌سنگ مسیر تونل‌ها‌ی پنستاک بر اساس داده‌های اندازه‌گیری شده، با استفاده از سیستم‌های طبقه‌بندی مهندسی RMR، Q و GIS انجام شده است. سپس با استفاده از این داده‌ها رابطه‌ی جدیدی بینRMR - Q برای منطقه مورد مطالعه ارائه شد. روابط تجربی مختلفی بر اساس RMR، Q و GIS برای تخمین پارامترهای ژئوتکنیکی وجود دارد که این روابط، هر کدام برای نواحی و سازندهای خاصی می تواند نتیجه بهتری بدهد. در این تحقیق با استفاده از تحلیل نتایج حاصل از آزمایش‌های دیلاتومتری، مطالعات آزمایشگاهی و مطالعه بیش از 25 حلقه چاه و چاهک، پارامترهای مدول تغییرشکل‌پذیری، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی سنگ‌های سازند دالان ارزیابی شد. سپس با کالیبره کردن روابط تجربی با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده‌ی سازند دالان، پارامترهای ژئوتکنیکی سازندهای میلا و هرمز با صحت و دقت بیشتری تخمین زده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of geological and geotechnical parameters of rock mass along penstock tunnels of Rudbar-Lorestan dam

نویسندگان [English]

  • Behnam Abrah 1
  • Lohrasb Faramarzi 1
  • Morteza Gharouni Nik 2
1 Department of Mining Engineering, Isfahan University of Technology(IUT
2 School of Railway Engineering, Iran University of Science &Technology (IUST)
چکیده [English]

Accurate determination of geotechnical and geological parameters of rock mass was performed using geotechnical exploration results including, the laboratory and in situ tests, empirical relations, geological surveys and field observations. The rock masses along penstock tunnels of Rudbar-Lorestan have a complex geology and consist of Dalan, Hormoz and Mila formations, mostly composed of shale, marl, marly limestone to limestone and dolomite. In this study, based on the measured data, the rock masses along penstock tunnels were classified by engineering classification systems of RMR, Q and GIS. And, a new relationship between RMR and Q for the studied area was presented. There were various empirical relations between RMR, Q and GIS, that were used for estimating geotechnical parameters. It must be noted that each of the empirical relations found may produce proper results for special regions. In this paper, the deformation modulus, cohesion and friction angle of Dalan formation were evaluated using the results of in situ dilatometer tests, laboratory tests, and findings of more than 25 geotechnical exploration boreholes in Dalan formation. Afterwards, by calibrating the empirical equations through the measured data, the geotechnical parameters of Mila and Hormuz formations were accurately estimated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock mass
  • In-situ and laboratory tests
  • Geological and geotechanical parameters
  • Empirical relations
  • Penstock tunnels
  • Dilatomet

حسن‌پور،ج.، رستمی، ج.، 1389. عملکرد ماشین‌های تونل‌بری در سنگ سخت. انتشارات نشر فن.

فرامرزی، ل.، ساریخانی خرمی، م.، سلیمانی، ک.، 1391. تخمین پارامترهای ژئومکانیکی و تنش‌های برجای توده سنگ اطراف تونل با استفاده از آنالیز برگشتی و با به کارگیری الگوریتم ژنتیک. نهمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان.

فهیمی‌فر، ا.، سروش، ح.، 1382. آزمایش‌های مکانیک سنگ مبانی نظری و استانداردها (آزمایش‌های آزمایشگاهی)، جلد اول، مرکز نشر دانشگاهی صنعتی امیرکبیر، چاپ اول.

فهیمی‌فر، ا.، سروش، ح.، 1382. آزمایش‌های مکانیک سنگ مبانی نظری و استانداردها (آزمایش‌های صحرایی). جلد دوم، مرکز نشر دانشگاهی صنعتی امیرکبیر، چاپ اول.

شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران، 1386. گزارش زمین‌شناسی مهندسی طرح سد و نیروگاه رودبار لرستان، مطالعات مرحله دوم.

شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران، 1384. گزارش زمین‌ساخت، لرزه‌خیزی و لرزه زمین‌ساخت در گستره طرح سد و نیروگاه رودبار لرستان. مهندسین مشاور قدس نیرو.

شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران، 1385. گزارش سیمای طرح سد و نیروگاه رودبار لرستان. مهندسین مشاور قدس نیرو.

شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران، 1385. گزارش آزمایشات دیلاتومتری، طرح سد و نیروگاه رودبارلرستان. مهندسین مشاور قدس نیرو.

Asef, M.R., Reddish, D.J., Lloyd. P.W., Mitri et al, 2000. Rock-support interaction analysis based on numerical modelling. Geotech Geol Eng, 18 (1): 23–37.

Aydan, O., Dalgic, S., 1998. Prediction of deformation behaviour of 3-lanes Bolu tunnels through squeezing rocks of North Anatolian Fault Zone (NAFZ). Regional symposium on sedimentary rock engineering, Taipei, pp. 228–233

Barton, N., Lien, R., Lunde, J., 1974 OK. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences , 6 (4): 189–236.

Bieniawski, Z. T., 1976. Engineering classification in rock engineering. In: Proceeding of the symposium on Exploration for Rock Engineering, Johanneshesburg, 97-106.

Bieniawski, Z.T., 1978. Determining rock mass deformability: experience from case histories. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 15: 237–47.

Cai, M., Kaiser, P.K., Uno, H., Tasaka, Y., Minami, M., 2004. Estimation of Rock mass deformation modulus and strength of jointed rock masses using the GSI system. International Journal of Rock Mechanics andMining Sciences, pp. 3-19.

Deere, .DU., Miller, R.P., 1966. Engineering classification and index properties for intact rocks. Technical Report No., Air Force Weapons Laboratory, New Mexico, AFNL-TR- 65-116.

Gokceoglu, C., Sonmez, H., Kayabasi, A., 2003. Predicting the deformation module of rock masses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 40: 701-710.

Grimstaad, E., Barton, N., 1993. Updating the Q-system for NMT. Int. Sym. Sprayed Concert, Fagernes, Norway, Norwegian Concrete Association, Oslo, pp. 20-28.

Hashemi, M., Moghaddas, Sh., Ajalloeian, R., 2010. Application of Rock Mass Characterization for Determining the Mechanical Properties of Rock Mass: a Comparative Study. Rock Mech Rock Eng, 43: 305–320.

Hoek, E., Brown, E.T., 1997. Practical estimates of rock mass strength. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 34 (8): 1165–86.

Hoek, E., Diederichs, M.S., 2005. Empirical estimation of rock mass modulus. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 43: 203–215.

Hoek, E., Marinos, P., Benissi, M., 1998. Applicability of the geological strength index (GSI) classification for very weak and sheared rock masses The case of the Athens Schist Formation.  Bull Eng Geol Env 57, pp. 151–160.

Kayabasi, A., Gokceoglu, C., Ercanoglu, M., 2003. Estimating the deformation modulus of rock masses: a comparative study. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 40: 55–63.

Kim, K.W., 1993. Revaluation of geotechnical classifications of rock masses. Proceedings of the Korean Geotechnical Society Conference, pp. 33-40.

Milne, D., Hadjigerogiou, J., Pakalnis, R., 1998. rock mass characterization for underground Hard Rock Mines. Tunneling and Undergroung Space Thechnonogy.

Nicholson, G.A., Bieniawski, Z.T., 1990. A nonlinear deformation modulus based on rock mass classification. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 8: 181–202.

Palmestrom, A., 1995. RMi – A rock mass characterization system for rock engineering purposes. Ph.D thesis, University of Oslo, Norway, 400 P.

Serafim, J.L., Pereira J.P., 1983. Considerations on the geomechanical classification of Bieniawski. In: Proceedings of the Symposium on Engineering Geology and Underground Openings, Lisboa, Portugal, 1133–44.

Singh, B., Goel, R.K., 1999. ROCK MASS CALSSIFICATION A Practical Approach for Civil Engineering. Elsevier, Netherland.

Sonmez, H., Gokceoglu, C., Ulusay, R., 2004. Indirect determination of the modulus of deformation of rock masses based on the GSI system. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 41: 849–857.

Terzaghi, K., 1946. Rock defects and loads on tunnel support. In: Proctor, R.V., White, T.L.(Eds.), Rock Tunneling withSteel Supports. Commercial Shearing Co., Youngstown, Ohio, pp. 15–49.

Wickham, G. E., Tiedeman, H. R., Skinner, E. H., 1972. Support determination based on geological predictions. In: proceedings of the North American Rapid Excavation Tunnelling Conference, American Society of Mechanical Engineering, New York, 43-64.