تحلیل پایداری سه بعدی پیت معادن روباز به روش عددی

چکیده:

تحلیل پایداری شیب ها، همواره یکی از مسائل چالش برانگیز در مهندسی ژئوتکنیک بوده است. معادن روباز نیز از بزرگترین سازه های ژئوتکنیکی جهان به شمار می روند که شکست شیب در آنها، می تواند منجر به آسیب پرسنل، خسارت به ماشین آلات و اختلال در عملیات استخراج شود. که همگی بر عملکرد معدن تأثیر منفی می گذارند. بنابراین، ارزیابی پایداری شیب ها، یکی از اجزای مهم در طراحی و بهره برداری از معادن روباز است. تحلیل پایداری شیب های مختلف، بر اساس مدل های عددی دو بعدی، بسیار رایج است. با این حال، انتخاب موقعیت و جهت مناسب مقاطع دو بعدی، در شیب هایی با پیچیدگی های هندسی، مانند معادن روباز، دشوار به نظر می رسد. در پژوهش حاضر، در گام اول اقدام به مدلسازی عددی سه بعدی کل دیواره پیت یک معدن روباز گردید و بر اساس نتایج به دست آمده، کارآیی روش های دوبعدی رایج، در تحلیل پایداری شیب های هندسی پیچیده، ارزیابی شد. پیت معدن روباز مس سونگون، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و برای ساخت یک مدل هندسی سه بعدی، از نرم افزار Rhino   استفاده شد. سپس با بهره گیری از افزونهGriddle ، شبکه ای عددی از پیت معدن سونگون تولید شد. برای ساخت مقاطع دو بعدی با استفاده از مدل CAD   ایجاد شده درRhino ، 16 مقطع عرضی موازی دو بعدی در جهت های غرب-شرق و شمال-جنوب، همراه با 7 مقطع عرضی غیر موازی، استخراج گردید. اجرای تحلیل های پایداری سه بعدی و دو بعدی، با استفاده از کدهای عددی FLAC3D 6.0   FLAC 8.00 و  انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از ابزارهای مبتنی برCAD ، می تواند تحلیل پایداری شیب هایی با هندسه پیچیده را به میزان قابل توجهی تسهیل و امکان پذیر کند. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل های پایداری دو بعدی و سه بعدی نشان داد که فقط 35 درصد از مقاطع دو بعدی تحلیل شده، نتایج نسبتاً قابل قبولی را از نظر ضریب ایمنی و همچنین مکانیسم شکست های توسعه یافته، ارائه می دهند. بنابراین، مقاطع دو بعدی شانس کمی برای پیش بینی مکانیسم شکست واقعی شیب های هندسی پیچیده دارند. همچنین نشان داده شد که تنها در 17 درصد از مقاطع دو بعدی با ضریب ایمنی کوچک تر از ضریب ایمنی تحلیل سه بعدی، نتایج از دیدگاه مکانیسم شکست قابل قبول اند. به طور کلی، در مسائل پیچیده تحلیل پایداری شیب، مدل های عددی سه بعدی، نمای واقع بینانه تری را از ناپایداری های بالقوه ارائه می دهند و ارزیابی کامل با استفاده از مقاطع دو بعدی، به احتمال زیاد غیرممکن است.