انجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621The effect of plastic strains on the deformation of oil reservoirsتاثیر کرنش‌های خمیری بر تغییر شکل مخازن نفتی114211156FAامیدروشندانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.احسانطاهریدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.0000-0002-7291-697XJournal Article20200711In the present study, the effect of fluid motion on plastic and elastic plastic deformations in subsurface fluid reservoirs has been investigated, focusing on oil reservoirs. This type of modeling and investigation of plastic deformations and strains has always been one of the most important issues in the management and development of the oil industry and oil reservoirs. Fluid flow in oil reservoirs and in porous media is studied at various scales. This creates numerous challenges in reservoir simulation in terms of accuracy, precision, and computational power. In this regard, the multi-scale, multi-physics hybrid model has recently been introduced as an efficient model in this simulation. In this paper, the process of upgrading the above model for accurate modeling of the solid phase and also the interaction of this phase with the fluid phase is presented. To upgrade the mentioned model to a geomechanical model with plastic simulation capability, an integrated behavioral model was used to model the behavior of reservoirs, which has an integrated yield function and uses an implicit method for solving equations simultaneously and for convergence. The simulation results have shown that the elastic-plastic behavior model, combined with the aforementioned model, provides a powerful model for simulating oil reservoirs with high-amplitude deformations.در تحقیق حاضر تاثیر حرکت سیال بر تغییر شکل‌های خمیری و کشسان خمیری در مخازن سیال زیر سطحی با تمرکز بر مخازن نفتی بررسی شده است. این نوع از مدلسازی و بررسی تغییر شکل‌ها و کرنش‌های خمیری همواره از مهم‌ترین مسائل در مدیریت و توسعه صنعت نفت و مخازن نفتی است. جریان سیال در مخازن نفتی و در محیط‌های متخلخل در مقیاس‌های مختلفی مورد بررسی قرار می‌گیرد. همین امر باعث ایجاد چالش‌های متعدد در امر شبیه‌سازی مخازن در زمینه صحت، دقت و توان محاسباتی می‌شود. در همین راستا الگوی چند مقیاسی چند فیزیکی ترکیبی به عنوان الگویی کارآمد در این شبیه‌سازی اخیراً معرفی شده است. در این مقاله فرایند ارتقا الگوی فوق برای مدلسازی دقیق فاز جامد و همچنین اندرکنش این فاز با فاز سیال ارائه شده است. برای ارتقا الگوی ذکر شده، به یک مدل ژئومکانیکی با قابلیت شبیه‌سازی پلاستیک از یک مدل رفتاری یکپارچه برای مدل سازی رفتار مخازن استفاده شده که دارای تابع تسلیم یکپارچه است و برای حل توأمان معادلات و همگرایی از روش ضمنی استفاده می‌کند. نتایج شبیه سازی ها نشان داده که مدل رفتاری کشسان خمیری در ترکیب با الگوی ذکر شده، یک مدل قدرتمند را برای شبیه‌سازی مخازن نفتی با تغییر شکل‌های دامنه بالا ارائه می‌کند.https://www.irsrmjournal.ir/article_211156_14796874e69496c2e3fb2e796b084165.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621Numerical investigation of the effect of cross-sectional area and stress intensity on the development of damage zone around tunnels in hard rock massبررسی عددی اثر سطح مقطع و شدت تنش بر روی توسعه ناحیه آسیب اطراف تونل‌ها در توده‌سنگ سخت1530211157FAشفیعخوشخرامدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.کامرانگشتاسبیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.0000-0003-1202-3536حمیدرضانجاتیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.Journal Article20210903<br>Increasing the depth of underground excavations in hard rock mass causes a strong reaction to excavation in this type of rock mass. An example of this reaction is the development of a damage zone around the excavation. In this study, the damage zone was modeled using two-dimensional numerical modeling in combination with a behavioral model of adhesion weakening and friction angle strengthening. The effect of cross-sectional area and stress intensity on the development of this zone was investigated. The results show a significant effect of the type of cross-sectional area with flat or curved surfaces. Flat surfaces create a damage zone with a higher concentration and depth. The direction of damage development is highly dependent on the stress intensity and the ratio of horizontal to vertical stress. Anisotropic stress field also causes the damage zone to develop in a specific direction.افزیش عمق حفریه‌های زیرزمینی در توده‌سنگ سخت، سبب واکنش شدید به حفاری در این نوع توده‌سنگ می‌شود. نمونه‌ای از این واکنش توسعه ناحیه آسیب در اطراف حفریه است. در این مطالعه ناحیه آسیب با استفاده از مدلسازی عددی دوبعدی در ترکیب با مدل رفتاری تضعیف چسبندگی تقویت زاویه اصطکاک مدلسازی شد. تاثیر سطح مقطع و شدت تنش بر روی توسعه این ناحیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده تاثیر قابل توجه نوع سطح مقطع با سطوح صاف یا انحنادار است. سطوح صاف ناحیه آسیب با تمرکز و عمق بالاتر را ایجاد می‌کنند. جهت توسعه آسیب وابستگی بالایی به شدت تنش و نسبت تنش افقی به قائم دارد. میدان تنش غیرهمسانگرد نیز سبب توسعه ناحیه آسیب در راستای خاصی می‌شود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211157_466ff1e7d6c59bc07fcfbd0f12422ed6.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621In-situ evaluation of compressive strength of rocks and repair mortars using the "torsion" methodارزیابی درجای مقاومت فشاری سنگ ها و ملات‌های تعمیراتی با استفاده از روش "پیچش"3138211158FAمحمودنادریدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.علیصابری ورزنهدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.ابوالفضلرشوند آوهدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.Journal Article20211112Today, measuring the strength of materials in situ and at the project site is of great importance. There are many methods for evaluating the compressive strength of stones and mortars, which are either destructive tests or their equipment is expensive and imported. In this research, a new test called "twisting" has been used, which has the ability to measure the compressive strength of various materials, including stones and mortars, with high accuracy and wide application. In this article, the "twisting" test has been performed on granite, travertine, marble, rhyolite, andesite, green crystalline tuff, lime, basalt, green stone tuff and a number of repair mortars. Then, the results of this test have been compared with standard methods. Also, equations and calibration diagrams have been presented to convert the results of the "twisting" test to the compressive strength of stones and mortars. Using the results of this research, it is possible to measure the compressive strength of the aforementioned materials with minimal damage and at the project site with high accuracy using a cheap and simple "twisting" device.امروزه اندازه‌گیری مقاومت مصالح به صورت درجا و در محل پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است. روش‌های زیادی جهت ارزیابی مقاومت فشاری سنگ‌ها و ملات‌ها موجود می‌باشد که یا جزء آزمون‌های مخرب هستند و یا وسایل آن‌ها دارای قیمت‌های گزاف و وارداتی می‌باشد. در این تحقیق از آزمونی نوین با نام "پیچش" استفاده شده است که با دقت بالا و با کاربری وسیع، قابلیت اندازه گیری مقاومت فشاری انواع مصالح از جمله سنگ‌ها و ملات‌ها را دارا می‌باشد. در این مقاله آزمایش "پیچش" روی سنگ‌های گرانیت، تراورتن، مرمریت، ریولیت، اندزیت، توف سبز بلورین، آهک، بازالت، توف سبز سنگی و تعدادی ملات‌های تعمیری انجام شده است. سپس نتایج این آزمون با روش‌های استاندارد مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین معادلات و نمودارهای کالیبراسیون جهت تبدیل نتایج آزمون "پیچش" به مقاومت فشاری سنگ‌ها و ملات‌ها ارائه شده است. با استفاده از نتایج این تحقیق می‌توان با استفاده از دستگاه ارزان و ساده "پیچش"، مقاومت فشاری مصالح مذکور را با خرابی جزئی و در محل پروژه با دقت بالایی اندازه‌گیری نمود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211158_cc54233faddfebcefaa70ff9f8985fd8.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621Investigating the correlation between geomechanical factors and the displacement rate of the eastern wall of the Chadormalou iron ore mine using fractal modelingبررسی همبستگی عوامل ژئومکانیکی با میزان جابه جایی دیواره شرقی معدن سنگ آهن چادرملو با استفاده از مدلسازی فرکتالی3950211170FAمهدیمهدیزادهگروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.پیمانافضلگروه نفت و معدن، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.سید مصلحافتخاریدانشکده قنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.0000-0002-3126-9024کاوهآهنگریگروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.Journal Article20211222Wall instability in open pit mines can have very detrimental effects on mine safety and economics. Classification methods provide engineering solutions to examine the impact of each geomechanical factor on wall instability. These methods, while examining and weighting each of the effective factors, suggest relationships to provide a criterion for the wall stability for decision-making. This weighting can be different in different conditions and regions, and the use of studies with common conditions can be useful. Chadormalou iron ore mine is one of the large Iranian mines located in central Iran, where appropriate geomechanical surveys and tests have been carried out on this mine. In this study, after reviewing the initial information and building a database, a block model of a part of the eastern wall of the mine was estimated for geomechanical parameters including uniaxial compressive strength, specific gravity, and internal friction angle. Then, using fractal modeling, zones for each parameter were identified and by comparing each of these parameters with the cumulative displacement obtained from radar, the overall agreement of each of these factors was calculated using the log-ratio matrix. Accordingly, the uniaxial compressive strength and internal friction angle obtained from the direct shear test showed greater agreement with the displacement.ناپایداری دیواره در معادن روباز می تواند اثرات بسیار زیان باری بر ایمنی و اقتصاد معادن بگذارد. روش های طبقه‌بندی راهکارهای مهندسی جهت بررسی میزان تاثیر هر یک از عوامل ژئومکانیکی بر ناپایداری دیواره را فراهم می‌کنند. این روش ها ضمن بررسی و وزن دهی هر یک از عوامل موثر، روابطی را پیشنهاد می‌کنند تا معیاری برای میزان پایداری دیواره جهت تصمیم گیری فراهم کنند. این وزن دهی در شرایط و مناطق مختلف می تواند متفاوت باشد که استفاده از مطالعات با شرایط مشترک می‌تواند مفید واقع شود. معدن سنگ آهن چادرملو یکی از معادن بزرگ ایران واقع در ایران مرکزی است که برداشت ها و آزمایش‌های ژئومکانیکی مناسبی بر روی این معدن صورت پذیرفته است. در این پژوهش پس از بررسی اطلاعات اولیه و ساخت بانک اطلاعاتی، مدل بلوکی بخشی از دیواره شرقی معدن برای پارامترهای ژئومکانیکی شامل مقاومت فشاری تک محوره، وزن مخصوص و زاویه اصطکاک داخلی تخمین زده شد. سپس با استفاده از مدلسازی فرکتالی زونهای هر پارامتر شناسایی شده و با مقایسه هر یک از این پارامترها با میزان جابه جایی تجمعی به دست آمده از رادار، انطباق کلی هر یک از این عوامل با استفاده از ماتریس لاگ راشیو محاسبه گردید. بر این اساس مقاومت فشاری تک محوره و زاویه اصطکاک داخلی به دست آمده از آزمایش برش مستقیم، انطباق بیشتری با میزان جابه جایی نشان داد.https://www.irsrmjournal.ir/article_211170_e37a5c731719cc88b22ce4f06261fdb6.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621Study of failure of closed non-extension plane and stepped joints using PFC2D softwareمطالعه شکست درزه های ناممتد صفحه‌ای و پلکانی بسته با استفاده از نرمافزار PFC2D5162211172FAمحمد جوادآذین فرگروه مهندسی معدن، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.وهابسرفرازیگروه مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران.آزادهآگاهگروه مهندسی معدن، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.Journal Article20211213In this paper, the shear behavior of closed planar and stepped joints has been studied using PFC2D software. For this purpose, a model with dimensions of 150 × 150 mm was created in the software environment. Then, calibrated microparameters were applied to the model. In order to investigate the effect of closed joints on the failure mechanism, the smooth joint model was selected in the software. Direct shear tests have been performed on two sets of models with pre-created joints in the form of level and stepped joints and a vertical stress of 0.1 MPa. The lengths of the joints created in the models are 2, 4, and 6 cm, and the vertical distance between the joints in the stepped state is considered to be 5 cm. The results show that the failure mode and failure pattern are a function of the longitudinal and transverse spacing of the joints. First, failure occurs in the rock bridge and then the closed joint is sheared. As the joint length increases, the shear strength of the joint decreases. As the angle of the stone bridge increases, the tensile strength decreases.در این مقاله با استفاده از نرمافزار PFC2D ، به مطالعه رفتار برشی درزه‌های ناممتد صفحه‌ای و پلکانی بسته پرداخته شده است. به این منظور مدلی با ابعاد 150× 150میلی‌متر در محیط نرمافزار ساخته شد. سپس میکروپارامترهای کالیبره شده در مدل اعمال شد. به منظور بررسی تاثیر درزه های بسته بر روی مکانیزم شکست، مدل درزه صاف smooth joint، در نرمافزار انتخاب شد. آزمایش‌های برش مستقیم بر روی دو دسته مدل با درزه های از پیش ایجاد به صورت هم سطح و پلکانی و تنش عمودی 0.1 مگاپاسکال انجام شده است. طول درزه‌های ایجاد شده در مدل‌ها 2، 4 و 6 سانتیمتر و فاصله عمودی بین درزه‌ها در حالت پلکانی 5 سانتیمتر در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که مود شکست و الگوی شکست تابع فاصله‌داری طولی و عرضی درزه‌ها می‌باشد. ابتدا شکست در پل سنگ اتفاق می‌افتد و سپس درزه بسته برش می‌خورد. با افزایش طول درزه مقاومت برشی درزه کاهش مییابد. با افزایش زاویه‌داری پل سنگ مقاومت کششی کم می‌شود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211172_175b25fae3cc1bfd8fe74b8039b5fb19.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326120220621Laboratory and numerical investigation of tunnel sections with high ductility concrete (HDC) elements located in squeezing environmentsبررسی آزمایشگاهی و عددی مقاطع تونل دارای المان بتنی با شکل‌پذیری بالا (HDC) واقع در محیط‌های مچاله‌شونده6371211184FAیاسرعلیلو کسجینیدانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، ایران.امیربهرامی فردانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، ایران.حسنافشیندانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، ایران.مهردادامامی تبریزیدانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، ایران.Journal Article20210810In order to accurately investigate the actual behavior of tunnels under loads in various environmental conditions, we need to build real-scale samples. However, considering that building and applying forces on a large scale requires high costs, and on the other hand, in some situations, laboratory facilities are not available to prepare loading conditions on this scale, laboratory models are used for construction and loading to reduce costs and allow for various loadings. The construction of laboratory samples on a small scale should be such that they resemble real conditions to an acceptable extent. Usually, small test samples up to a scale of approximately 1.40 of the actual size are used to investigate the behavior of tunnels. In this study, laboratory-scale tunnels with a diameter of 15 cm were built and the samples were subjected to radial loading using a special set-up built at Sahand University of Technology. The tunnel sections tested were modeled in the Abaqus finite element software and the results of the experimental tunnel sections, including the radial strain generated against the applied load, were compared with numerical models such as. Analysis of the results shows that the radial strain generated in the tunnel sections increases with the increase in ductile elements. Creating small strains in the tunnel sections can greatly reduce the load and stresses applied to the sections, and on the other hand, by estimating the radial strain of the rock environment and the perimeter of the tunnels, it is possible to use the appropriate arrangement of concrete elements with high ductility.به منظور بررسی دقیق رفتار واقعی تونل‌ها در اثر بارهای وارده در شرایط گوناگون محیطی، نیازمند ساخت نمونه‌هایی در مقیاس واقعی می‌باشیم ولی با توجه به اینکه ساخت و اعمال نیروها در مقیاس بزرگ مستلزم صرف هزینه بالایی می‌باشد و از طرفی در بعضی شرایط امکانات آزمایشگاهی برای آماده‌سازی شرایط بارگذاری در این مقیاس فراهم نمی‌باشد، لذا برای کاهش هزینه‌ها و امکان انجام بارگذاری‌های مختلف از نمونه مدلهای آزمایشگاهی برای ساخت و بارگذاری استفاده می‌گردد. ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی در مقیاس کوچک بایستی به گونه‌ای باشد تا شرایط واقعی را تا حد قابل قبولی تداعی نماید. معمولاً در راستای بررسی رفتار تونل‌ها از نمونه‌های کوچک آزمایشاهی تا مقیاس تقریبی 1.40 اندازه واقعی استفاده می‌گردد. در این پژوهش تونل‌هایی در مقیاس آزمایشگاهی با قطر 15 سانتیمتر ساخته شده و با استفاده از یک Set up خاص که در دانشگاه صنعتی سهند ساخته شده است نمونه‌ها تحت بارگذاری شعاعی قرار گرفته‌اند. مقاطع تونل مورد آزمایش در نرمافزار اجزاء محدود اباکوس مدلسازی شده‌اند و نتایج نمونه مقاطع تونل آزمایشگاهی شامل کرنش شعاعی بوجود آمده در برابر بار وارده با مدلهای عددی نظیر مقایسه شده‌اند. تحلیل نتایج نشان می‌دهد کرنش شعاعی بوجود آمده در مقاطع تونل با افزایش المان‌های شکل‌پذیر افزایش مییابد. ایجاد کرنش‌های کوچک در مقاطع تونل می‌تواند بار و تنش‌‌های وارده به مقاطع را به شدت کاهش دهد و از طرفی با برآورد کرنش شعاعی محیط سنگی و پیرامونی تونل‌ها می‌توان از چیدمان مناسب المان بتنی با شکل‌پذیری بالا استفاده نمود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211184_7ee7a7ad43ae34e6219d2d2cd59ae948.pdf