نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

تعیین جهت بهینه چالهای تزریق دوغاب در پرده آب‌بند سد صفارود با استفاده از ترکیب روش تانسور هدایت هیدرولیکی و آزمایش لوژان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه آموزشی مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان
2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی همدان، همدان، گروه مهندسی معدن
3 گروه مهندسی معدن، دانشگاه زنجان، زنجان
چکیده
تعیین مسیر نشت آب از درون شبکه شکستگی‌های تودهسنگ‌ برای مدیریت مسیر فرار آب، مسائل اقتصادی و پایداری سد بسیار مهم است. مشکل اصلی روش تانسور هدایت هیدرولیکی به عنوان پرکاربردترین روش‌ تعیین نفوذپذیری، تعیین بازشدگی ناپیوستگی‌ها است که نمی‌توان با قانون مکعب این روش تعیین نمود. از طرفی، آزمایش لوژان قادر به تعیین راستای تانسور نشت نمی‌باشد. لذا در این پژوهش، آزمایش‌های هیدرولیکی برجا و روش تانسور هدایت هیدرولیکی برای محاسبه تانسور نشت توده-سنگ شکسته ترکیب شدند. پس از برداشت ویژگی‌های هندسی درزه‌های ساختگاه سد صفارود، نفوذپذیری توده‌سنگ‌ها با استفاده از روش تانسور هدایت هیدرولیکی تعیین شدند. سپس، راستاهای اصلی فرار آب و تطبیق این راستاها با دسته‌درزه‌های حاکم بر نشت در نرم‌افزار DIPS انجام و جهت بهینه برای حفر چال‌های تزریقی مشخص شدند. در ادامه، کارآیی جهت چال‌ها در تزریق زون‌های گسله بررسی و در زون‌های با کارآیی کم، جهت بهینه چال‌ها تعیین شدند. بر اساس نتایج آزمایش‌های لوژان و تصحیح نتایج تانسور هدایت هیدرولیکی با استفاده از آن، بیشترین و کمترین نفوذپذیری به ترتیب در تکیه‌گاه چپ و بستر ساختگاه مشاهده شد. همچنین، راستای بهینه برای کارآیی بهتر تزریق، حفر گمانه در راستای 𝐾0 می‌باشد که عمود بر راستای 𝐾1 و 𝐾2 و صفحه 𝐾2 -𝐾1 می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Singh, B., & Goel, R. K. (2011). Engineering rock mass classification. Elsevier Inc, Boston: Butterworth-Heinemann.
[2] Ghorbani, S., Bour, K., & Javdan, R. (2024). Evaluating the efficiency of pre-grouting in fault zones of tunnel and its effect on rock mass quality: A case study. Geotechnical and Geological Engineering42(7), 6641-6654. DOI:10.1007/s10706-023-02557-8
[3] Ghorbani, S., Bour, K., & Javdan, R. (2024). Investigating the sealing efficiency of grouting in joints: insights from effects of the rheological properties of grout and joint characteristics. Geomechanics and Geoengineering19(6), 1021-1037. DOI:10.1080/17486025.2024.2340117
[4] Ghorbani, S., Bour, K., Javdan, R., & Bour, M. (2023). Design of effective grouting pattern in Kerman water conveyance tunnel using DFN-DEM and analytical approaches. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering9(2), 19. DOI:10.1007/s40891-023-00441-2
[5] Rahimpour, M., Rabeti Moghadam, M., Parvizi, M., Sedghi Asl, M., & Fazeli, J. (2022). Evaluation of Grout Curtain Performance in Seepage Control from Rock Formations by 3D Analysis (A Case Study of Haigher RCC Dam). Amirkabir Journal of Civil Engineering54(8), 3119-3138. DOI:10.22060/ceej.2022.20508.7446
 [6] Chen, Y. F., Zeng, J., Shi, H., Wang, Y., Hu, R., Yang, Z., & Zhou, C. B. (2021). Variation in hydraulic conductivity of fractured rocks at a dam foundation during operation. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 13(2), 351-367. DOI:10.1016/j.jrmge.2020.09.008
 [7] Hosseini, M., & Sazandeh, S. (2017). A numerical modeling study for determining the optimal depth of grout curtain in foundation and abutments of Karun 4 dam. Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering6, 41-53.
 [8] Shi, P., Pan, J., Chen, L., & Zhang, J. (2016). Rock mass grouting in major weakness zones during subsea tunneling. In ARMA US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium (pp. ARMA-2016). ARMA.
 [9] Bahadori, M., Beiranvand, P., & Bakhshandeh Amnieh, H. (2021). Optimization of Sardasht Dam Sealing System Using UDEC Software. Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering11(26), 23-34. DOI:10.22034/anm.2021.1827
 [10] Mortazavi, A., & Maadikhah, A. (2016). An investigation of the effects of important grouting and rock parameters on the grouting process. Geomechanics and Geoengineering11(3), 219-235. DOI:10.1080/17486025.2016.1145255
 [11] Saeidi, O., Stille, H., & Torabi, S. R. (2013). Numerical and analytical analyses of the effects of different joint and grout properties on the rock mass groutability. Tunnelling and Underground Space Technology38, 11-25. DOI:10.1016/j.tust.2013.05.005
 [12] Baghbanan, A., Dararbi, M., Momeni, A., Rahmani Shahraki, A., & Azhari, A. (2025). Three-Dimensional Analysis of Seepage in Fractured Rock Masses and Evaluation of the Accuracy of Empirical Methods for Predicting Permeability in Cutoff Walls: A Case Study of Chamshir Dam. Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering, 15(43), 21-30. DOI:10.22034/ANM.2025.22475.1654
 [13] Liou, T. S., Lin, J. J., Chen, P. K., Yeh, E. C., Jeng, F. S., & Wang, T. T. (2025). Determining representative elementary volume for hydraulic conductivity of fractured rock masses: Comparative analytical and numerical studies. Engineering Geology348, 107966. DOI:10.1016/j.enggeo.2025.107966 
 [14] Chengcheng, Z., Dongqing, W., Hao, D., Jinming, Z., & Qi, C. (2025). Accurate Estimation of Fractured Rock Mass Permeability Using Borehole Imaging and Water Pressure Testing. Geotechnical and Geological Engineering43(5), 208. DOI:10.1007/s10706-025-03160-9
 [15] Huang, D., Jin, Q., & Wu, Z. (2025). Grouting optimization for tunnel water-inrush disaster mitigation in jointed rock masses using discrete fracture network modeling. Geohazard Mechanics, 3(4), 261-271. DOI:10.1016/j.ghm.2025.11.001
 [16] Wang, L., Long, Y., Chen, G., Mei, Q., Luo, F., Gong, H., & Ma, L. (2025). Calculation Method of Permeability Tensor Based on the Size Effect and Anisotropy of Rock Fracture Surface Roughness. Advances in Civil Engineering2025(1), 5581786. DOI:10.1155/adce/5581786
 [17] lashkaripour, G., Aghamolaee, I., ghafoori, M. (2014). An investigation on engineering properties of marl rocks of Safa dam foundation. Journal of Engineering Geology, 7(2), 1743-1762.
 [18] Zhao, H., Ma, F., Li, G., Zhang, Y., & Guo, J. (2012). Study of the hydrogeological characteristics and permeability of the Xinli seabed gold mine in Laizhou Bay, Jiaodong Peninsula, China. Environmental Earth Sciences65(7), 2003-2014. DOI:10.1007/s12665-011-1181-y
 [19] Min, K. B., Rutqvist, J., Tsang, C. F., & Jing, L. (2004). A block-scale stress-permeability relationship of a fractured rock determined by numerical experiments. In Elsevier Geo-Engineering Book Series, Vol. 2, 269-274. Elsevier.
 [20] Yin, L., Yang, C., & Wang, G. (2014). Seepage Analysis of Fractured Rock-mass Based on In-situ Joint Investigation. Physical and Numerical Simulation of Geotechnical Engineering, (15), 3.
 [21] Lin, L., & Xu, Y. (2006). A tensor approach to the estimation of hydraulic conductivities in Table Mountain Group aquifers of South Africa. Water SA32(3), 371-378. DOI:10.4314/wsa.v32i3.5262
 [22] Barton, N., & Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock mechanics10(1), 1-54.
 [23] Li, P., Lu, W., Long, Y., Yang, Z., & Li, J. (2008). Seepage analysis in a fractured rock mass: The upper reservoir of Pushihe pumped-storage power station in China. Engineering Geology97(1-2), 53-62. DOI:10.1016/j.enggeo.2007.12.005
 [24] Priest, S. D. (1993). Discontinuity analysis for rock engineering. Springer Science & Business Media.
[25] Zimmerman, R. W., & Bodvarsson, G. S. (1996). Hydraulic conductivity of rock fractures. Transport in porous media23(1), 1-30. DOI:10.1007/BF00145263