تخمین دقیق مقاومت توده‌سنگ در معادن روباز با روش جدید دانشگاه تهران

پژوهشگران دانشکده مهندسی معدن دانشگاه تهران موفق شدند با ارائه یک راهکار عملی و مبتنی بر شبیه‌سازی‌های عددی پیشرفته، چالش‌های مربوط به تخمین مقاومت توده‌سنگ و تعیین ابعاد دقیق المان معرف را در پروژه‌های مهندسی بزرگ حل کنند.

نوآوری در تحلیل مکانیکی توده‌سنگ‌ها

پیش‌بینی رفتار مکانیکی سنگ‌ها در ابعاد وسیع، همواره به دلیل وجود ناپیوستگی‌های زمین‌شناسی و اثر مقیاس، یکی از دشوارترین مباحث در مهندسی سنگ بوده است. تیم تحقیقاتی به سرپرستی مجتبی بهاءالدینی، با تلفیق دو روش قدرتمند المان مجزا (DEM) و شبکه شکستگی مجزا (DFN)، توانستند اثر ناهمسانگردی را در توده‌سنگ‌های درزه‌دار به دقت ارزیابی کنند.

این مطالعه که با رویکرد «توده سنگ مصنوعی» (SRM) انجام شده، از مدل‌های ذرات باند شده برای شبیه‌سازی سنگ بکر استفاده کرده است تا دقت محاسبات در ابعاد مختلف حفظ شود.

یافته‌های کلیدی و کاربرد در معادن روباز

در این پژوهش که بر روی دیواره یک معدن بزرگ سنگ‌آهن انجام شد، نتایج نشان داد که با افزایش ابعاد نمونه، هم مقاومت فشاری و هم مدول تغییر شکل کاهش می‌یابند. جزئیات این یافته‌ها در جدول زیر قابل مشاهده است:

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این تحقیق، کشف رابطه‌ای میان حجم المان معرف هندسی و مکانیکی است. این یعنی مهندسان می‌توانند با استفاده از شاخص‌های هندسی ساده، حجم المان معرف مکانیکی را با سرعت و دقت بسیار بالا تخمین بزنند.

نتیجه‌گیری و اهمیت استراتژیک

این دستاورد علمی، ابزاری کارآمد برای طراحی ایمن و بهینه در معادن روباز، سدسازی، تونل‌سازی و سایر زیرساخت‌های عظیم عمرانی فراهم می‌کند. استفاده از این روش می‌تواند منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌های مهندسی و افزایش ضریب اطمینان در پیش‌بینی رفتار توده‌سنگ‌ها شود.