نام پژوهشگر: علی رضا باغبانان

تاثیر خصوصیات میکروسکپی و ماکروسکپی سنگ بکر دانه ای بر روی مقاومت خستگی آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده معدن 1390
  محسن خوشکام   علی رضا باغبانان

سازندهای سنگی به همان اندازه سازه های سنگی تحت تاثیر بارهای دینامیکی و استاتیکی قرار دارند. بارهای دینامیکی بطور متناوب در اثر زمین لرزه های بزرگ، انفجار سنگ، آتشباری، حفاری و ترافیک ایجاد می شوند. خصوصیات مکانیکی سنگ، تحت تاثیر بارهای دینامیکی و متناوب بطور مشخص می تواند با خصوصیات آن تحت بارهای استاتیکی بخصوص در مورد بارهای متناوب و دوره ای متفاوت باشد. درتحقیقات قبلی رفتار سنگ تحت تاثیر بارگذاری متناوب فشاری مورد بررسی قرار گرفته است ، در این کار تحقیقاتی رفتار سنگها تحت تاثیر بارگذاری کاملا معکوس شونده (کشش– فشار) و به کمک دستگاه تست خستگی ساخته شده بر اساس تست رایج خستگی فولاد مورد ارزیابی قرار گرفته است. از دو نمونه سنگ کریستالین آهکی(مرمریت مارون و مرمر سبز) با اندازه دانه بندی متفاوت جهت بررسی پدیده خستگی در سنگ با این روش استفاده شد. نمونه های سنگی آماده شده برای آزمایش خستگی سنگ در این تحقیق دارای قطر 11 میلیمتر و طولی برابر 120 میلیمتر بودند. 35 تا 40 نمونه از هر نوع سنگ جهت اجرای آزمایش خستگی آماده شد و70 آزمون خستگی اجرا شده است. در ادامه نمودارهای مقاومت خستگی در برابر تعداد سیکل تا لحظه شکست برای هر کدام از سنگها رسم شد. این نوع آزمایش امکان ارزیابی وجود ویا عدم وجود حدتحمل در سنگها و تعیین مقدار آن را به دلیل نحوه اجرای آزمایش دارا میباشد. این در حالی است که روشهای قبلی بررسی پدیده خستگی در سنگها این توانایی را نداشتند. دیده می شود که سنگهای کریستالین مرمریت مارون و مرمر سبز در بازه تنش خاصی تحت بارگذاری متناوب پایدار باقی مانده و شکسته نمی شوند? از اینرو میتوان گفت این سنگها به ترتیب در بازه تنشی (6-4) و(10-7) مگا پاسکال دارای حد تحمل هستند. نتایج بدست آمده نشانگر تاثیر زیاد اندازه دانه های سنگ بر روی پدیده خستگی در سنگها میباشد. در این تحقیق با افزایش اندازه دانه ها،سنگ مورد نظر نسبت به شکست خستگی مستعدتر میشود. همچنین با توجه به نمودارهای رسم شده ? پراکندگی داده ها در سنگ مرمریت مارون بیشتر از سنگ مرمر سبز می باشد و این می تواند به دلیل ناهمسانگردی توزیع دانه بندی سنگ مرمریت مارون نسبت به مرمر سبز باشد.

تحلیل عددی تأثیر فشارآب حفره ای بر پایداری دیواره های معدن شماره یک گلگهر سیرجان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی معدن 1393
  محسن رحمانی گوکی   علی رضا باغبانان

پایداری شیب به صورت مقاومت سطح شیبدار در مقابل شکست تعریف میشود. اهداف اصلی آنالیز پایداری شیب، پیدا کردن مناطق پرخطر، بررسی مکانیزم شکست احتمالی، تعیین حساسیت شیب به مکانیزم های مختلف تحریک و طراحی شیب بهینه با توجه به ایمنی، قابلیت اطمینان و اقتصاد، میباشد. برای طراحی دقیق شیب، می بایست به اطلاعات و دادههایی همچون خواص توده سنگ، هندسه شیب، شرایط آب زیرزمینی و تغییرات مواد در اثر عوامل تکتونیکی دسترسی داشت. در این تحقیق به بررسی تأثیر فشار آب حفره ای بر پایداری دیوارههای معدن شماره یک گلگهر سیرجان با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و بهره گیری از نرم افزارهای flac2d و flac3d پرداخته شده است. در ابتدا، مدلسازی محیط به صورت خشک و کاملاً زهکشی شده انجام شد. سپس دیوارهها در حالت طبیعی مورد بررسی هیدرولیکی و مکانیکی قرار گرفت. و محاسبات مربوط به جریان نیز انجام شد. مقاطع و هندسه های مورد بررسی با توجه به آنالیزهایی که قبلاً با روشهای تعادل حدی انجام شده بود؛ انتخاب شدند. آنالیزها بر روی 9 برش دوبعدی و دو مدل سه بعدی انجام شد. نتایج نشان داد؛ که در تمامی برشها اختلاف ضریب ایمنی محیط کاملاً زهکشی شده و محیط آبدار حدوداً به 30 درصد میرسد. بیشترین ناپایداری، مربوط به دیواره جنوبی و غربی معدن برآورد شد. همچنین سطح شکست احتمالی در برشهای مختلف تعیین گردید؛ و با سطح شکست مدلهای سه بعدی هم مکان مقایسه شد. سطوح شکست دوبعدی و سه بعدی کاملاً مشابه بدست آمد. با توجه به ضریب ایمنی پائین دیوارهها، برای پایدار سازی دیوارهها از دو روش کاهش شیب و تونل زهکش، استفاده شد. همچنین، تحلیل حساسیتی برای تعیین محل دقیق حفر و ابعاد تونل زهکش انجام شد. نتایج نشان داد؛ که حفاری تونل زهکش در پائین ترین سطح ارتفاعی و نزدیکترین مکان به سطح پله، بهترین نتایج را به همراه دارد. افزایش ابعاد تونل، نسبت به حالت اولیه تأثیر چندانی بر پایداری و کاهش سطح آب نداشته و تنها زمان رسیدن به تعادل هیدرولیکی را کاهش میدهد. در این پروژه به تأثیر حذف پله ها در پایداری دیوارهها نیز پرداخته شده است؛ معلوم شد که با حذف پله ها و مدلسازی شیب به صورت سرتاسری، ضریب ایمنی در حدود 12 درصد از مقدار واقعی اختلاف نشان میدهد. این در حالی است که، سطح شکست تغییر چندانی نمیکند.