هدف از انجام این رساله پیش بینی انرژی خردایش سنگ با استفاده از پارامترهای مکانیکی سنگ می باشد. مطالعات انجام شده در اینجا شامل دو بخش می باشند. در بخش اول، فرایند خردایش و کاهش ابعاد سنگ های کروی و مکعبی که بین دو صفحه فولادی بارگذاری می شوند، با استفاده از روش عددی تفاضل محدود شبیه سازی شده است و انرژی کرنشی ذخیره شده در سنگ در هر مرحله بارگذاری محاسبه شده است. نمونه ها به صورت محیط الاستو-پلاستیک و با در نظر گرفتن معیار شکست موهرکلمب مدل شده اند. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده، خردایش چهار سنگ سخت آذرین مدل شده است. تمامی حالات مختلف بارگذاری که برای یک نمونه مکعبی یا کروی و قطعات حاصل از شکست آنها که ممکن است در طول فرایند خردایش رخ دهد، مطالعه شده و فرایند های خردایشی که دارای بیشترین و کمترین انرژی کرنشی می باشند، با استفاده از برنامه flac شناسایی شده اند. انرژیهای کرنشی ماکزیمم بدست آمده تطابق خوبی با انرژی خردایش باند دارند. نتایج نشان می دهد که در طول فرایند خردایش، اگر چه شکست کششی و برشی همزمان با هم رخ می دهند، اما درصد زیادی از انرژی خردایش صرف شکست برشی می شود.در بخش دوم از نرم افزار pfc (بر اساس روش اجزا گسسته) برای مدلسازی رفتار شکست سنگ در داخل یک سنگ شکن فکی استفاده شده است. در برنامه pfc، سنگ به صورت مواد دانه ای در دو شکل مکعبی و کره ای مدل شده اند. همچنین از نرم افزار flac برای تحلیل توزیع تنش در داخل سنگ کروی و مکعبی که در داخل سنگ شکن تحت بارگذاری قرار گرفته اند، استفاده شده است. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده، نه نمونه سنگ با خصوصیات مقاومتی متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته و انرژی مصرفی محاسبه شده توسط مدل اجزا گسسته با انرژی خردایش باند برای این نه نمونه سنگ، مقایسه شده است. انرژی خردایش بدست آمده از مدل اجزا گسسته برای سنگ های کروی، تطابق خوبی با انرژی خردایش باند آنها دارد. همچنین شکست نمونه مکعبی و کروی از سنگ آهک در سنگ شکن فکی آزمایشگاهی با استفاده از دوربین سرعت بالا مطالعه شده و با نتایج بدست آمده از مدل اجزا گسسته، مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که مدل اجزا گسسته به خوبی می تواند شکست کششی را مدل کند اما روش المان های مجزا به خوبی نمی تواند تورق را مدل کند.

مغار ها از جمله بزرگترین سازه های حفر شده در زیرزمین می باشند که هم دارای مصارف عمومی و هم دارای مصارف صنعتی می باشند. عوامل زمین شناختی و پارامتر های رفتاری سنگها نقش اصلی را در مطالعات اجرایی در طی حفر یک مغار زیرزمینی بازی می کنند و به همین دلیل باید در بررسی پایداری این فضاهای بزرگ زیرزمینی اطلاعات دقیقی از نوع سنگ و نوع رفتار آن در سازه مذکور وجود داشته باشد. معمولاً در بیشتر مغار ها یک روش تحلیل و طراحی استفاده از نرم افزار های مختلف آنالیز عددی و سپس استفاده از نتایج ابزاربندی و رفتارسنجی برای کنترل و تدقیق نتایج حاصله از مدلسازی می باشد. با توجه به بزرگی مغار و حجم سنگین نگهداری های مورد نیاز به منظور تأمین پایداری سازه و بهینه کردن سیستم نگهدارنده، با ملاحظه ایمنی مورد نیاز، امری ضروری و لازم الاجراست اما قبل از این کار باید از ناپایداری های ایجاد شده در سازه با تدابیری از قبل اندیشیده شده و از قبل طراحی شده کاسته شود، تا از حجم عظیم سیستم نگهدارنده مورد نیاز در سازه نیز کاسته گردد. در این راستا روش حفر و توالی حفاری در مغار یکی از موثر ترین روش ها خواهد بود. هدف از انجام این پروژه، بررسی توالی حفاری اجرا شده و تأثیر آن بر پایداری مغار طرح توسعه نیروگاه سد مسجد سلیمان و سپس ارائه پیشنهاد های مختلف و بررسی یکایک آن ها و تحلیل تأثیر آن ها بر پایداری کل سازه و در نهایت آن انتخاب گزینه برتر و بهینه خواهد بود. قبل از تحلیل توالی های پیشنهادی با استفاده از نرم افزار و ارائه طرح بهینه با استفاده از نتایج حاصله از داده های رفتارنگاری و ابزاربندی و همچنین با استفاده از تکنیک های مختلف آنالیز برگشتی به تدقیق پارامترهای موجود و ارزش دادن به مدل اولیه ایجاد شده پرداخته شده است. در این راه از نرم افزار flac v4.0 که از روش اختلاف محدود (finite difference method ) به منظور انجام تحلیل ها استفاده می کند، بهره گرفته شده است. پس از تحلیل کامل مقاطع پیشنهادی و پس از بررسی مقادیر جابجایی ها و تنش ها و نیز نیروهای وارده به سیستم های مختلف نگهدارنده سازه، مقطع شماره یک در بین مقاطع پیشنهادی به عنوان مقطع بهینه جهت حفاری مغار اصلی طرح و توسعه سد مسجد سلیمان انتخاب گردیده است.