مدلسازي هندسي درزه ها به روش شبكه شكستگي هاي گسسته سه بعدي (مطالعه موردي ساختگاه سد ليرو)

Geometric Modeling of Joints in 3D Discrete Fracture Network (Case Study: Liroo Dam construction site)

مطالعه رفتار جريان سيال در بسياري از پروژه‌هاي عمراني، معدني و زيست محيطي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. برآورد رفتار هيدروليكي توده‌سنگ نيازمند درك مناسبي از رفتار هيدروليكي شكستگي‌ها و مدلي دقيق از شبكه شكستگي‌هاي موجود در توده-سنگ است. از طرفي عدم قطعيت و تغييرپذيري در مطالعات زمين‌شناسي مهندسي در ارتباط با توده‌سنگ‌ها كه از مواد طبيعي و ناهمگن ساخته شده‌اند اجتناب ناپذير است. در اين مقاله با توجه به اهميت بالاي ويژگي‌هاي تصادفي هندسي درزه‌ها شامل جهت‌داري و پايايي در رفتار هيدروليكي توده‌سنگ ساختگاه سد ليرو، مدل شبكه شكستگي‌هاي گسسته سه‌بعدي درزه‌ها تهيه و توسعه داده شد. به اين منظور كدي در نرم‌افزار Mathemtica ، با نام 3D-DFN نوشته شد. درزه‌هاي ساختگاه پبه روش شبكه شكستگي‌هاي گسسته سه‌بعدي مدل‌سازي گرديد. در نهايت مدل هندسي تهيه شده بر اساس مقايسه آماره‌هاي توابع توزيع بدست آمده از خروجي مدل با آماره‌هاي توابع توزيع ورودي مدل اعتبارسنجي شد. نتايج بدست آمده در اغلب موارد نشان دهنده‌ي انطباق بيش از 90% است. همچنين مقادير شدت‌هاي درزه‌داري خطي، سطحي و حجمي( P10 ، P21 و P32 ) از مقاطع دو بعدي تهيه شده هم‌راستا با سطوح برداشت و مدل سه بعدي محاسبه شد و با مقادير برداشت مقايسه گرديد. مقادير P10 و P32 بيش از 90% انطباق را نشان داد و مولفه P21 بيش از 75% با داده‌هاي واقعي انطباق داشت. نتايج حاصل از اين مقاله را مي‌توان به عنوان ورودي قابل اطمينان براي مدل‌سازي عددي تحليل پايداري و تحليل هيدروليكي مورد استفاده قرار داد.

Nowadays, modeling of rock masses is widely used in order to accurately determine the properties of the rock mass and improve its behavior. In most cases, the geometric components of the fractures in the rock have a random nature.one of the most important methods to simulate the random nature of joints is the stochastic modeling of the fracture network of rock. The stochastic modeling of the fracture network makes the heterogeneous nature of rock mass with discrete elements, with geometrical properties and features that are statistically defined. In this study, the samples taken from the Liroo dam foundation are surveyed and analyzed. Then using the EasyFit that is a statistical software, the known distribution functions were determined by the maximum fitting on the surveyed geometric components and then their moments were determined. On the other hand, using the written code with Mathematica software, 3D-DFN three dimensional discrete fracture network method fractures simulated. Finally, the geometric model validated based on the comparison of the statistics of the distribution functions obtained from the model output with statistics of input distribution. The results in most cases indicate compliance of more than 90%. Also, P10, P21 and P32 values of the two-dimensional sections in a same strike with reality and in three-dimensional model were determined and compared with real values. The values of P10 and P32 showed more than 90% compliance and the P21 component was more than 75% consistent with actual data.