مدل‌سازی تحلیلی و عددی فرآیند تزریق دوغاب سیمانی در سنگ درزه‌دار بر اساس نتایج تزریق آزمایشی در ساختگاه سد سیمره

Abstract

عملیات تزریق، یکی از راه‌های کاهش نشت آب، افزایش مقاومت و تحکیم سنگ درزه‌دار در ساختگاه‌هاست. یکی از مسایل پیش‌رو در این عملیات، برآورد میزان سیمان مصرفی و تخمین شعاع نفوذ دوغاب سیمانی است که به عنوان پارامترهای اصلی فرآیند تزریق معرفی شده‌اند. در نتیجه، تخمین این پارامترها به منظور اجرای عملیات تزریق امری ضروری است که موجب افزایش بازده عملیات می‌شود. در این تحقیق 5 مدل تحلیلی، همراه با مدل‌سازی عددی برای پیش‌بینی شعاع نفوذ و حجم دوغاب تزریق‌ یافته معرفی شده‌اند. از مدل‌های تحلیلی برای انجام محاسبات تزریق در ساختگاه سد سیمره، بوسیله‌ نتایج حفاری‌های ژئوتکنیکی و تزریق آزمایشی، استفاده شد. سپس با استفاده از مدل‌سازی عددی به وسیله‌ نرم‌افزارUDEC نیز شعاع تاثیر و حجم خورند محاسبه شد. نتایج دو مدل‌سازی تحلیلی و عددی با خورند واقعی ثبت شده در ساختگاه مقایسه و بررسی شده‌اند. مطالعات نشان دهنده‌ آن است که در مدل‌سازی تحلیلی، مدل لمباردی در مقایسه با سایر مدل‌ها برآورد بهتری از حجم دوغاب تزریق یافته ارائه می‌دهد. سایر مدل‌ها تخمین‌های متفاوتی از خورند دوغاب نشان می‌دهند. علت این تفاوت را می‌توان ناشی از ساده‌سازی بیش از حد شرایط حاکم بر عملیات تزریق در این مدل‌ها دانست. نتایج مدل‌سازی عددی دارای تطابق قابل قبولی با میانگین ‌مدل‌های تحلیلی است، اما بطورکلی می‌توان گفت که مدل‌سازی عددی در مقایسه با مدل‌های تحلیلی، تخمین بهتری از حجم دوغاب تزریق‌یافته نشان می‌دهد. با این وجود یکی از نقاط ضعف مدل‌سازی عددی، سهل‌الوصول نبودن محاسبات با توجه به تعدد مقاطع تزریقی و محدودیت امکانات محاسباتی در حین اجرای عملیات است. در حالیکه به‌کارگیری مدل‌های تحلیلی با توجه به سادگی محاسبات، کاربردی‌تر می‌نماید.

کلمات کلیدی مدل سازی تحلیلی و عددی، شعاع نفوذ، خورند دوغاب، سد سیمره عملیات تزریق، یکی از راه‌های کاهش نشت آب، افزایش مقاومت و تحکیم سنگ درزه‌دار در ساختگاه‌هاست. یکی از مسایل پیش‌رو در این عملیات، برآورد میزان سیمان مصرفی و تخمین شعاع نفوذ دوغاب سیمانی است که به عنوان پارامترهای اصلی فرآیند تزریق معرفی شده‌اند. در نتیجه، تخمین این پارامترها به منظور اجرای عملیات تزریق امری ضروری است که موجب افزایش بازده عملیات می‌شود. در این تحقیق 5 مدل تحلیلی، همراه با مدل‌سازی عددی برای پیش‌بینی شعاع نفوذ و حجم دوغاب تزریق‌ یافته معرفی شده‌اند. از مدل‌های تحلیلی برای انجام محاسبات تزریق در ساختگاه سد سیمره، بوسیله‌ نتایج حفاری‌های ژئوتکنیکی و تزریق آزمایشی، استفاده شد. سپس با استفاده از مدل‌سازی عددی به وسیله‌ نرم‌افزارUDEC نیز شعاع تاثیر و حجم خورند محاسبه شد. نتایج دو مدل‌سازی تحلیلی و عددی با خورند واقعی ثبت شده در ساختگاه مقایسه و بررسی شده‌اند. مطالعات نشان دهنده‌ آن است که در مدل‌سازی تحلیلی، مدل لمباردی در مقایسه با سایر مدل‌ها برآورد بهتری از حجم دوغاب تزریق یافته ارائه می‌دهد. سایر مدل‌ها تخمین‌های متفاوتی از خورند دوغاب نشان می‌دهند. علت این تفاوت را می‌توان ناشی از ساده‌سازی بیش از حد شرایط حاکم بر عملیات تزریق در این مدل‌ها دانست. نتایج مدل‌سازی عددی دارای تطابق قابل قبولی با میانگین ‌مدل‌های تحلیلی است، اما بطورکلی می‌توان گفت که مدل‌سازی عددی در مقایسه با مدل‌های تحلیلی، تخمین بهتری از حجم دوغاب تزریق‌یافته نشان می‌دهد. با این وجود یکی از نقاط ضعف مدل‌سازی عددی، سهل‌الوصول نبودن محاسبات با توجه به تعدد مقاطع تزریقی و محدودیت امکانات محاسباتی در حین اجرای عملیات است. در حالیکه به‌کارگیری مدل‌های تحلیلی با توجه به سادگی محاسبات، کاربردی‌تر می‌نماید.