نشریه مهندسی معدن (Sep 2015)
تخمین پارامترهای مقاومت برشی توده‌سنگ با استفاده از روش مونت کارلو
Abstract
پارامترهای مقاومت برشی توده‌های سنگی از مهم‌ترین اطلاعات مورد نیاز در طراحی و بررسی پایداری سازه‌هایی می‌باشند که در سنگ حفر می‌شوند. بر این اساس هوک و براون روشی را برای تخمین پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل‌پذیری توده‌سنگ‌های درزه‌دار پیشنهاد کردند. در طراحی‌های مهندسی سنگ اغلب از میانگین مقادیر پارامتر های هوک و براون استفاده می‌شود. در چنین مواردی تحلیل احتمالاتی خواص توده‌سنگ بسیار مهم است. در این مقاله بر اساس نتایج آزمایش‌های مکانیک‌سنگ روی نمونه‌های سنگی محدوده معدن گل‌گهر سیرجان به مدل‌سازی عدم اطمینان‌ها در تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده‌سنگ‌های موجود در معدن، بر اساس معیار شکست هوک و براونو با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو پرداخته شد. چون با تعیین پارامترهای مقاومت برشی توده‌سنگ بر اساس یک سطح اطمینان مشخص در مراحل بعدی می‌توان طراحی‌های مورد نیاز را بر اساس یک سطح اطمینان مشخص انجام داد، مقادیر این پارامترها با سطح اطمینان مشخصی تعیین شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که ضریب تغییرات و در نتیجه پراکندگی داده‌های شبیه‌سازی شده می‌تواند ناشی از روابط استفاده شده در محاسبه پارامترهای خروجی باشد. رابطه‌ای که با وجود ورودی‌های یکسان در مقایسه با روابط دیگر، خروجی‌هایی با ضریب تغییرات بیشتر را ایجاد می‌کند نشان می‌دهد که عدم قطعیت بیشتری در مدل ریاضی حاکم بر آن رابطه و در نتیجه خروجی‌های محاسبه شده توسط آن رابطه وجود دارد. بر این اساس ضریب تغییرات و در نتیجه آن پراکندگی در داده‌های شبیه‌سازی شده زاویه اصطکاک داخلی به دلیل رابطه مثلثاتی کمتر از چسبندگی است. همچنین برتری استفاده از توابع توزیعی با کران صفر تا بی‌نهایت مثبت نسبت به توابع توزیعی که دارای دو کران باز هستند در مورد برازش بر داده‌هایی با مقدار عددی کم و پراکندگی زیاد در هنگام استفاده از روش مونت کارلو در شبیه‌سازی نشان داده شد.
