تعيين صفحه معرف دسته درزه ها با رويكرد افزايش قابليت اطمينان

Development of a new approach to determine the representative joint set with enhanced reliability

ارائه تخميني مطمئن از جهت‌داري صفحه ناپيوستگي حاصل از درزه‌هاي متعلق به يك دسته درزه از اهميت ويژه‌اي در مطالعات و تحليل‌هاي مكانيك‌سنگ برخوردار است. روش‌هاي رايج در تعيين اين جهت‌داري به صورت قطعي و بدون در نظر گرفتن قابليت اطمينان موجود در محاسبات ارائه شده‌اند. امروزه در علوم مهندسي روش‌هاي آماري و احتمالاتي براي بررسي عدم اطمينان موجود در داده‌ها و همچنين اعتبارسنجي جواب‌ها و روش‌هاي محاسباتي، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند و تاكيد آن‌ها بر مشخص نمودن موارد مجهول و ناشناخته موجود در تحليل‌ها مي‌باشد. در اين مطالعه روشي جديد در محاسبه صفحه ناپيوستگي حاصل از يك سري درزه متعلق به يك دسته درزه بر مبناي روش احتمالاتي شبيه‌سازي مونت كارلو ارائه شده است و براي بررسي آن، نتايج حاصل با روش برداري رايج مقايسه شده است. بررسي دو روش قطعي و احتمالاتي توسط تحليل عددي المان مجزا نشان داد كه روش جديد بدليل در نظر گرفتن افزايش قابليت اطمينان و شبيه‌سازي بر مبناي تمامي حالات از طريق تعيين توابع توزيع آماري و نمونه‌برداري تصادفي از آن‌ها، نسبت به روش رايج مناسب‌تر است. اين برتري در مورد جهت‌داري‌هاي توسعه يافته در دو سوي مرز شبكه به‌طور بارز ديده مي‌شود. همچنين بررسي تعيين جهت شيب و مقدار شيب صفحه ناپيوستگي حاصل از يك دسته درزه نشان داد كه در شرايطي كه قطب‌ درزه‌هاي يك دسته درزه در يك سوي شبكه استريونت قرار -گيرند، محاسبات روش رايج از قابليت اطمينان بيش از 98% براي جهت شيب و مقدار شيب برخوردار مي‌باشند. در حالي كه اين محاسبات براي جهت‌داري‌هايي كه در دو سوي مرز شبكه باشند، قابليت اطمينان آن‌ها به بيش از 95% براي جهت شيب و بيش از 87% براي مقدار شيب كاهش خواهد يافت.

A reliable estimation of the discontinuity orientation of a joint set is of great importance in rock mechanics studies and interpretations. Common approach for determination of the joint set orientation is based on deterministic approach without considering the reliability of calculations. Nowadays, statistical and probabilistic methods are widely used to investigate uncertainties in the input data as well as validating the output of calculations and outputs where the emphasis is placed on identification of unknowns in analyzes. In this study a new method was presented for calculating the representative discontinuity plane of a joint set based on the Monte Carlo simulation method and the results were then compared with the conventional method. Evaluation of deterministic and probabilistic methods were carried out using distinct element method which showed that the proposed method is more suitable compared to the conventional method due to enhanced reliability in calculation as well as simulating based on considering the statistical distribution function and sampling from them. This advantage can be clearly seen for orientations fall in the edge of hemisphere projection. Furthermore, results of this study showed that when the joints are located on one side of the stereonet, the conventional method has a reliability more than 98%. in determining the dip and dip direction of representative discontinuity plane of a joint set while for orientations fall in the edge of hemisphere projection the reliability is reduced to more than 95% for the dip direction and more than 87% for the dip.