انجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320241121Design, construction and implementation of the first in-situ test of a blade dilatometer equipped with a vibration-sensitive electronic sensor on Line 6 of Tehran Metroطراحی، ساخت و اجرای آزمون برجای اولین دیلاتومتر تیغه‌ای مجهز به سنسور الکترونیکی حساس به لرزش در خط 6 مترو تهران112211200FAعلیدادخواه تهرانیگروه مهندسی نفت و معدن، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.رضاشیرینآبادیگروه مهندسی نفت و معدن، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.Journal Article20220723Dilatometry testing is one of the in-situ geotechnical and rock mechanics tests that was introduced 54 years ago in Europe and then in the United States. Since its invention, this device has undergone changes and has been better equipped according to various needs in projects. Adding a geophone to calculate the soil shear wave velocity was one of these cases. In this project, an attempt was made to use an electronic vibration-sensitive sensor with a long life, lower cost, and smaller dimensions instead of a geophone as an electrical component. Investigating the possibility of receiving the soil shear wave velocity (Vs) and also achieving the maximum soil shear modulus (G) were other goals of this project. The blade and rod were designed using AutoCAD 3D software and turned with a CNC machine. The driver board was designed using Fritzing software and the PCB was manufactured manually, and then the electronic components were assembled. After completing the design and construction of the dilatometer, the in-situ test was performed at the under-construction Bahar Shiraz station on Line 6 of the Tehran Metro. The results of the constructed device showed that it is possible to measure soil parameters. The soil shear wave velocity Vs=504.5 m/s and the maximum shear modulus G0=4.33 MPa were measured. Also, in order to better evaluate the results of the device, it is recommended to perform a comparative test.آزمون دیلاتومتری جزء آزمون‌های برجای ژئوتکنیک و مکانیک‌سنگ است که 54 سال پیش در اروپا و سپس در آمریکا معرفی شد. این دستگاه از زمان اختراع تاکنون، بنا به نیازهای گوناگون در پروژه‌ها تغییراتی داشته و مجهزتر شده است. افزودن ژئوفون جهت محاسبه سرعت موج برشی خاک یکی از این موارد بود. در این پروژه سعی شده تا بجای ژئوفون بعنوان یک قطعه الکتریکی، از سنسور الکترونیکی حساس به لرزش با عمر زیاد، هزینه پایین‌تر و ابعاد کوچک‌تر استفاده شود. بررسی امکان دریافت سرعت موج برشی خاک ( Vs ) و همچنین دستیابی به مدول برشی حداکثر خاک (G)، از دیگر اهداف این پروژه بود. طراحی تیغه و راد توسط نرم‌افزار AutoCAD 3D و تراشکاری با دستگاه CNC انجام شد. طراحی برد درایور با نرم‌افزار Fritzing و ساخت PCB بصورت دستی انجام و سپس قطعات الکترونیکی مونتاژ شدند. پس از اتمام طراحی و ساخت دیلاتومتر، آزمون برجا در ایستگاه درحال ساخت بهار شیراز در خط 6 مترو تهران انجام شد. نتایج دستگاه ساخته شده نشان داد که امکان اندازه گیری پارامترهای خاک وجود دارد. سرعت موج برشی خاک Vs=504.5 متر بر ثانیه و مدول برشی حداکثر G0=4.33 مگاپاسکال اندازه‌گیری شد. همچنین به منظور ارزیابی بهتر نتایج دستگاه، اجرای آزمون مقایسه‌ای پیشنهاد می‌شود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211200_3f961c74afe5706f8c398f6899068d65.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320221221Investigating the effect of varying penetration depth, area, and velocity on vertical and rotational forces acting on a V-shaped edge cutting discبررسی اثر تغییر عمق نفوذ، مساحت و سرعت بر نیروی‌های عمودی و چرخشی وارده بر دیسک برشی با لبه V شکل1321211375FAشاهینفتاحی دهکبودیدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.ابراهیمفرخدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.وهابسرفرازیگروه مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران.Journal Article20220723The V-shaped cutting disc is one of the types of cutting discs used for the head of the full-section tunnel boring machine, and calculating the forces applied to it is of great importance for the design of the head. Today, with the advancement of modeling software, including LS-DYNA software, it is possible to use them to predict the forces applied to the discs. In this article, by conducting a series of simulations with the aforementioned software, the effect of linear velocity and edge angle on the forces has been investigated in the penetration depth. Accordingly, the simulation results show that as the penetration depth of three discs with edge angles of 60, 90 and 120 degrees increases from 2.5 to 7.6 mm, the vertical force increases by 36, 51 and 86 percent, respectively, and the rotational force increases by 79, 96 and 120 percent, respectively. The linear velocity effect rate for the vertical and rotational forces is +23.85 and +3.86 kN, respectively. Also, the modeling shows that the force on the peripheral disks is much greater than that on the central disks. At all simulated speeds, the force on the shear disk increases with increasing disk edge angle and penetration depth, which shows a direct relationship between the contact area and the force on the shear disk. According to the relationships presented in this article, the effect of penetration depth is much greater than the effect of the edge angle.دیسک برشی با لبه V شکل یکی از انواع دیسک‌های برشی مورد استفاده برای کله حفار ماشین تمام مقطع تونل می‌باشد که محاسبه نیروهای وارده بر آن از اهمیت به سزایی برای طراحی کله حفار برخوردار می‌باشد. امروزه با پیشرفت نرم‌افزارهای مدل‌سازی از جمله نرم‌افزار LS-DYNA امکان استفاده از آن‌ها برای پیش‌بینی نیروهای وارده بر دیسک‌ها فراهم شده است. در این مقاله با انجام یکسری شبیه‌سازی با نرم‌افزار مذکور در عمق نفوذ، اثر سرعت خطی و زاویه لبه بر نیروها مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد در اثر افزایش عمق نفوذ سه دیسک با زاویه لبه 60، 90 و 120 درجه از 2.5 به 7.6 میلیمتر، نیروی عمودی به ترتیب 36، 51 و 86 درصد افزایش و نیروی چرخشی به ترتیب 79، 96 و 120 درصد افزایش می‌یابد. آهنگ تاثیر سرعت خطی برای نیروی عمودی و چرخشی به ترتیب 23.85+ و 3.86+ کیلونیوتن است. همچنین مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد نیروی وارده بر دیسک‌های پیرامونی به مراتب بیشتر از دیسک‌های مرکزی می‌باشد. درتمامی سرعت‌های شبیه‌سازی شده با افزایش زاویه لبه دیسک و عمق نفوذ میزان نیروی وارده بر دیسک برشی افزایش می‌یابد که این نتیجه نمایش دهنده رابطه مستقیم سطح تماس و نیروی وارده بر دیسک برشی است، با توجه به روابط ارائه شده در این مقاله، تاثیر عمق نفوذ بسیار بیشتر از تاثیر مقدار زاویه لبه می‌باشد.https://www.irsrmjournal.ir/article_211375_a8e8912d2da434f9187afa2da55391e5.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320221122Investigating the effect of heterogeneity on the fracture mechanism of rock samplesبررسی تاثیر ناهمگنی بر مکانیزم شکست نمونه‌های سنگی2231211374FAسید ایمانسجادیفردانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.حمیدرضانجاتیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.مهردادایمانیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.Journal Article20220401Rocks, because they are composed of different minerals, usually have a heterogeneous structure. This heterogeneous structure always affects the process of crack development and failure of rock samples. On the other hand, in most studies related to rock fracture mechanics, rock samples are considered homogeneous or the effects of sample heterogeneity are not considered. In this study, an attempt has been made to simulate the heterogeneity of mechanical properties in rock samples by changing the dispersion (variance) of rock mechanical properties and its effects on the failure mechanism of rocks are investigated. For this purpose, PFC software has been used to simulate rock samples. This software is calibrated based on the micromechanical parameters applied to the joints and comparing the mechanical properties of the simulated sample with the results of laboratory tests. The joint model used in the modeling is the planar joint model. In this model, each bond is a limited surface between two hypothetical surfaces, which is divided into several parts, each of which has an initial strength. Accordingly, one of the effective parameters that affects the mechanical behavior of the simulated samples is the adhesion strength between the bonds. In this study, considering different dispersion values for bond adhesion, samples with different inhomogeneities have been simulated. Also, to examine the subject more comprehensively, an attempt has been made to use different rocks with different brittleness indices. For this purpose, three rock or quasi-rock samples, including gypsum, sandstone and granite with brittleness index ratios of 6.6, 13.7 and 22.4, have been selected. The results of the simulations show that the fracture shape of the sample changes with the change in the standard deviation of adhesion between the bonds. Therefore, to determine the standard deviation of adhesion in the simulation, the fracture shape of the simulated sample must match the fracture shape of the sample in the laboratory.سنگ ها به علت اینکه از کانی‌های مختلف تشکیل شده‌اند معمولا دارای ساختاری ناهمگن می‌باشند. این ساختار ناهمگن همواره فرایند توسعه ترک و گسیختگی نمونه‌های سنگی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از طرف دیگر در اکثر مطالعات مربوط به مکانیک گسیختگی سنگ‌ها، نمونه‌های سنگی همگن در نظر گرفته می‌شوند و یا به اثرات ناشی ناهمگنی نمونه‌ها توجهی نمی‌شود. در این مطالعه، تلاش شده است تا با استفاده از تغییر میزان پراکندگی (واریانس) خواص مکانیکی سنگ، ناهمگنی خواص مکانیکی در نمونه‌های سنگی شبیه‌سازی شود و اثرات آن بر مکانیزم شکست سنگ‌ها مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور از نرم افزار PFC برای شبیه سازی نمونه‌های سنگی استفاده شده است. این نرم‌افزار بر مبنای پارامترهای میکرمکانیکی اعمالی به پیوندها و مقایسه خواص مکانیکی نمونه شبیه‌سازی شده با نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی کالیبره می‌شود. مدل پیوندی استفاده شده در مدل‌سازی، مدل پیوند مسطح است. در این مدل، هر پیوند به صورت یک سطح محدود بین دو سطح فرضی می‌باشد که این سطح خود به چندین قسمت تقسیم شده است که هر کدام از این قسمت‌ها دارای مقاومت اولیه‌ایی هستند. بر این اساس یکی از پارامترهای موثری که رفتار مکانیکی نمونه‌های شبیه‌سازی شده تاثیر می‌گذارد مقاومت چسبندگی بین پیوندها می‌باشد. در این مطالعه با در نظر گرفتن مقدار پراکندگی مختلف برای چسبندگی پیوندها، نمونه‌هایی با ناهمگنی مختلف شبیه‌سازی شده است. همچنین برای بررسی جامع‌تر موضوع، سعی شده از سنگ‌های مختلف با شاخص شکنندگی متفاوت استفاده شود. برای این منظور سه نمونه سنگ یا شبه‌سنگ، از جمله گچ، ماسه‌سنگ و گرانیت با نسبت شاخص‌های شکنندگی 6.6، 13.7 و 22.4 انتخاب شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده نشان می‌دهد که شکل شکست نمونه با تغییر انحراف استاندارد چسبندگی بین پیوندها، تغییر می‌کند. بنابراین برای تعیین مقدار انحراف استاندارد چسبندگی در شبیه سازی باید شکل شکست نمونه شبیه سازی شده با شکل شکست نمونه در آزمایشگاه مطابقت داشته باشد.https://www.irsrmjournal.ir/article_211374_47d05ceb35a2c0dc8c5fd07a797a3e54.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320221122Investigating the effect of mechanized and blasting excavation methods on the extent of damaged zones of circular tunnelsبررسی تاثیر روش های حفاری مکانیزه و آتشباری بر وسعت ناحیه آسیب دیده تونل های دایره‌ای3238211337FAعلیدادی گیوشاددانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.مرتضیاحمدیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.0000-0003-0408-3272حمیدرضانجاتیدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.Journal Article20211216The consequence of digging any underground space is the redistribution of the initial stresses around it. This stress distribution is accompanied by deformation and the creation of joints and cracks around the excavation. In this study, the damaged area caused by tunnel excavation was studied by considering the blasting and mechanized excavation methods, and the parameters affecting its expansion rate (geomechanical parameters of the surrounding rock and in-situ stress) were studied. In this study, a circular tunnel with a diameter of 4 meters and a length of 9 meters was modeled by a numerical method (FLAC3D software). In the numerical model, the tunnel was excavated from a distance of 0 to 6.0 meters by mechanized excavation and from a distance of 6.0 to 9.0 meters by blasting, and the thickness of the damaged area in each was determined. In total, 30 numerical models were built and analyzed. The results of the study showed that the damaged area caused by tunnel excavation is more extensive in the area affected by the blasting method. The research results also showed that increasing the vertical in situ stress causes an increase in the radius of the damage zone in the tunnel walls, and increasing adhesion, the angle of internal friction, and the ratio of horizontal to vertical stress causes a decrease in the radius of the damage zone in the tunnel walls.پیامد حفر هرگونه فضای زیرزمینی، توزیع مجدد تنش‌های اولیه پیرامون آن است. این توزیع تنش همراه با تغییرشکل و ایجاد درز و شکاف در پیرامون حفاری می‌باشد. در این تحقیق ناحیه آسیب دیده ناشی از حفر تونل با در نظر گرفتن روش حفاری آتشباری و مکانیزه مورد مطالعه قرار گرفت و پارامترهای موثر بر میزان گسترش آن (پارامترهای ژئومکانیکی سنگ در برگیرنده و تنش برجا) مطالعه گردید. در این مطالعه یک تونل دایره‌ای شکل به قطر 4 متر و طول 9 متر، توسط روش عددی (نرم افزار FLAC3D) مدل‌سازی شد. در مدل عددی از متراژ صفر الی 6.0 متر تونل بصورت حفاری مکانیزه و از متراژ 6.0 الی 9.0 متر تونل به روش آتشباری حفاری شد و ضخامت ناحیه آسیب در هر یک تعیین شد. در مجموع، 30 مدل عددی ساخته شد و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که ناحیه آسیب ناشی از حفر تونل در محدوده تحت تاثیر روش آتشباری دارای گسترش بیشتری است. نتایج تحقیق همچنین نشان داد که افزایش تنش برجای عمودی، سبب افزایش شعاع ناحیه آسیب در دیوارههای تونل و افزایش چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و نسبت تنش افقی به قائم سبب کاهش شعاع ناحیه آسیب در دیوارهی تونل می‌شودhttps://www.irsrmjournal.ir/article_211337_82980f9e77100777e57508bfe55655e9.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320221122Investigating the performance of shearer in long wall method using particle flow code. Case study: Tabas Parvaeh Mechanized Coal Mineبررسی عملکرد دستگاه شیرر در روش جبهه‌کار طولانی با استفاده از کد جریان ذره مطالعه موردی: معدن زغال سنگ مکانیزه پروده طبس3949211335FAمحمدرضاعجم زادهدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.وهابسرفرازیگروه مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی همدان ، همدان، ایران.حسامدهقانیگروه مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی همدان ، همدان، ایران.Journal Article20210928Oil, gas, new energy resources, etc. have been reduced, but it is still of great importance in the steel and energy industries. Coal is extracted by surface or underground methods. One of the methods of underground coal extraction is the long-front method. In this method, which is a mechanized method, devices such as graters or shearers are used for extraction. The Tabas Parodeh Mechanized Coal Mine is one of the mines that is extracted by the long-front method. The coal cutting device in this mine is a shearer. In this research, the performance of the shearer device has been investigated using the characteristics of the Tabas Parvadeh Mechanized Mine. To achieve this goal, the modeling method with particle flow code software was used. In this regard, the model was first calibrated by sampling the Parvadeh mine coal and conducting uniaxial and Brazilian tests on that model. Then, by building a model and using variables such as shearer diameter, displacement per revolution, and shearer linear speed, modeling was performed. After building 27 models for the shearer, the best shearer model was selected based on the maximum force applied to the device in the X and Y directions. Finally, the results of this study showed that the best shearer performance is a model with a diameter of 20 mm and a displacement of 0.5 mm per revolution. The maximum force applied to the shearer in this model is 18,800 kilonewtons in the X direction and 16,000 kilonewtons in the Y direction.منابع نفت، گاز، انرژی های نوین و غیره کاسته شده ولی هنوز هم از اهمیت بالایی در صنایع فولاد و تولید انرژی برخوردار است. زغال‌سنگ به روش های سطحی یا زیرزمینی استخراج می‌شود. یکی از روش‌های استخراج زیرزمینی زغال‌سنگ روش جبهه‌کار طولانی است. در این روش که یک روش مکانیزه محسوب می‌شود برای استخراج از دستگاه‌هایی همچون رنده یا شیرر استفاده می‌شود. معدن زغال سنگ مکانیزه پروده طبس، یکی از معادنی است که به روش جبهه‌کار طولانی استخراج می‌شود. دستگاه برش زغال در این معدن شیرر است. در این پژوهش با استفاده از خصوصیات زغال‌سنگ معدن مکانیزه پروده طبس به بررسی عملکرد دستگاه شیرر پرداخته شده است. برای نیل به این هدف از روش مدل‌سازی با نرم‌افزار کد جریان ذره استفاده شد. در این راستا ابتدا با نمونه‌گیری از زغال معدن پروده و انجام آزمایشات تک محوری و برزیلی بر روی آن مدل کالیبره شد. سپس با ساخت مدل و استفاده از متغیرهایی همچون قطر شیرر، جابجایی در هر دور و سرعت خطی شیرر مدل سازی صورت گرفت. پس از ساخت 27 مدل برای شیرر، بهترین مدل شیرر بر اساس حداکثر نیروی وارد بر دستگاه در جهت Xو Y انتخاب گردید. در نهایت نتایج این پژوهش نشان داد که بهترین عملکرد شیرر مدلی با قطر 20 میلیمتر و جابجایی 0.5 میلیمتر بر دور است. که مقدار حداکثر نیروی وارد بر شیرر در این مدل برابر 18800کیلونیوتن در جهت X و مقدار 16000 کیلونیوتن در جهت Y می‌باشد.https://www.irsrmjournal.ir/article_211335_517541312dac9879d1a6c0a72dcb8931.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74326320221221Application of a new test for in-situ measurement of uniaxial compressive strength of rocks and concreteبکارگیری آزمونی نوین جهت اندازه گیری درجای مقاومت فشاری تک محوری صخره سنگ‌ها و بتن5057211259FAعلیصابری ورزنهدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.محمودنادریدانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.Journal Article20221122The uniaxial compressive strength of rocks is of great importance, including in the design of surface and subsurface structures and the design of rock tunnels. Also, one of the most important mechanical characteristics of concrete is its compressive strength. There are many tests for measuring the strength of rocks and concretes, which are either destructive methods or the equipment used in them is very expensive. Therefore, the need for a method that can be used to measure the uniaxial strength of rocks and concretes without destroying the sample, in any temperature and humidity conditions, and in any location, simply and at the lowest cost is of great importance. In this article, a new method called "friction transfer" is used, by using which the uniaxial compressive strength can be measured in situ and without much damage to the test site with high accuracy and speed. By using the above test, there is no need to remove the sample and transport it to the laboratory. The materials used include 7 different types of rocks and 8 types of concrete with different strength classes. According to the results obtained, a linear relationship y=0.62x has been obtained between the uniaxial compressive strength of rocks and the results of the friction transfer test. Given the correlation coefficient of 91 percent, the uniaxial compressive strength of rocks can be measured in situ and even on difficult routes by using the friction transfer test.مقاومت فشاری تک محوری سنگ‌ها دارای اهمیت زیادی می‌باشد از جمله در طراحی سازه‌های سطحی و زیرسطحی و طراحی تونل‌های سنگی. همچنین از مهمترین مشخصات مکانیکی بتن‌ها، مقاومت فشاری آن می‌باشد. آزمون‌های فراوانی برای اندازه گیری مقاومت سنگ‌ها و بتن‌ها موجود می‌باشد که یا جزء روش های مخرب بوده و یا وسایل بکار رفته در آن‌ها دارای قیمت زیادی می‌باشد. لذا احتیاج به روشی که بتوان با استفاده از آن، مقاومت تک محوری سنگ‌ها و بتن‌ها را بدون تخریب نمونه و در هر شرایط دمایی و رطوبتی و در هر مکانی بصورت ساده و با کمترین هزینه اندازه‌گیری نمود دارای اهمیت بسیاری می‌باشد. در این مقاله از روشی نوین با نام "انتقال اصطکاک" استفاده شده که با بکارگیری آن می‌توان بصورت درجا و بدون آسیب زیاد به محل آزمون، مقاومت فشاری تک محوری را با دقت بالا و با سرعت اندازه‌گیری نمود. با استفاده از آزمون فوق دیگری نیازی به کرگیری و انتقال نمونه به آزمایشگاه نمی‌باشد. مصالح استفاده شده عبارتند از 7 نوع سنگ مختلف و 8 نوع بتن با رده‌های مقاومتی متفاوت. طبق نتایج بدست آمده، رابطه خطی y=0.62x میان مقاومت فشاری تک محوری سنگ‌ها با نتایج حاصل از آزمون انتقال اصطکاک بدست آمده است که با توجه به ضریب همبستگی برابر با 91 درصد، می‌توان با بکارگیری آزمون انتقال اصطکاک، مقاومت فشاری تک محوری سنگ‌ها را بصورت درجا و حتی در مسیرهای صعب‌العبور اندازه‌گیری نمود.https://www.irsrmjournal.ir/article_211259_61f66b98fc6b82116f3053e94d1b4594.pdf