پایان نامه عمران – راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال

  ** دانلود متن کامل پایان نامه رشته عمران با موضوع راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال با فرمت ورد  word **

چکیده:

هدف این پایان‌نامه تحقیق در مورد راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار می‌باشد.

همچنین مقایسه نتایج بدست آمده بر روی سرریز اوجی بر اساس CFD یکی دیگر از اهداف این پایان‌نامه می‌باشد تا درمطالعات و طرحهای آتی با اطمینان خاطر بیشتر از مدلهای (CFD) استفاده گردد.

ضرورت تحقیق این پایان‌نامه گسترش استفاده از مدلهای (CFD) در داخل کشور می‌باشد بطوریکه مدلهای CFD در چند سال اخیر نقش بسزایی را در مسائل صنعتی و آکادمیک ایفا کرده است. در دو دهه قبل مسائل (CFD) به صورت آکادمیک مطرح بوده ولی در دهه اخیر در کشورهای پیشرفته رواج گستره‌ای در صنعت پیدا کرده است.

برای انتخاب بهترین طرح برای بسیاری از سدها باید با صرفه ترین و دقیق‌ترین روش را برای بررسی چگونی رفتار جریان بر روی سرریز در صورت وقوع سیل را در نظر گرفت. تا مدتی قبل استفاده از مدل فیزیکی تنها روش بررسی بوده ولی هم اکنون استفاده از روش (CFD) رواج گسترده‌ای پیدا کرده است که هزینه و زمان بررسی کردن را پایین آورده است.

در این پایان‌نامه نحوه رفتار جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent و تحت سطوح بالا برنده مورد بررسی قرار گرفته است.

برای شبکه‌بندی مدل تاج سرریز سدانحرافی گرمسار از نوع شبکه‌بندی چند بلوکی استفاده شده است مدل تاج سرریز نیز به چهار ناحیه تقسیم‌بندی شده است و در حل این پروژه از مدل Vof استفاده شده است. طبق نتایج حاصل از تحقیقات به عمل آمد بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار برای 5/0=Hd/H بر روی تاج سرریز فشار منفی تشکیل نمی‌گردد و برای 1=Hd/H و 33/1=Hd/H بر روی تاج سرریز سد انحرافی گرمسار فشا منفی تشکیل می‌گردد.

فصل اول

مقدمه

درمسائل مهندسی امروزی شناخت رفتار یا عکس العمل یک پدیده نقش بسزائی دربررسی نتایج بدست آمده و طراحی دقیق مسائل مهندسی دارد، بطوریکه یک پژوهشگر یا محقق با شناخت چگونگی رفتار یک پدیده دربرخورد با مسائل مختلف می تواند وضعیت فیزیکی پدیده را درقبال مسائل مختلف مهندسی بهبود بخشد.

به عنوان مثال درطراحی بدنه خودرو اگر یک محقق عکس العمل یا رفتار هوا نسبت به خودرو را درسرعت های بالا درنظر نگیرد باعث مشکلات عدیده ای خواهد شد بطوریکه دراین حالت ضریب بازدارندگی افزایش و درنتیجه نیروی بازدارندگی نیز افزایش می یابد و اتومبیل برای رسیدن به یک سرعت مناسب بایستی نیروی بیشتری راتولید کند که در نتیجه باعث افزایش مصرف سوخت و سایر مشکلات خواهدشد. اما امروزه کارشناسان با شناخت رفتار و عکس العمل هوا نسبت به بدنه خودرو به این نتیجه رسیده اند که بایستی بدنه خودروها حالت آیرودینامیکی داشته باشد تا با مشکلات ذکر شده مواجه نشوند.

لذا شناخت پدیده و عکس العمل آن نسبت به مسائل مختلف در امور مهندسی امروزی مانند هوا و فضا، هیدرولیک، سیالات و … از اهمیت قابل توجهی برخودار است. دربرخورد مهندسان با مسائل و موضوعات هیدرولیکی مشخص بودن چگونگی رفتار سیال کمک بسیار زیادی را در طراحی هرچه دقیق تر پروژه ها می‌نماید. حل برخی از مسائل هیدرولیکی با روشهای حل تحلیلی امکان پذیر می باشد اما ممکن است دربرخی از موضوعات، حل تحلیلی کمک قابل توجهی را به یک محقق ننماید لذا بایستی ازحل عددی برای بررسی چگونگی رفتار سیال استفاده کرد. یکی از مسائل مهمی که کارشناسان هیدرولیک بایستی با آن آشنا باشند نحوه رفتار جریان برروی سرریزهای سازه های آبی می باشد. یکی از راه های شناخت رفتار جریان برروی سرریز استفاده از مدلهای فیزیکی می باشد.

نتایج مدلهای فیزیکی درصورتیکه شرایط مدل به خوبی ایجاد گردد قابل قبول می‌باشد. اما یکی از مشکلات مدلهای فیزیکی درپروژه های مهندسی مدت زمانی است که طول می کشد تا نتایج مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد به طوریکه ممکن است ماهها و یا دربرخی از موضوعات هیدرولیکی مانند بررسی میزان کاوتیاسیون سالها طول بکشد ویا اینکه یک محقق برای بررسی مدل فیزیکی گزینه های مختلف با محدودیت زمانی مواجه باشد. ساخت مدل فیزیکی و تجزیه و تحلیل نتایج آن هزینه قابل توجهی را درپی دارد لذا دربحث هزینه وزمان ممکن است که یک محقق امکان استفاده از مدلهای مختلف فیزیکی را برای بررسی دقیق تر نتایج نداشته باشد. دربرخی از پدیده ها و موضوعات مهندسی امکان استفاده از مدل فیزیکی نمی باشد به عنوان مثال مدلسازی محیطی با درجه حرارت 4000 درجه به بالا ممکن است بسیار سخت و یا امکان پذیر نباشد. لذا استفاده از حل عددی مسائل کمک شایانی را به یک محقق می نماید تا به بررسی موضوع بپردازد. به طوریکه می توان با کمترین هزینه ودرکمترین زمان گزینه های مختلفی را بررسی کرد.

همانطور که اشاره شد شناخت نحوه رفتار جریان برروی سرریزسازه های آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. معمولاً درطراحی سدهای انحرافی ازسرریز نوع اوجی استفاده می شود.

بررسی رفتار جریان برروی تاج سرریز برای دبی های بیشتر از دبی طراحی از اهمیت بسزایی درطراحی تاج سرریز برخودار است به طوریکه اگر فشار ایجاد شده برروی تاج سرریزهای اوجی کمتر از فشار اتمسفر گردد، فشار منفی برروی سرریز که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی اتفاق می افتد باعث پدیده کاوتیاسیون می گردد بطوریکه این پدیده خسارات جبران ناپذیری را برای بسیاری از سازه های آبی به بار آورده است. ازجمله سازه های آبی که با این پدیده روبرو هستند می توان به سرریز سد شهید عباسپور اشاره کرد که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی، مشکلاتی برای سرریز این سد ایجاد شده است. همچنین می توان به سد انحرافی گرمسار اشاره کرد که تاج سرریز آن دچار خوردگی و کاویتاسیون گردیده است. لذا در این پایان نامه نحوه رفتار جریان برروی تاج سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از نرم افزار fluent مورد بررسی قرارگرفته است. از آنجائیکه برای مهار آبهای سطحی و سیلاب ها از سدهای انحرافی با سرریز اوجی استفاده می گرد لذا ضروریت انجام این تحقیق آن است علل فرسایش و کاویتاسیون برروی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار مشخص گردد و هدف این تحقیق آن است با توجه به دقت نتایج بدست آمده براساس مدل عددی CFD)) برروی سرریز اوجی و با استفاده از نرم افزار Fluent بتوان با اطمینان خاطر بیشتری ازمدلهای (CFD) استفاده کرد.

روش انجام کار بدین گونه می باشد که ابتدا بایستی مدل تاج سرریز توسط یک نرم افزار پیش پردازنده مدلسازی گردد نرم افزاری پیش پردازنده Fluent نرم افزار gambit می باشد که از قابلیت های خوبی برای شبکه بندی و معرفی شرایط مرزی مدل برخوردار است.

تشریح فصول مختلف پایان نامه :

درفصل دوم این پایان نامه تاریخچه استفاده از برنامه های CFD ارائه شده است و درفصل سوم مفاهیم اساسی پایان نامه ازجمله، هیدرولیک جریان برروی سرریز اوجی وروشها و معیارهای طراحی سرریز اوجی شرح داده شده است.

درفصل چهارم این پایان نامه توضیحاتی درمورد نرم افزار fluent و روشهای حل عددی به کارگرفته شده دراین نرم افزار شرح داد شده است و نقشه ها و اطلاعات کلی مربوط به سد انحرافی گرمسار ارائه شده است.

درفصل پنجم نتایج بدست آمده از نرم افزار fluent برروی مدل سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار ارائه شده است که دراین فصل به بررسی اشکال بدست آمده پرداخته شده است و درفصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات مربوط به این تحقیق ارائه شده است.

جنبه فیزیکی پدیده انتقال در ابعاد ماکروسکوپی، با استفاده از قوانین حرکت نیوتن و اصول اساسی قوانین بقای جرم، ممنتم، انرژی و گونه‌های شیمیایی قانونمند شده است. براساس طبیعت مسئله و کمیتهای مورد نظر، این مفاهیم اساسی را می‌توان بصورت معادلات جبری، دیفرانسیلی و یا انتگرالی بیان نمود.

شبیه‌سازی عددی از جمله تکنیکهایی است که معادلات انتقال حاکم را با معادلات جبری جایگزین کرده و یک توصیف عددی از پدیده‌ها را در فضا و یا دامنه‌های محاسباتی فراهم می‌کند. صرف نظر از طبیعت مسئله شبیه‌سازی عددی مستلزم داشتن مهارت کافی در زمینه‌های مربوطه از جمله محاسبات عددی می‌باشد.

تمام مهندسان از یکی از سه روش تجربی، حل دقیق و حل عددی برای یافتن مقادیر کمیتهای مسائل تعریف شده استفاده می‌کنند. شبیه‌سازی عددی روشی مناسب برای ارائه کمیتهای معادلات انتقال می‌باشد. معمولاً در روشهای عددی مسائل بصورت سعی و خطا و با تکرار بسیار زیاد حل می‌شود. بدیهی است که انجام این کار تنها با استفاده از کامپیوتر امکان پذیر است. پیشرفت تکنیکهای حل عددی و گسترش دامنه کاربرد آن برای مسائل پیچیده‌تر با پیشرفت فناوریهای سخت افزاری و نرم‌افزاری ارتباطی مستقیم دارد. استفاده از ابرکامپیوترها و پردازشگرهای موازی در شبیه‌سازی عددی، مثال بارزی برای اثبات این ادعا است.

دانلود پروژه رشته عمران با موضوع مهندسی ترابری

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

سرفصل:

تعاریف و مفاهیم: تعریف و مفهموم حمل و نقل، حمل و نقل و نقش آن در توسعه، تاریخچه برنامه ریزی حمل و نقل در ایران و جهانسیستم های حمل و نقل: آشنایی با سیستم های حمل و نقل، حمل و نقل زمینی، حمل و نقل دریایی، حمل و نقل هواییبرنامه ریزی حمل و نقل: فرایند برنامه ریزی، برنامه ریزی حمل و نقل شهری، برنامه ریزی حمل و نقل ملی و منطقه ایمدل های برنامه ریزی: تولید سفر، توزیع سفر، انتخاب طرق مختلف سفر، تخصیص ترافیک، کاربری های زمین، مدل کارایی حمل و نقلمدیریت سیستم های حمل و نقل: مسائل حمل و نقل و مشکلات حمل و نقل ایران، ارزیابی طرحهای حمل و نقل، برنامه ریزی نیروی انسانی و سازماندهی

ترابری یا حمل و نقل به منزله رابطه یا کاتالیزوری است بین همه عناصر و اجزای تشکیل دهنده ساختارهای اجتماعی و اقتصادی و رابطی است بین عرضه و تقاضا یا نقاط تولید و مصرف کالا و خدمات اگر حمل و نقل را به منزله یک سیستم در نظر بگیریم باید به دو بخش اساسی آن توجه شود.

تأسیسات زیربنایی و اینکه در هر مسیری که دارای یک سری مشخصات هندسی و ترافیکی مخصوص به خود باشد بایستی مهندس طراح در انتخاب بهترین یا مطلوبترین حالت سیستم حمل و نقلی تمام شرایط از قبیل محیط، ملزومات، ساختمانها و شبکه ارتباطی و … را بررسی نماید.تأسیسات روبنایی: شامل وجود تقاضای حمل و نقل، وجود عناصر حمل و نقل، طبقه بندی سیستم های حمل و نقل، وجود سیستم حمل و نقل درون شهری و برون شهری و وجود سیستم های کنترلی می باشد.

هدفهای اساسی و اولویت دار حمل و نقل:

اصولاً هدف از برنامه ریزی و طراحی یک سیستم حمل و نقل تأمین جابجایی های مورد نیاز به وجود آمده انسان و کالا از مکانی به مکان دیگر می باشد این جابجایی ها یا نقل انتقال بایستی مطلوب و قابل قبول باشد بنابراین بایستی ارائه خدمات سیستم حمل و نقل طراحی شده دقیقاً با تقاضای حمل و نقل موجود متناسب باشد و دارای بازدهی حداکثر باشد در این خصوص مهندس طراح سیستم حمل و نقل بایستی به عناوین و هدفهای اساسی و اولویت دار حمل و نقل توجه خاص داشته باشد این عناوین که به عنوان عناوین هشت گانه ملاک طراحی سیستم قرار می گیرند عبارتند از:

سیستم طراحی شده بایستی منظم و از الگوی مصرف اصولی تبعیت نماید.سیستم حمل و نقل طراحی شده باید از ایمنی بالا برخوردار باشد.سیستم بایستی برای استفاده کننده به طور فراوان در دسترس باشد.سیستم طراحی شده حتماً بایستی در مقایسه با دیگر سیستم های موجود سریع باشد ملاک سرعت، حرکت و جابجایی می باشد.سیستم بایستی دارای شبکه منظم، یکپارچه و جامع بوده و ارتباطات اتصالی سیستم ها به یکدیگر هماهنگی داشته باشد.سیستم در چارچوب شبکه طراحی شده باید دارای هماهنگی بوده و از ظرفیت برخوردار باشد.سیستم طراحی شده به لحاظ جابجایی انسان و کالا بایستی از راحتی و فضای لازم برخوردار باشد.سیستم باید ارزان بوده و برای تمامی اقشار جامعه قابل استفاده باشد.

جایگاه حمل و نقل در اقتصاد:

حمل و نقل شاخه ای از اقتصاد ملی که تأمین کننده گردش کالا و افراد در پروسه تولید، تقسیم و تبدیل مواد می باشد جایگاه صنعت حمل و نقل را می توان در کنار صنایع مادر (صنایع استخراجی، کشاورزی و تولیدی) محسوب نمود هر قدر تولید و پروسه شهرنشینی رشد کند نیاز به حمل و نقل بیشتر می شود از ابتدای تمدن بشر پدیدار گشته ولی در آن دوران رشد آن آرام و آهسته بوده است بنابراین رشد اقتصادی جامعه منوط به وجود شبکه ارتباطی و تسهیلات ترابری مورد نیاز است بدون وجود شبکه ترابری و نیروی انسانی متخصص جهت بهره برداری و رشد صنعت امکان پذیر نمی باشد صنعت حمل و نقل امروزه نقش عمده ای را در اقتصاد ایفا می کند نقش آن شامل تغییر مکان مواد اولیه و ابزار تولید کننده به مصرف کننده می باشد که مصرف کننده ممکن است صنعت یا عموم مردم باشد بدین ترتیب توسط حمل و نقل ارزش پتانسیل کالا به ارزش اقتصادی و تجاری تبدیل می شود به عنوان مثال گندم درون سیلو زمانی ارزش اقتصادی خواهد داشت که در معرض عموم جهت استفاده قرار گیرد و این امر تحقق نخواهد یافت مگر آنکه گندم و یا آرد حمل شود شمای کلی زیر تأثیر حمل و نقل را در پروسه تولید، صنعت و اقتصاد نشان می دهد.

شمای تأثیر حمل و نقل در پروسه تولید، صنعت، اقتصاد

انواع سیستم حمل و نقل از نظر نوع سیستم حمل و نقلی:

حمل و نقل دریایی: از محاسن حمل و نقل دریایی مناسب برای حمل کالاهای حجیم می باشد، مناسب برای مسافتهای طولانی می باشد، ارزان بودن و مناسب برای حمل کالاهای سنگین می باشد و از معایب این سیستم:

– مدت زمان حمل بسیار طولانی است.

– متأثر از عوامل جوی می باشد.

– نیاز به عمق مناسب دارد.

حمل و نقل جاده ای: گسترده ترین سیستم حمل و نقل در دسترس بودن و از نظر قیمت مناسبترین سیستم می باشد.حمل و نقل ریلی: با افزایش مسافت حمل از سیستم جاده ای ارجح تر است سیستم بهره برداری پیچیده، اقتصادی بودن و اینکه فقط در محلهایی که ریل موجود است قابل استفاده است همچنین شیبب زمین باید کم باشد.حمل و نقل هوایی: سریع بودن، امکان مسافرت ممتد، قابلیت عبور از نقاط غیر قابل دسترس از محاسن این سیستم حمل و نقلی می باشد و از معایب آن گران بودن، از نظر ظرفیت محدود است، متأثر از عوامل جوی می باشد و لزوم رعایت استانداردهای بین المللی.حمل و نقل کانالی: مختص کشورهایی که دارای آب و مسطح می باشند است.حمل و نقل لوله ای: بیشترین سیستم قابل استفاده در کشورهای پیشرفته صنعتی و ارزانترین روش برای انتقال نفت، گاز و … می باشد در نمودار زیر عوامل مؤثر در هر سیستم حمل و نقل نشان داده شده است.

استراتژی حمل و نقل:‌

استراژی حمل و نقل در کشورهای مختلف تغییر می کند. مثلاً در مورد کشورهای صنعتی و دارای سوخت سیستم حمل و نقل لوله ای استفاده می شود در امریکا سیستم حمل و نقلی جاده ای و هوایی در روسیه، دریایی در ایران و اکثر کشورهای خلیج فارس، جاده ای در انگلستان و اکثر کشورهای اروپایی، دریایی می باشد در رابطه با گنجایش و سرعت انواع سیستم های حمل و نقل با توجه به نوع وسیله نقلیه و سیستم حمل و نقلی (کالا یا انسان) گنجایش و سرعت سیستم فرق می کند. مثلاً برای کامیون در حمل و نقل کالا در گنجایش معمولی 1.5 تا 12 (Ton) ظرفیت داشته و در حالت ویژه 16 تا (Ton) 20 و سرعت آن از 25 تا 54 متغیر است یا در رابطه با هواپیما در حمل و نقل کالا در گنجایش معمولی 5 تا (Ton) 50 در گنجایش ویژه (Ton) 90 و سرعت آن بین 350 تا 500 متغیر است در رابطه با حمل و نقل مسافر در اتوبوس درون شهری از نوع ساده، 40 تا 70 نفر ظرفیت و از 10 تا 20 سرعت دارد. هواپیما 25 تا 500 نفر ظرفیت و از 500 تا 1000 سرعت می تواند داشته باشد. کشتی مسافری 100 تا 300 نفر و از 10 تا 80 سرعت دارد.

دانلود پایان نامه طرح مطالعاتی تونل بلند مدت آبرسانی به شهر شیراز – مصور

مطالب این پست : دانلود پایان نامه طرح مطالعاتی تونل بلند مدت آبرسانی به شهر شیراز – مصور

   با فرمت ورد  word  ( دانلود متن کامل پایان نامه  )

مرتبط با رشته عمران ، معدن

چکیده :

طرح مطالعاتی تونل بلند مدت آبرسانی به شهر شیراز با طول بیش از km 25 برای تامین بخشی از آب شهر شیراز و انتقال آب از سد درود زن به شهر شیراز می باشد برای مطالعه اولیه این تونل 9 گمانه در حد فاصل کیلومتر 15 ، 25 آن پیش بینی شده که به شرح مفصل در مورد آنها پرداخته خواهد شد . کارفرمای این پروژه شرکت آب منطقه ای فارس و پیمانکار آن شرکت زمین فن آوران بوده که نظارت آن نیز بر عهده شرکت مهندسین مشاور تهران بوستن می باشد.

فهرست موضوعات

مقدمه………………………………

کلیات……………………………….

فصل اول:مطالعات کلی

1-1-مطالعات ژئوتکنیکی…………………

2-1-ناحیه مورد بررسی و راههای دسترسی…….

3-1-مختصری از زمین شناسی مسیر…………….

فصل دوم: واحدهای سنگچینه ای منطقه

1-2- سازند پایده……………………..

2-2- سازنده ساچون…………………….

3-2- سازند جهرم………………………

4-2- سازند آسماری……………………..

5-2- نهشته های کواترنر…………………

فصل سوم: ساختار زمین شناسی منطقه

1-3-گسله ملوس جان…………………….

2-3- گسله سراسری بخش محوری کوه ملوس جان…..

3-3- گسله های جنوب کوه ملوس جان………..

فصل چهارم :حفاری

1-4-سیکل حفاری چاه اکتشافی……………..

2-4-دستگاههای حفاری( drilling rigs)………….

   3-4- کربارل سینگل………………

         4-4- کربارل دوبل            ……………………..

5-4-فنر مغزه گیر (core lifter) ……………..

6-4- Casing یا لوله جداری………………..

7-4-سرمته…………………………….

8-4-رادها…………………………….

9-4-پکر……………………………..

10-4-سرمته جداری ( casing bit) ……………

11-4-کفشک جداری (casing shoe)……………..

12-4-سیال حفاری ( drilling fluid) در حفاری الماسی

13-4-پمپ گل یاآب (mud or water pump)……….

14-4-لوله مشبک ……………………….

15-4-نمونه گیر SPT………………………

16-4- مخروط CPT………………………..

17-4-سطل پکر …………………………

18-4-چکش SPT………………………….

19-4-حفاری گمانه ها و نمونه گیری…………

فصل پنجم : عملیات های جانبی درحفاری گمانه ها

   1-5-سیمان کاری (cementing) درحفاری مغزه گیری….

   2-5-عملیات fishing………………………..

         3-5-پیزومتر کردن گمانه……………………

   فصل ششم: آزمایش های بر جا

   1-6-آزمایش های ژتوتکنیکی…………………

   2-6-لوژن ………………………………

   3-6-لوفوان…………………………..

فصل هفتم:ضمایم

مقدمه

حفاری در کل به معنی نفوذ در سنگ است نفوذ درسنگ گاهی به منظور خردکردن آنها انجام می گیرد در کلیه معادن حفاری امری اجتناب ناپذیر است حفاری اکتشافی ممکن است به منظور کشف و پی برد ن به وجود کانی یا ماده معدنی و یا به منظور پی بردن به شرایط کیفی سنگها باشد .امروزه بیش از 95% حفاری هابه روش مکانیکی وباماشینهای ضربه ای ،چرخشی وماشینهای ضربه ای چرخشی انجام می گیرد چالها معمولاً عمق کمی دارند اما چاه ها اکتشافی دارای عمق بیشتری است به طورکلی تاریخچه حفاری مهم است اما پس از سالهای 1940-1920 برای اولین بار مته هایی از جنس کربورتنگستن در آلمان به کار رفت بین سالهای 1966-1940 مته های ساخته شده از جنس کربورتنگستن در حفاری بسیارمتداول و رایج شد . بین سالهای 1975-1970 ماشین های حفاری هیدرو لیکی به صنعت معرفی شد که در این ماشین بر خلاف ماشین های حفاری ضربه ای از روغن تحت فشار به جای فشار هوا در حفاری استفاده میشود . هم اکنون نیز عملیات حفاری بوسیله لیزرهای گوناگون در کشورهای مختلف در دست بررسی است . حفار ی در حد وسیعی در عملیات شناسایی و اکتشاف منابع زیرزمینی به کار میرود این تکنیک در بررسی های هیدروژئولوژی و بررسی های زمین شناسی نیز کابرد دارد .چاه یا گمانه حفره ای استوانه ای شکل است که در زمین ایجاد میگردد قطر گمانه ها از 16 تا 1500 میلیمتر تغییر می کند در بعضی موارد چاه های معدنی با قطره 1.5تا8. متر نیز ایجاد می شوند . هر گمانه دارای اجزای مختلفی است که عبارتنداز :

1- دهانه یا سر چاه که شروع چاه است یا به عبارت دیگر محل تقاطع گمانه با سطح زمین است و یا در حفاری زیر زمینی محل تقاطع گمانه با سطحی از فضای معدن زیرزمینی است .

2- ته چاه که در واقع کف گمانه است که در آن در اثر اصابت ابزار حفاری وخردشدن خاک یا سنگ حفاری پیشرفت می کند .

3- ستون چاه یا حجم استوانه ای شکل چاه

4-دیواره چاه که سطوح جانبی ستون چاه است . گمانه را می توان طوری حفر کرد که تمام مقطع کف چاه بریده شود ( حفاری غیر مغزه گیری و یا می توان برش را در یک فضای حلقوی انجام داد.( حفاری مغزه گیری ) در حالت دوم یک ستون سنگی از زمین به نام مغزه بدست می آید . از حفاری غیرمغزه گیری برای حفر چاههای بهره برداری و همچنین چال های آتشباری و… استفاده میشود اما از حفاری مغزه گیر ی برای مطالعات زمین شناسی وژئوتکنیکی استفاده میشود. انواع چاههای مورد حفاری برای اهداف زیر حفر می شوند :

1- پی جویی و اکتشاف

2- بهره برداری

3- عملیات کمکی که براین اساس آنها را به سه گروه زیر تقسیم می کنند :

الف) چاههای اکتشافی ب) استخراجی پ)تکنیکی .

کلیات

هدف از اجرای طرح بلند مدت آب آشامیدنی شهر شیراز تأمین بخشی ازآب شهر شیراز از طریق لوله گذاری و تونل آب از سد درودزن تا شهر شیراز می باشد.

برای رسیدن به این هدف ووجود کوهی به نام کوه ملوس جان بر سر راه این طرح ، احداث تونل امری اجتناب ناپذیر است. همانطور که می دانیم احداث تونل مطالعات ژئوتکنیکی بسیاری را می طلبد که در این جا به بحث مختصر در مورد آن می پردازیم .

فصل اول:

مطالعات کلی

1-1-مطالعات ژئوتکنیکی

2-1-ناحیه مورد بررسی و راههای دسترسی

3-1-مختصری از زمین شناسی مسیر

1-1-مطالعات ژئوتکنیکی

برای مطالعه و بررسی ژئوتکنیکی مسیر تونل انتقال آب ، حفاری10گمانه اکتشافی که موقعیت آنها روی نقشه نشان داده شده پیش بینی شده است .

عملیات ژئوتکنیک و بررسی نتایج آن بطور خلاصه بشرح زیر است :

1- اقدامات لازم جهت انتقال کلیه دستگاهها،  تجهیزات و نیروی انسانی به محل گمانه ها .

2- حفاری گمانه ها به همراه مغزه گیری و تهیه نمونه های سنگ و خاک به تعداد لازم .

3- انجام آزمایشهای صحرایی در این گمانه ها طبق مشخصات فنی و استاندارد ها .

4- انجام آزمایشهای آزمایشگاهی برروی نمونه های بدست آمده از گمانه ها مطابق استانداردها.

5-تهیه گزارش ها برای کلیه مراحل فوق و انجام خدمات مهندسی ژئوتکنیک .

2-1-ناحیه مورد بررسی و راههای دسترسی:

کوه ملوس جان در فاصله حدود 80 کیلومتری شمال باختری شهر شیراز واقع شده و جاده اصلی شیراز – سپیدان از جنوب آن می گذرد.

نزدیکترین شهرها به این ناحیه عبارتند از : دو کوهک ، گویم و شهرک در دست توسعه صدرا در جنوب کوه و روستای ملوس جان در شمال آن .جاده آسفالتی گویم به تنگ خیاره و دشت بیضا از قسمت باختر ی، شمال باختری کوه ملوس جان می گذرد و اصلی ترین راهی است که دو سوی کوه را به یکدیگر پیوند داده است . برای بهره گیر ی از سنگ آهک روشن رنگ سازند جهرم ، چند معدن سنگ ساختمانی در دامنه جنوبی و بام کوه ملوس جان بوجود آورده اند که برخی از آنها همچنان فعال می باشند راههای خاکی این معدن ها برای رسیدن به کوریدور در برگیرنده گزینه های مورد نظر بسیار سود بخش می باشند. درقسمت تپه ماهوری جنوب کوه تا دشت گویم ، شهرک سازی (صدرا ) در دست توسعه است و خیابان کشی و جدول بندیهای انجام شده و جاده خاکی موجود از شهرک صدرا تا خروجی ادامه دارد و جهت دسترسی به محور تونل سود مند است .                                                                                  

3-1-مختصری از زمین شناسی مسیر:

تونل پیشنهادی از درون کوه ملوس جان می گذرد که در شمال شهرک صدرا و در فاصله حدود 80 کیلومتری شمال باختری شهر شیراز قرار دارد. کوه ملوس جان به صورت یک تا قدیس بی قرینه و در راستای اصلی زاگرس یعنی شمال باختری یه جنوب خاوری می باشد که دامنه های شمال خاوری آن پر شیب تر از دامنه های جنوب باختر ی آن است .

بام کوه ملوس جان کم و بیش هموارو گسله سراسری آنرا بریده و در بخش جنوب خاوری یک زون خردشدگی بوجود آورده است . در دو سوی کوه ملوس جان دودشت آبرفتی به نامهای دشت ملوس جان در شمال و دشت گویم در جنوب تشکیل شده اند. کوه ملوس جان و پیرامون آن در استان ساختاری – رسوبی زاگرس چین خورده قرار دارد و واحدهای سنگچینه ای زاگرس را می توان در این ناحیه نیزدید. بخش اصلی کوه ملوس جان از سازندهای جهرم و آسماری تشکیل شده ولی سازندهای ساچون و پایده نیز در این منطقه وجود دارد که در تراز تونل به احتمال خیلی زیاد سازندهای ساچون و پایده دیده نمیشود پلان زمین شناسی (نقشه شماره 1) .

دانلود پایان نامه رشته عمران با موضوع زلزله

تعداد صفحات پایان نامه: 190 صفحه

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 فصل اول

پیشگفتار

زمین لرزه پدیده ای طبیعی است که با شدت های گوناگون ودر نقاط مختلف کره زمین اتفاق می افتد و به دلیل عدم شناخت لایه های زیرین نمی توان زمان وشدت آن را پیش بینی نمود.

گستره زلزله های واقع شده در نقاط مختلف کره زمین، ارتباطی را بین این نقاط نمایان می نماید. امروزه مشخص شده است که اکثر زلزله های دنیا بر روی نوارهایی به نام کمربند زلزله خیزی واقع شده اند.با توجه به تکتونیک صفحه ای موجود، ایران در حال فشرده شدن بین صفحه اروپا،آسیا وصفحه عربستان است. بهترین نشانه این عمل نیز رشته کوه های زاگرس والبرز می باشدکه در فصل مشترک این صفحات واقع شده اند. اکثر زلزله های مهم ایران نیز در حوالی این فصل مشترک ها رخ داده است.

نقشه پهنه بندی لرزه خیزی ایران نشان دهنده این است که هیچ نقطه ای از کشورمان را نمی توان در مقابل اثر زلزله مصون پنداشت.در شکل( 1-1)نقشه پهنه بندی لرزه خیزی ایران طبق آیین نامه 2800 را مشاهده می نمایید.]8[

بنابراین طراحی وساخت سازه هایی که بطور مناسب بتوانند در مقابل زلزله ها پایدار باشد الزامی است،این موضوع درک وشناخت رفتار سیستم های سازه‌ای را آشکار می سازد.

برای طراحی یک سازه مقاوم در برابر زلزله رکورد شتاب و مشخصات زمین لرزه نیز نیاز می‌باشد، تا اثرات زمین لرزه بر سازه شناسایی گردد اثرات زمین لرزه بر سازه های طراحی شده از موضوعات جالب توجه می‌باشد، زیرا نتیجه آزمایش واقعی روی سازه های طراحی شده براساس آخرین آیین نامه های تدوین شده هستند.

معمولا هر چاپ جدید از آیین نامه ساختمانی بازتابی از نتایج حاصل از آخرین زمین لرزه های ثبت شده و تجزیه وتحلیل آنها می‌باشد.

به طور کلی دو روش برای ساخت سازه ای مقاوم در برابر زلزله موجود است:]18[

1-سازه صلب

2-سازه نرم

سازه صلب: در اینگونه سازه ها، پارامتر طراحی تغییر شکلهای جانبی سازه تحت اثرات زلزله است بطوریکه سازه به قدری صلب ساخته می شود که کلیه انرژی را جذب می نماید و بایستی با انتخاب اجزا بسیار مقاوم، توانایی جذب انرژی را به سازه داد.

سازه نرم: در اینگونه سازها، پارامتر انعطاف پذیری سازه در برابر حرکات رفت وبرگشتی که ناشی از خاصیت خمیری آن است مورد استفاده قرار می گیرد. بدین صورت که سازه، انرژی را با حرکات نوسانی و درصد میرایی آزاد می‌کند.

با توجه به مطالب گفته شده تعیین سیستم مقاوم(این سیستم مقاوم شامل ترکیبی از عناصر سازه ای افقی وعناصر مهاربندی عمودی می‌باشد) در برابر نیروهای جانبی یک موضوع اساسی در طراحی سازه ها می باشد، که در اینجا روی سیستم های مهاربندی عمودی بحث خواهد شد.

فصل دوم

رفتار سازه ها تحت بار زلزله

2-1-فلسفه طراحی سازه های مقاوم تحت بار زلزله ]13[و]9[

برای دست یافتن به سازه ای ایمن واقتصادی ،سازه های طراحی شده در نواحی زلزله خیز با خطر نسبی بالا باید دو معیار عمده طراحی را تامین کنند:

الف)باید در برابر زلزله های خفیف که در طول عمر سازه اتفاق می افتد سختی کافی به منظور کنترل تغییر مکان نسبی بین طبقات و جلوگیری از هر گونه خسا رت سازه ای و غیرسازه ای را داشته و در ضمن باید سختی کافی برای انتقال نیروهای زلزله به فونداسیون را دارا باشند

ب) در برابر زلزله های شدید باید شکل پذیری و مقاومت کافی برای جلوگیری از خرابی کامل و فروریزی سازه را داشته باشند.

بنابراین طراحی در برابر زلزله به هیچ وجه به این معنی نمی باشد که در برابر هر زلزله ای سازه اصلا خسارت ندیده ووارد مرحله پلاستیک نشود،بلکه به منظور اقتصادی کردن طرح باید در برابر زلزله های شدید به سازه اجازه داده شود که وارد مرحله غیرخطی شده وبا تغییر شکل های پلاستیک به جذب واستهلاک انرژی پردازد و به همین منظور هم در آیین نامه های تحلیل نیروی زلزله، نیروی بدست آمده از تحلیل طیف الاستیک را به یک ضریب کاهش تقسیم کرده و سازه را برای برش پایه کمتری طرح می کنند.

این فلسفه ایجاب می‌کند که در طراحی سازه های مقاوم در مقابل زلزله به دو مطلب اساسی زیر توجه شود:

الف) ایجاد سختی و مقاومت کافی در سازه جهت کنترل تغییر مکان جانبی، تا از تخریب اعضا سازه ای تحت زلزله های خفیف، جلوگیری به عمل آید.

ب)ایجاد قابلیت شکل پذیری واتلاف انرژی مناسب در سازه تا در یک زلزله شدید از فرو ریزش سازه جلوگیری گردد.

تامین سختی مناسب و بخصوص سختی جانبی سازه از عوامل اساسی طراحی ساختمانها می‌باشد. در حد نهایی مقاومت، تغییر شکل های جانبی باید طریقی محدود گردند که اثرات ثانویه ناشی از بارگذاری قائم باعث شکست وانهدام سازه نگردند.

در حد بهره برداری ،اولا تغییر شکل ها باید به مقادیری محدود شوند که اعضای غیرسازه ای نظیر درها و آسانسورها، بخوبی عمل نمایند.ثانیا باید برای جلوگیری از ترک خوردگی وافت سختی، از ازدیاد و تشدید تنش در سازه جلوگیری نمود و از توزیع بار بر روی اعضای غیرسازه ای نظیر          میانقابها ونماها خودداری کرد. ثالثا سختی سازه باید در اندازه ای باشدکه حرکتهای دینامیکی آن محدود شده و باعث اختلال ایمنی وآرامش استفاده کنندگان وایجاد مشکل در تاسیسات حساس ساختمان نگردد.

کنترل تغییر مکانهای جانبی ازاهمیت بسیاری برخوردار است. لازم به تاکید است که گرچه برای شاخص جابجایی مقادیری نظیر پیشنهاد شده واستفاده از آن هم متداول است، ولی این مقدار الزاما شرایط ایمنی وآسایش دینامیکی را تامین نمی کند چنانچه جابجایی سازه بیش از حد باشد میتوان با اعمال تغییراتی در شکل هندسی سازه، افزایش سختی خمشی اعضاء افقی یا سخت ترکردن گره ها و یا حتی با شیب دادن ستونهای خارجی، جابجایی را کاهش داد.

گاهی در شرایط بحرانی از میراگرهای مختلف نیز استفاده میشود. در هر صورت باید جابجایی کاملا کنترل گردد، در غیر اینصورت ساختمانی که از نظر سازه ای بدون نقض است غیرقابل بهره برداری میگردد.

زمانیکه سازه تحت بارگذاری شتابنگاشت های زمین، به صورت ارتجاعی تحلیل می شود نیروهای وارد بر سازه خیلی بیشتر از آن است که آیین نامه ها مقرر می دارند.بنابراین سازه هایی که با آیین نامه های متداول زلزله محاسبه شده اند، تحت یک زلزله شدید و یاحتی متوسط تغییر شکل های زیادی خواهند داد. این تغییر شکل های زیاد با تسلیم شدن بسیاری از اعضا سازه همراه خواهد بود. به عبارت دیگر، برای اکثر ساختمانها از نظر اقتصادی قابل قبول نیست که اندازه اعضا آنها به حدی بزرگ باشند که در یک زلزله شدید بطور ارتجاعی عمل نمایند لذا شکل پذیر بودن یک خاصیت اساسی برای سازه های مقاوم در برابر زلزله می‌باشد. شکل پذیری مناسب در ناحیه غیرارتجاعی نیروهای وارده از زلزله را می راند واعضا میتوانند قبل از فروریختن تغییر شکل های غیرارتجاعی یا خمیری قابل ملاحظه ای را تحمل نمایند.

همچنین سازه در بارگذاری های تکراری (رفت وبرگشتی) نباید رفتار نامناسب از خود نشان دهد و مقاومت آن در برابر بارهای تکراری زوال نیابد و در مرحله غیرخطی نیز عملکرد خوبی داشته باشد. به عنوان مثال، قابهای مهاربندی هم مرکز دارای سختی مناسبی هستند ولی به دلیل کمانش بادبندها تحت اثر نیروی فشاری دارای رفتار غیرخطی بسیار نامناسبی هستند و ظرفیت استهلاک انرژی بسیار پایینی دارد و انرژی جذب شده در مرحله حلقه های مختلف بر روی هم انباشته شده وباعث گسیختگی بادبند می شود.

علاوه بر شکل پذیری سازه، باید از مصالح شکل پذیر نیز استفاده گردد. به عنوان نمونه شکل       (2-1)نمودار نیرو- تغییر شکل مصالح شکننده مانند بتن وآجر ومصالح شکل پذیر مانند فولاد وآلومینیوم را نشان می‌دهد.]15[

2-2-رفتار مناسب سازه تحت بارگذاری متناوب

سطح زیرمنحنی تنش –کرنش، متناسب با انرژی جذب شده توسط جسم می‌باشد. هر قدر سطح زیرمنحنی بزرگتر باشد قابلیت جذب انرژی جسم بیشتر می‌باشد، بنابراین مقاومت جسم در مقابل گسیختگی بیشتر خواهد شد.

از تمام انرژی که به جسم وارد می شود فقط بخشی مربوط به ناحیه ارتجاعی باز پس گرفته می‌شود و باقی انرژی به صورت فرم های خمیری در جسم تلف شده وعملا غیرقابل برگشت می‌باشد

اگر جسم ارتجاعی نباشد ویا بارگذاری از حد ارتجاعی گذشته باشد، تغییر فرم بصورت داخلی در جسم باقی می ماند. در چنین حالتی پس از باربرداری کاملا به نقطه شروع برنگشته وبه نقطه دیگری مانند نقطه O1 در شکل (2-2) می رسد و اگر نیروی فشار به کششی تبدیل شود به نقطه B می رسد و پس از باربرداری نیز به نقطه O2 می رسد.

سطح داخلی منحنی حلقه ای شکل (هیسترزیس) عبارت از مقدار انرژی تلف شده می‌باشد وهر قدر هسیترزیس چاق تر باشد این انرژی تلف شده بیشتر خواهد بود.]15[

رفتارمنحنی هیسترزیس به دو دسته تقسیم بندی می شود که عبارت است از:

الف) هیسترزیس ثابت(خوب)

ب)هیسترزیس کاهنده(بد)

شکل (2-3) رفتار خوب یا ثابت را در برابر زلزله نشان میدهد،که نشان دهنده شکل پذیری زیاد، ظرفیت اتلاف انرژی زیاد وچرخه های پسماند پایدار می‌باشد. همچنین عدم کاهش مقاومت وعدم کاهش سختی در اثر تناوب بارگذاری وجابجایی های زیاد از خصوصیت های این رفتار می‌باشد.

شکل (2-4) رفتار کاهنده یا بد را در برابر زلزله نشان میدهد. ظرفیت اتلاف انرژی کوچک بوده ومقاومت قاب براثر تکرار بارگذاری کاهش پیدا می‌کند. در این حالت بعد از اینکه جابجایی از مقدار متناظر با مقاومت حداکثر افزایش می یابد، مقاومت رو به زوال رفته وشکل پذیری سازه نیز کم می شود.

دانلود متن کامل پایان نامه : اصول حفاری و حفاری در سنگ های سخت

مطالب این پست : دانلود پایان نامه  با فرمت ورد (دانلود متن کامل پایان نامه)

 دانلود متن کامل پایان نامه به همراه تمام ضمائم (پیوست ها) : اصول حفاری و حفاری در سنگهای سخت 100 صفحه

چکیده………………………………………………………………………………………….. 3

مقدمه………………………………………………………………………………………….. 4

فصل اول

شاخصهای حفاری……………………………………………………………………………. 6

سختی………………………………………………………………………………………….. 6

سفتی…………………………………………………………………………………………… 7

سایندگی……………………………………………………………………………………….. 7

اندازه و یکنواختی دانه‌ها……………………………………………………………………… 9

جدایش………………………………………………………………………………………… 9                              

تقسیم بندی سنگها بر اساس شاخصهای حفاری……………………………………………. 10                

سنگهای آذرین ساینده……………………………………………………………………….. 11

سنگهای آذرین نیمه ساینده…………………………………………………………………… 11

سنگهای آذرین با سایندگی کم……………………………………………………………….. 12

سنگهای آذرین تجزیه ………………………………………………………………………. 12

سنگهای متامورفیک………………………………………………………………………….. 13

سنگهای متامورفیک سخت و ساینده…………………………………………………………. 13

سنگهای متامورفیک نیمه سخت و نیمه ساینده………………………………………………. 14

سنگهای متامورفیک نرم……………………………………………………………………… 14

سنگهای رسوبی……………………………………………………………………………… 14

سنگهای سخت سیلیسی………………………………………………………………………. 15

سنگهای رسوبی ساینده با سختی کم………………………………………………………… 15

شکننده اما ساینده…………………………………………………………………………….. 16

نسبتاً سخت اما فاقد خاصیت سایندگی………………………………………………………. 16

سنگهای رسوبی نرم و فاقد , خاصیت سایندگی…………………………………………….. 17

فصل دوم

مشخصات و پارامترهای سنگ برای حفاری ……………………………………………… 18

حفاری پذیری اولیه…………………………………………………………………………… 22

پارامترهای پیشرفت………………………………………………………………………… 23

پارامترهای خوردگی ابزار………………………………………………………………….. 24

دانه بندی……………………………………………………………………………………… 26

حفاری پذیری کلی‌…………………………………………………………………………… 27

خصوصیات جرم سنگ……………………………………………………………………… 27

قرار گرفتن ناپیوستگی‌ها……………………………………………………………………. 29

نتیجه گیری …………………………………………………………………………………. 30

فصل سوم

حفاری ضربه‌ای…………………………………………………………………………….. 31

3-1 حفاری کابلی……………………………………………………………………………. 32

3-1 الف) تمیز کردن چال…………………………………………………………………… 33

3-1 ب) نظریه حفاری کابلی………………………………………………………………. 35

3-1- ج) امتیازات حفاری کابلی…………………………………………………………… 38

3-1- د) نقاط ضعف و معایب این سیستم…………………………………………………… 39

3-2 دستگاه حفاری چکشی………………………………………………………………….. 40

3-2-1 اصول عملیات حفاری توسط این ماشین‌ها……………………………………….. 42

3-3 اندیس گذاری …………………………………………………………………………… 47

3-4 تولید و انتقال انرژی در سیستم حفاری ضربه‌ای…………………………………….. 50

3-4-1 اتلاف انرژی در طول لوله حفاری…………………………………………………. 54

3-5 انتقال انرژی در سطح تماس مته با سنگ از اولین موج ایجاد شده…………………. 56

3-6 تراست مورد نیاز در حفاری ضربه‌ای………………………………………………. 60

3-7 تأثیر شکل سرمته در حفاری ضربه‌ای………………………………………………… 62

آزمایشات تعیین مشخصات در سیستم حفاری ضربه‌ای…………………………………… 63

فصل چهارم

.سیستم حفاری چرخشی………………………………………………………………………. 69

4-1 حفر چال‌های انفجاری با استفاده از سیستم حفاری چرخشی…………………………. 71

4-2 عوامل مؤثر بر میزان نفوذ سرمته در داخل سنگ…………………………………… 72

4-3 سرمته‌های حفاری چرخشی……………………………………………………………. 78

4-4 انواع مختلف طراحی…………………………………………………………………… 79

4-5 اساس کار سرمته‌های مخروطی گردنده………………………………………………. 81

4-6 عمل فشارش و ایجاد شکست در سنگ………………………………………………… 83

4-7 آنالیز عمل متقابل سرمته و سنگ با در نظر گرفتن میزان انرژی ذخیره شده……… 87

4-7-1 عمل اولیه سرمته……………………………………………………………………. 87

4-7-2 عمل ثانویه سرمته………………………………………………………………….. 89

4-8 طوق چرخشی…………………………………………………………………………. 90

فصل پنجم

حفاری الماسه……………………………………………………………………………….. 93

5-1 انواع سرمته‌های الماسه………………………………………………………………. 95

5-1-1 سرمته‌های دارای قطعات الماس بر روی سطح بدنه…………………………….. 95

5-1-2 سرمته‌های دارای قطعات الماس در داخل ترکیب بدنه…………………………… 96

5-2 مقایسه هزینه ها در حفاری‌های الماسه………………………………………………. 97

5-3 لوله‌های مغزه‌گیری……………………………………………………………………. 99

5-3 الف) لوله‌های مغزه گیری انفرادی…………………………………………………. 100

5-3 – ب) لوله‌های مغزه گیری دو جدار………………………………………………… 101

5-3-ج) لوله‌های مغزه گیری دو جداره اصلاح شده……………………………………. 103

5-4 تکنیک حفاری با خطوط سیمی………………………………………………………. 105

5-4-1 سیستم حفاری سیمی………………………………………………………………. 105

5-4-2 پایداری چال در حفاری سیمی……………………………………………………. 107

5-4-3 رشته لوله‌های حفاری سیمی…………………………………………………….. 108

5-4-4 محفظه مغزه گیری در حفاری سیمی……………………………………………. 108

5-4-5 سیستم با قابلیت جمع شدن………………………………………………………… 109

5-4-6 امتیازات و مزایای سیستم حفاری سیمی………………………………………… 110

سرمته‌های مغزه گیری در حفاری سیمی………………………………………………… 111

5-5 هزینه‌ها………………………………………………………………………………. 111

5-6 محاسبات عملی در حفاری الماسه………………………………………………….. 112

5-7 نظریه حفاری بر مبنای عمل سایش………………………………………………… 115

5-8 تأثیر خواص سنگ در میزان نفوذ سرمته‌های الماسه نوع او.ل………………….. 119

5-9 سرمته‌های الماسه نوع دوم…………………………………………………………. 120        

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است . نفوذ در سنگ گاهی به منظور خرد کردن آن انجام میگیرد .

به طور کلی صرف نظر از نوع روش و منشا انرژی ، عملیاتی را که به حفر چال در سنگ منجر می شود ، نفوذپذیری می نامند.

مواد معدنی زیربنای اقتصاد و صنعت در جامعه را تشکیل می‌دهند. بشر از همان آغاز آفرینش خود و در طول تاریخ، بر حسب نیازمندیها و شناخت از مواد معدنی استفاده کرده است. اکنون نیز انسان از تمامی مواد معدنی به حالت‌ها و شیوه‌های گوناگون بهر‌ه‌برداری می‌نماید. به دیگر سخن همین مواد معدنی هستند که پایه و اساس تمدن را تشکیل می‌دهند. عوامل مؤثر بر آستانه اقتصادی شدن مواد معدنی عواملی چون عرضه، تقاضا و مسائل سیاسی می‌باشد . میزان تولید مواد معدنی در دهه گذشته افزایش شایانی داشته است.

عواملی که موجب این افزایش می باشند عبارتند از : پیشرفت در تکنولوژی و روشهای حفاری ، پیشرف در زمینه اکتشاف به دلیل مشخص شدن منشاء محیط و چگونگی تشکیل ذخایر مختلف، مثلاً نظریه تکتونیک صفحه‌ای کمک‌های مؤثری در رابطه با کشف ذخایر مس پروفیری نمود‌ه ‌است . در دهه اخیر بکارگیری روش‌های نوین ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی در کشف ذخایر جیدد بخصوص آنهایی که در اعماق زمین قراردارند کمک مؤثری نمود. همچنین ماشینهای جدید استخراج موجب شده تا ذخایری که در اعماق قرار داشته قابل بهر‌ه‌برداری شوند و با کمک از این ماشین الات میزان تولید روزانه بالا رود. پیشرفت در زمینه صنعت تلغیظ و تصفیه موجب گردید تا بسیاری از ذخایر عمیق دور از دسترس نیز قابل بهر‌ه برداری شوند. همزمان با بالارفتن تولید، میزان مصرف موادمعدنی نیز افزایش داشته است.

از میان عوامل ذکر شده در فوق، در این متن به توضیح و بحث در خصوص روشهای حفاری، بخصوص حفاری در سنگهای سخت می پردازیم .

بطور کلی تاریخچه حفاری مبهم است ،اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها،عملیات حفاری را انجام داده اند .

تا چند دهه قبل ،سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل در معدن متداول بود.

با گذشت زمان و نیاز به حفاریهای عمیق، روش دیگری از حفاری دستی بنام روش کابلی متداول شد که در آن طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد .

پاره ای از تحولات در صنعت حفاری عبارتند از :

بین سالهای 1820-1810 ،سیستم حفاری چرخشی با استفاده از ماشین بخار

بین سالهای 1840-1830 سیستم حفاری کابلی با استفاده از ماشین بخار

بین سالهای 1860-1850 دستگاههای حفاری مجهز به الماس

بین سالهای 1880-1870 سیستم حفاری مغزه گیر مجهز به الماس

بین سالهای 1900-1890 سیستم حفاری ضربه ای چرخشی

بین سالهای 1940-1920 استفاده از مته های کربور تنگستن

بین سالهای 1975-1970 ماشین حفاری هیدرولیکی