معرفی و بررسی عوامل موثر در میزان نفوذ آب های زیرزمینی به داخل تونل های معدنی

بخشی از فهرست مطالب پروژه معرفی و بررسی عوامل موثر در میزان نفوذ آب های زیرزمینی به داخل تونل های معدنی

1- مقدمه

2- سنگ ها

3- مشكلات ناشی از نشت آب

4- آب در روزنه ها و شكاف ها

4-1- چرخه آب شناختی

4-2- روزنه داری نخستین و ثانوی

4-3- سفره آب زیرزمینی

4-4- واحد های زمین شناختی آبده ، نیم آبده و نا آبده

5-  حركت آبهای زیرزمینی

6- قانو ن دارسی

7- ضریب نفوذ پذیری یا هدایت هیدرولیكی

8- ضریب انتقال

9-نشست ناشی از زهكشی

10- حل شدن سنگ

11- رسانندگی هیدرولیك سنگ ها

12- نگرشهای هیدرودینامیكی در مورد سنگها

13- تونل بولمن در جنوب سوئد

14- زمین شناسی و فرایند نشت در تونل بولمن

15- پیش بینی جریانها و جمع آوری اطلاعات جربان های روبه داخل آبهای زیرزمینی در تونل بولمن

16- اطلاعات ورشهای بكاربرده شده درمطالعه موردی تونل بولمن

17-مطالعه جریانات ورودی آب با استفاده از نقشه های تونل

18-نتایج  بدست آمده

18-1- متغیرهای توپوگرافی

18-2- متغیرهای خاك

18-3- متغیرهای سنگ

18-4- متغیرهای تكنیكی

18-5- متغیرهای ژئوفیزیكی

19-آنالیزرگراسیون مركب چندگانه متغیرهای مستقل درارتباط با تونل بولمن

19-1-آنالیز  رگرسیون درمقیاس 100 متری تونل بولمن

19-2-آنالیز رگرسیون درمقیاس 500 متری تونل بولمن

20-بحث و بررسی نتایج بدست آمده از مطالعه موردی تونل بولمن

21-نتیجه گیری

22-معادل فارسی واژه های انگلیسی بكار برده شده درمتن

23- منابع

فهرست اشكال

شكل 1: ارتباط بین نشت واندازه مخزن درسنگهای پوشاننده

شكل 2: تونل بولمن در جنوب سوئد

شكل 3: مفاهیم سفره آب

شكل 4: نفوذ پذیری هیدرولیكی سنگها و توده های سنگی

شكل 5: رابطه بین نفوذ پذیری و عرض شكستگی

شكل 6: نمودار همبستگی

شكل 7: جهت اصلی تمام  درزه ها و تركها

شكل 8: توجیه اصلی تمام تركهای دارای نشت

شكل 9:  توزیع فراوانی تركها و تركهای دارای نشت

شكل 10: توزیع هندسی شكافهای با نشت جزئی

شكل 11: توزیع هندسی شكافهای با نشت عمده

شكل 12: توزیع لگاریتمی نرمال  تركهای با نشت جزئی 

شكل 13:     توزیع فراوانی شكافهای با نشت عمده

شكل 14: نتایج كراسكال والیز آنووابه وسیله رتبه بندی

فهرست جداول

جدول 1: فهرست متغیرهای هیدرولوژی  ، توپوگرافی و   تكنیكی كه در تونل بولمن مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته اند

جدول 2:   نتایج عمده همبستگی متغیرهای مختلف در ارتباط با نشت عمده و جزئی شكافها

جدول 3: نتایج حاصل از آنالیز واریانس كراسكال والیزآنووا متغیرهای توپوگرافی

جدول 4: نتایج حاصل ازآنالیزواریانس كراسكال والیزآنووامتغیرهای خاك

جدول 5: نتایج حاصل ازآنالیزواریانس كراسكال والیزآنووامتغیرهای سنگ

جدول6:نتایج حاصل ازآنالیزواریانس كراسكال والیزآنووامتغیرهای تكنیكی

جدول7:نتایج حاصل ازآنالیزواریانس كراسكال والیزآنووامتغیرهای ژئوفیزیكی

جدول8: فرمول های رگرسیون خطی برای نشتهای عمده و جزئی در مقیاس 100 متری

جدول 9: فرمول های رگرسیون خطی برای نشتهای عمده وجزئی در مقیاس 500 متری

 
1-    مقدمه :
نشت آب به داخل تونلها و حفریات سنگی مشكل فنی عمده ای برای این سازه‌های زیرزمینی می باشد. تراوش جریانهای آب به داخل سازه زیرزمینی باعث افزایش چشمگیر جهانی در هزینه های ساخت آن شده است. در ابتدا پمپاژ آبی كه به درون سازه تراوش می كندامری ضروری است . سپس افزایش تعداد نگهداری هاو ایجاد پیش حفریات كه هركدام از آنها مشكلاتی را به همراه دارندباید اتخاذ شود. یك قسمت قابل توجه از هزینه ها در هنگام حفر تونل در سوئد مربوط به عملیات پیش دوغاب ریزی  است كه برای محدود كردن جریان های آب ضروری می باشد. همچنین جریانهای زیاد آب به داخل تونل می تواند به طور جدی نیروی كاررا تحت خطر قرار دهد وموارد مطالعاتی بسیاری و گزارشهای متعددی درباره از دست رفتن زندگی افراد درج شده است . همچنین در حضور جریانهای بزرگ آب ، شرایط كاركردن سخت تر واز سرعت كار كاسته می شود. نتیجه محیطی مستقیم جریانهای آب ، افت فشار سطوح آب زیرزمینی در لایه های آبدار و سفره‌های آب زیرزمینی می باشد. افت فشار   طویل المدت بر نمو گیاهان ، منابع  آب  زیرزمینی و همچنین بر شیمی آبهای زیرزمینی تاثیر می گذارد (13). نشستی كه در نتیجه كاهش فشار آب در لایه های خاكی اتفاق می افتد به ساختمانهای روی سطح زمین خسارت وارد می كند ( شكل 1) . به دلیل مشكلاتی كه جریانهای ورودی آب ایجاد می كنند تلاش شده تا حداقل جریانهای ورودی عمده تعیین محل و پیش بینی شوند. پیش بینی های صحیح و موفق در انتخاب مسیر نهفته تونل وشیوه ساخت آن و همچنین در تشخیص شعاع تاثیر   و مخروط فرو رفتگی  یا افت فشار كه توسط جریانهای ورودی ایجاد  شده است كمك می كند. این مسائل دركاهش هزینه‌های ساختمانی و زیست محیطی موثر است امروزه مفهوم پیش بینی به مقدار زیادی به قابلیت اطمینان در مدل سازی جریان اب زیرزمینی وابسته می باشد . در سنگهای شكاف دار و با تخلخل كم مانند سنگهای اذرین سخت تلاشهای فراوانی در جهت توسعه روشهایی كه سعی بر در آوردن خصوصیات پیچیده هندسی شكافها و درزه ها مطابق مدل یعنی می باشد انجام گرفته است (11). همچنین روشهای دیگری برای حل مشكلات جریان در سنگ شكاف دار همانند آنالیز ها و تجزیه تحلیلهای بدون بعد   ، شبیه سازی اتفاقی  و مدل فاقد كیفیتهای ظاهری و واقعی بكار برده می شوند (14)  . به طور متناوب و برحسب نیاز  روشهای متجانس و خواص موثر بر مدلسازی شكافهای مشخص استفاده شده است (7). به هرحال اغلب حتی با قابلیت استفاده خوب داده ها بدرستی نشان داده شده كه مدلهای عددی بیشتر روی یك مقیاس جهانی پیش بینی های موفقی رامی توانند خلق كنند(8)  . بعلاوه مدلسازی عددی دقیقا“ آخرین مرحله از یك عملیات پیش بینی كننده می باشد  واین نتیجه منحصرا“ به مدل ادراكی   كه در یك مرحله خیلی مقدماتی از اتصال اطلاعات اصلی مختلف بسط داده شده است وابسته می باشد. بنابراین اگر دریك عملیات پیش بینی كننده در ابتدا كاملا درك شود كه چه چیزی و چگونه باید پیش بینی شود احتمال قوی تری برای موفقیت وجود دارد (9). اگر در بعضی مواقع معرفهای عددی توده سنگ برای پیش بینی كردن ناكافی باشند ، به این دلیل است كه بعضی از فاكتورهای مهم در پیش بینی جریانها به حساب آورده نشده اند . هدف این مقاله نشان دادن رابطه آماری پارامترهای زمین شناسی در كنترل كردن جریانهای آب به داخل تونلها می باشد. نظر به اینكه توده های سنگ سخت معمولا“ دارای تخلخل خیلی كم می باشند. هنگامی كه مخازن آبهای زیرزمینی در قسمت پوشان سنگ  یا كمر بالا قرار گرفته اند ، نشت از شكافها و درزهای سنگها صورت می گیرد . از این رو، بروی فاكتورهای مربوط به كمر بالا نیز ، مطالعات و آنالیز صورت گرفته است .

بخشی از منابع و مراجع پروژه معرفی و بررسی عوامل موثر در میزان نفوذ آب های زیرزمینی به داخل تونل های معدنی 
الف – منابع فارسی :‌
1-    رژفسكی . و، نوویك ؛ فیزیك سنگ ، ترجمه محمد دانش ، مركز انتشارات صنعت فولاد، ، 256 ص .
2-    2- فرانكلین ، جان ای؛ مهندسی سنگ ، ترجمه محمد دانش ،مركز انتشارات صنعت فولاد، ، 359 ص .
3-    گودمن .ر .ای ؛ مكانیك سنگ ، ترجمه محمد دانش مركز انتشارات صنعت فولاد،  ، 645 ص .
4-    نجمایی محمد؛ هیدرولوژی مهندسی ، نشر كتاب دانشگاهی  
5-    وتكوری .وی . اس ، كاتسویاما. ك ؛ درآمدی بر مكانیك سنگ ؛ ترجمه محمد فاروق حسینی . نشر كتاب دانشگاهی ؛138ص.

ب – منابع خارجی ؛
6-Bagtzoglou A.C., Mohanty S., Nedungadi A., Yeh T-C,J and R.Ababou 1994: Effective hydraulic property calculations for unsaturated , fractured rock with semi – analytical and direct numerical techniquse: review and applications . Centre for Nuclear Waste Regulatory Analyses, CNWRA 94-007 , San Antonio , Texas .
6-    Cacas , M.C.Ledoux , E ., de Marsily , G . and B. Tillie 1990 : Modelling fracture flow with a stochastic disrete fractufe network : calibration and validation 1 . The model .
Water Resources Research , Vol.26(3) ,479-789.