تحليل پايداري مغارهاي نيروگاه سد بختياري با استفاده از نرم افزار 3DEC

Stability Analysis of Powerhouse Caverns of Bakhtiary Dam Using 3DEC Software

امروزه فضاهای بزرگ زیرزمینی به جهت استفاده متعدد در پروژه های استراتژیك شامل نیروگاههای برق­آبی، ذخیره سازی نفت و گاز، دفن زباله‌های اتمی و غیره از اهمیت فراوانی برخوردارند. لذا بررسی پایداری آنها نیز به دلیل ابعاد بزرگ و وسیع حائز اهمیت می‌‌باشد. در این مقاله با در نظر گرفتن موقعیت ناپیوستگی‌ها و شرایط تنش در منطقه مورد مطالعه مناسب‌ترین راستا برای حفر مغار‌ نیروگاه سد بختیاری ارزیابی شده است. خواص مقاومتی توده­سنگ شامل: استحكام برشی سطوح ناپیوستگی­ها، مدول تغییرشكل­پذیری با استفاده از آزمایش­های برجا تعیین شد و خلاصه نتایج برای مدلسازی عددی آورده شده است. شرایط تنش در ناحیه مورد مطالعه با استفاده از آزمایش شكست هیدرولیكی تعیین شده است. با استفاده از روش عددی المان مجزا و روابط تحلیلی فاصله مناسب بین مغارها با در نظر گرفتن احتمال پدیده انفخار سنگ تعیین شده است. در انتها به كمك مدلسازی عددی و تعیین  ناحیه آسیب (زون پلاستیك)، شیب لایه‌بندی‌ها و مقدار مدول تغییر شكل‌پذیری توده سنگ، سیستم نگهداری مناسب  شامل طول تاندون‌ها و پیچ­سنگ­ها و میزان نیروی محوری اعمال شده بر آنها پیشنهاد شده است.

Today, large underground spaces for multiple strategic projects including hydroelectric power plants, storage of oil and gas, nuclear waste disposal, etc. are important. Stability analysis is of great importance due to the large dimensions of these spaces. In this paper, at first according to the discontinuities orientation and stress conditions of the region, appropriate direction for excavations is selected. The rock mass strength properties including the shear strength of discontinuous rock mass and the modulus of deformation using in situ tests was determined. The numerical modeling results have been summarized. Stress conditions in the study area were determined using a hydraulic fracture tests. In the next step, Using analytical relations and numerical method (Discrete Element Method, 3DEC); as well as, with regard to occurring rock burst phenomenon between the two caverns, and changing of distance between these caverns, the proper optimum distance is determined. Finlay using the result of numerical modeling and based on the plastic zone, a suitable support system (consists of length of tendons and rock bolts at different parts of caverns and axial stress applied to those) has been suggested.