تحلیل پایداری دینامیکی دامنه‌های سنگی درزه‌دار تحت شرایط زمین‌لرزه (مطالعه موردی: محدوده فلر گاز فاز 7 مجتمع گاز پارس جنوبی- عسلویه)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد زمین­شناسی مهندسی، دانشگده علوم پایه، دانشگاه یزد،

2 استادیار گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز

3 استادیار گروه زمین­شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یزد

چکیده

بررسی پایداری شیب­های سنگی در موقع زمین­لرزه از پیچیده­ترین مسائل در بررسی پایداری شیبها محسوب می‌شود. داشتن درک صحیح از عملکرد نیروهای دینامیکی بر ساختارهای سنگ، نقش مهمی در تحلیل پایداری دامنه‌های سنگی درزه­دار دارد. در این تحقیق تحلیل پایداری دامنه سنگی درزه­دار کنار فلر گاز فاز 7 مجتمع پارس جنوبی، تحت بارهای دینامیکی به کمک روشهای عددی المان مجزا توسط نرم­افزار UDEC صورت گرفته است. توده سنگ این دامنه از سنگ­های مارنی و ماسه­سنگی سازند آغاجاری تشکیل یافته است. به عنوان بار دینامیکی، از نگاشت زمین­لرزه 1391 منطقه عسلویه استفاده شده و به شتاب مبنای طرح g42/0 مقیاس شده است. بر پایه نتایج بدست آمده از مدل­سازی­های به روش مدل­سازی هیبریدی در محیط نرم­افزار MATHEMATICA، ضریب اطمینان حالت استاتیکی برای دامنه مورد نظر 26/1 بدست آمده است. برای تحلیل دینامیکی، مدل تهیه شده به مدت 6 ثانیه تحت امواج دینامیکی زمین­لرزه مذکور با فرض میرایی 5/0 درصد قرار داده شده و نتایج حاصل نشان داد که تحت بار اعمالی ضریب اطمینان دامنه به 54/0 کاهش یافته و ناپایدار می‌گردد. بنابراین برای پایدار ماندن این دامنه در موقع زمین‌لرزه‌های قوی نیاز به طرح­های پایدارسازی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Dynamic stability analysis of jointed rock slopes under earthquake condition (Case study: Gas Flare Site of phase 7 in South Pars gas complex- Assalouyeh)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Azarafza 1
  • Ebrahim Asghari-Kaljie 2
  • Mohammadreza Moshrefy-far 3
1 M.Sc. of Engineering geology, Faculty of Sciences. University of Yazd, I.R. Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Natural Science. University of Tabriz, I.R. Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Science. University of Yazd, I.R. Iran
چکیده [English]

Evaluation of rock slope stability during earthquake is the most complex issues in the field of rock mechanics studies. Having understanding of the dynamic forces on rock structures play an important role in stability analysis is jointed rock slopes. In this study, the stability analysis of jointed rock slope, is located in the Gas Flare Site form Phase 7 in South Pars Gas Complex under dynamic load using numerical discrete element method (DEM) by the UDEC software has been estimated. The mass of this slope consist Aghajari formation's marl and sandstones. As dynamic load, the earthquake occurred 2013 at 7 km from the studied site with ML= 3.3 magnitude intended and normalised to PGA 0.42g. Based on the results of the static analysis using hybrid modeling method by MATHEMATICA software, the factor of safety (FS) for this slope is 1.26 determined. For dynamic analysis, the model 6 seconds under dynamic waves with the highest acceleration effect in 0.005 sec steps and 0.5% damping is placed. The results of the dynamic analysis shows, this slope under dynamic loads the safety factor to 0.54 dropped and slope is unstabled. Therefore, to stablizaiton of this slope during strong earthquakes requires to using the stabilization plan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dynamic stability analysis
  • Jointed rock slopes
  • South Pars Gas Complex
  • UDEC
  • MATHEMATICA

آذرافزا م.، 1392. بررسی مخاطرات ژئوتکنیکی ساختگاه فلرهای گاز فازهای 7،6 و 8 مجتمع گاز پارس جنوبی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد، ایران، 382 ص.

آذرافزا م.، یاراحمدی ع.، اصغری کلجاهی ا.، بهمن­نیا غ.، و مشرفی­فر م.، 1392- الف. تحلیل پایداری دامنه­های سنگی درزه­دار به روش بلوک‌های کلیدی (مطالعه موردی: محدوده فلرهای گاز فازهای 6 تا 8 مجتمع گاز پارس جنوبی). نشریه زمین‌شناسی ژئوتکنیک، سال 9 (3): ص 169-185.

آذرافزا م.، اصغری کلجاهی ا.، و مشرفی­فر م.، 1392- ب. تعیین پارامترهای ژئومکانیکی توده­سنگ­های ساختگاه فلرهای گاز فازهای 6، 7 و 8 مجتمع گاز پارس جنوبی. سی و دومین گردهمایی و نخستین کنگره بین­المللی تخصصی علوم زمین، ساری، ایران.

آذرافزا م.، نیکوبخت ش.، اصغری کلجاهی ا.، و مشرفی­فر م.، 1392- ج. تحلیل پایداری دامنه­های سنگی درزه­دار به روش تئوری بلوکی (مطالعه موردی: محدوده فلر فاز 7 مجتمع گاز پارس جنوبی). سی و دومین گردهمایی علوم زمین و اولین کنگره بین­المللی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، ساری.

پژوهشگاه بین المللی زلزله­شناسی و مهندسی زلزله، 1380. مطالعات پهنه­بندی خطرات لرزه­ای و ژئوتکنیک لرزه­ای منطقه عسلویه (محدوده 910 هکتاری): جلد سوم: لرزه­خیزی و پاسخ لرزه­ای زمین، ارائه شده به شرکت توسعه صنایع پتروشیمی.

حسینی م.، نقدی ر.، 1392. تحلیل پایداری سطوح شیبدار مشرف به نیروگاه سد خرسان 3 تحت بارگذاری زلزله به کمک نرم افزار UDEC. مجله انجمن زمین شناسی مهندسی ایران، جلد ششم، شماره 1، صفحات 97-110

Abramson, L.W., Lee, T.S., Sharma, S., Boyce, G.M., 2001. Slope Stability and Stabilization Methods. 2nd Edition, Wiley, Hoboken, NJ.

Bieniawski, Z.T., 1989. Engineering Rock Mass Classifications: A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining, Civil, and Petroleum Engineering. 1st Edition, Wiley-Interscience, 272 p.

Bishop, A.W., 1952. The stability of earth dams. PhD Thesis, Imperial College London, UK.

Bishop A. W., 1966. “The strength of soils as engineering materials. Géotechnique, 16(2): 91-128.

Bhasin, R., Kaynia, A.M., 2004. Static and Dynamic simulation of a 700m high rock slope in western Norway. Engineering Geology, 71(3-4): 213-226.

Eberhardt, E., 2003. Rock Slope Stability Analysis- Utilization of Advanced Numerical Techniques, Uniersity of British Columbia, Vancouver.

IIEES (International Institute of Earthquake Engineering and Seismology), 2013. Recent events Earthquake, http://www.iiees.ac.ir/fa/recentevents.

Itasca., 2008a. UDEC - Universal distinct element code. Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis. UDEC Version 4.00, USA, 2008.

Itasca., 2008b. UDEC - UDEC User's Manual. Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis. UDEC Version 4.00, USA.

Kveldsvik, V., Kaynia, A.M., Nadim, F., Bhasin, R., Nilsen, B., Einstein, H.H., 2009. Dynamic distinct-element analysis of the 800 m high Aknes rock slope. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 46(4): 686-698.

Noroozi, M., Jalali, S.E., Yarahmadi-bafghi, A.R., 2011. 3D key-group method for slope stability analysis. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 36(16):1780-1792.

Romana, M., Serón, J.B., Montalar, E., 2003. SMR geomechanics classification: application, experience and validation. In: Merwe, J. N. (Ed.), Proceedings of the 10th Cong. of the Int. Soc. for Rock Mech., ISRM 2003-Tech. Roadmap for Rock Mech. South African Ins. of Min. and Metal., 1-4.

SEISMOSOFT., 2004. SeismoSignal V3.1. Software.

Thielen, A., Friedel, S., Plotze, M., Springman, S.M., 2005. Combined approach for site investigation in terms of the analysis of rainfall induced landslides. Proceedings of the 16th International Conference on Soil Mechancis and Geotechnical Engineering, Osaka Japan.

Wolfram, S., 1999. The Mathematica Book. 4th Edition, Wolfram Media - Cambridge University Press, 1496 p.

Yarahmadi-Bafghi, A.R., Verdel, T., 2003. The key-group method. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 27 (6): 495-511.

Yarahmadi-Bafghi, A.R., Verdel, T., 2004. The probabilistic key-group metho. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 28 (9): 899-917.

Yarahmadi-Bafghi, A.R., Verdel, T., 2005. Sarma-based key-group method for rock slope reliability analyses. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 29 (10):1019-1043.

Zhang, Y., Chen, G., Wu, J., Zheng, L., Zhuang, X., 2012. Numerical Simulation of Seismic Slope Stability Analysis Based on Tension-Shear Failure Mechanism. Journal of the SEAGS & AGSSEA, 43 (2): 18-28.