انجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Design and optimization of tunnel lining at the intersection of Sardasht water transmission tunnel with the Zirmarg active faultطراحی و بهینهسازی پوشش تونل انتقال آب سد و نیروگاه سردشت در محل برخورد با زون گسله فعال زیرمرگ11521487010.22034/irsrm.2025.499533.1010FAفرشادمحمدی فیروزدانش آموخته کارشناسی ارشد مکانیک سنگ، بخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمانرضارحمان نژادبخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمانمجتبیبهاالدینیدانشکدگان فنی، دانشکده مهندسی معدن ، دانشگاه تهران، تهران، ایران.0000-0001-8957-8092Journal Article20240110This paper aims to investigate the effect of the Zirmarg movement, as an active fault, on the stability of water transmission tunnel of Sardasht dam and power plant project. To this end, a preliminary analysis was undertaken on seismicity history of the studied area and then using a finite difference code, stability analyses were carried out at the intersection of tunnel with Zirmarg fault. Results of numerical analyses of fault movement on lining showed that 18 meters of the lining in the footwall and 16 meters in the hanging regions are damaged through the fault movement. To prevent damages on lining, two methods of excessive excavation behind lining and flexible lining were used. The results show that 4 meters excessive excavation behind lining and using a filler having 10 MP modulus of elasticity, the damage to the tunnel lining is minimized. Numerical simulation of flexible lining using 0.5 meters joints with 3 meters distance from each other shows that this method results in 50 percent decrease in the damaged zone length, in addition to significant reduction in tunnel damage intensity.در پروسه احداث و ساخت تونلها در مناطق فعال تکتونیکی، موضوع تصادم تونل با گسلهای فعال امری اجتنابناپذیر میباشد. گسلهای فعال از دو جنبه جابجایی گسل و شرایط ضعیف زمینشناسی در ناحیه گسل میتوانند اثرات مخربی بر روی پایداری تونل داشته باشند. در صورت تقاطع تونل با گسل فعال، جابجایی ناگهانی گسل میتواند باعث خسارت تونل و لاینینگ آن شود. هدف اصلی این مقاله بررسی تأثیر حرکت گسل فعال زیرمرگ بر پایداری تونل انتقال آب پروژهی سد و نیروگاه سردشت میباشد. برای این منظور ابتدا مروری بر تاریخچهی لرزهای منطقه مورد نظر انجام شد و سپس با استفاده از روش عددی تفاضل محدود، تحلیل پایداری محل تقاطع تونل با گسل زیرمرگ، صورت گرفت. نتایج بررسی حرکت گسل زیرمرگ بر پایداری لاینینگ بتنی تونل نشان داد که 18 متر از طول لاینینگ بتنی در فرودیواره و 16 متر در فرادیواره در اثر حرکت گسل دچار آسیب خواهد شد. برای جلوگیری از آسیبهای وارده بر لاینینگ، از دو روش پیشنهادی اضافهحفاری پشت لاینینگ و لاینینگ انعطافپذیر بهره گرفته شد. نتایج مدلسازی این دو روش نیز نشان داد که با اضافهحفاری به طول 4 متر و با پرکنندهای با مدول الاستیسیتهی 10 مگاپاسگال، میزان صدمهدیدگی لاینینگ بتنی تونل در مقابل حرکت گسل حداقل خواهد شد. همچنین با مدلسازی عددی لاینینگ انعطافپذیر، با ساخت درزههای 5/0 متری و به فاصلهی 3 متر از یکدیگر، مشخص گردید که این روش ضمن کاهش بیش از 50 درصدی طول خرابی به مقدار قابل ملاحظهای از شدت خرابیها نیز خواهد کاست.https://www.irsrmjournal.ir/article_214870_2cc56f05c2acca03f19f129dd89d04a1.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Acoustic Signal Processing During Drilling and Penetration Rate Analysis for Developing an Empirical Model to Predict the Mechanical Properties of Hard Rocksپردازش سیگنالهای آوایی حین حفاری و تحلیل نرخ نفوذ بهمنظور ارائه مدل تجربی برای پیشبینی مشخصات مکانیکی سنگهای سخت172521547010.22034/IRSRM.2024.533046.1625FAمهربدخشوعی اصفهانیدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.راحبباقرپوردانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.محمدحسینجلالیاندانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.روزبهنیک بیندانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان.Journal Article20231231The mechanical properties of rocks directly influence drill tool wear, penetration rates, and overall project costs. Various methods and standards have been developed to assess these properties. In recent years, the use of acoustic signals in engineering disciplines, particularly in mining engineering, has seen significant growth. This study investigates the correlation between acoustic and vibration signals generated during drilling, penetration rates, and key rock properties, namely uniaxial compressive strength (UCS) and tensile strength. Ten samples of igneous rocks (granite) were tested. During the drilling of each sample, acoustic and vibration signals, as well as penetration rates, were recorded. Statistical analyses, including multivariate linear regression, revealed that rock mechanical properties could be accurately estimated based on signal characteristics and penetration rates. One notable advantage of this method is its ability to provide real-time, accurate estimations of rock properties during drilling, reducing the need for traditional sampling and costly laboratory tests. This capability makes the proposed method a promising and efficient alternative to conventional techniques.مشخصات مکانیکی سنگها بهطور مستقیم بر روی مصرف ابزارهای حفاری، نرخ پیشروی و بهطورکلی هزینههای پروژه اثرگذار است. تاکنون روشها و استانداردهای متعددی برای ارزیابی مشخصات سنگها توسعه دادهشده است. در سالهای اخیر استفاده از سیگنالهای آوایی در علوم مهندسی بهخصوص مهندسی معدن با افزایش چشمگیری همراه بوده است. هدف این مقاله بررسی ارتباط بین پارامترهای سیگنالهای آوایی و لرزشی تولیدشده در حین حفاری و نرخ نفوذ با مقادیر مقاومت فشاری تکمحوری و مقاومت کششی در سنگهاست. برای این منظور از 10 نمونه سنگ آذرین (نمونههای گرانیتی) استفاده شد. در حین حفاری هر یک از نمونههای سنگی سیگنالهای آوایی و لرزشی تولیدشده و نیز نرخ نفوذ برداشت و ثبت شد. با بررسیهای آماری (رگرسیون خطی چند متغیره) بین مشخصات سیگنالها و نرخ نفوذ با مشخصات سنگها مشخص شد که میتوان مقادیر مشخصات مکانیکی سنگها را با دقت قابل قبولی تخمین زد و پیشبینی نمود. از مزایایی که این روش دارد این است که میتوان تخمین اولیهای از خصوصیات سنگها در هر حفاری به طور بلادرنگ با دقت بالا داشت. این موضوع از برتری های این روش نسبت به سایر روش هاست نیاز به نمونهبرداری از سنگ و آزمایشها تعیین مشخصات سنگ را کاهش میدهد.https://www.irsrmjournal.ir/article_215470_496c373a850de549a511a90cd2c23412.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Numerical Modeling of Evaluation The Stability of The Rock Pillar of The Nakhlak Underground Lead Excavation Network By Sublevel Stoping Methodمدلسازی عددی ارزیابی پایداری لنگه سنگی شبکه حفریات زیرزمینی سرب نخلک به روش استخراج از طبقات فرعی273921740310.22034/IRSRM.2024.432158.1061FAمحمدمهدیچهره پاکدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.حامدملاداودیدانشیار، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20240102Today, due to the development of underground excavations, access to mineral resources is very common through tunnel excavation. In this regard, Due to the wide variety of underground mining methods, it is necessary to choose the suitable drilling method for the mining conditions and in order to achieve higher efficiency by reducing the cost. Designing the choice of mining method requires a systematic method based on the slope, size and shape of the mineral material. Sublevel Stoping Method from subgrades has a special place among underground methods from the economic point of view, conditions of use and production capacity. In this method, the mineral material is divided into separate layers, and in the surrounding of the mining Stope, the layers of the mineral material are considered as a Pillar to maintain the roof, walls and Footwall. In this research, In this research, the stability of the middle Rock Pillar of the two northern and southern Stope with the excavation of the southern Stoping up to level914 (-125 meters) of the new underground lead mine of Nakhlak in zone 35 and 36 has been investigated using FLAC3D finite difference numerical modeling. The Sublevel Stoping method is as drilling method and Mohr-Columb continuous behavioral model. In order to evaluate the numerical results and the stability of the Rock Pillar, Sakurai's criterion was used. According to the results, the maximum amount of total displacement caused by the excavation of the southern Stoping is equal to11.47 cm. The degree of displacement of the Z and Y axes is 5.36 and 9.59 cm, respectively, and the maximum induced stress is 19MPa. From the results, it can be seen that the amount of induced stresses around the access tunnels, Rock Pillar and the southern Stoping did not exceed the Strength of the rock mass, so failure did not occur. Also, the maximum amount of displacement obtained from the excavation of the southern Stoping is between the maximum and minimum limits of the Sakurai standard, and it is possible to understand the necessary stability of the 12meter wide Rock Pillar after the excavation of the southern Stoping.به طورکلی، حفرهرگونه فضا و شبکه زیرزمینی باعث به هم خوردن تعادل تنشهای وارده برآن منطقه شده و حفظ پایداری، نیازمند ایجاد تعادل جدید بین تنشهای موجود است. باتوجه به تنوع وسیع روشهای معدنکاری زیرزمینی، انتخاب روش حفاری مناسب با شرایط سینهکار و جهت رسیدن به بازدهی بیشتر با کاهش هزینه امری ضروری است. روش استخراج از طبقات فرعی از دیدگاههای اقتصادی، شرایط به کارگیری و ظرفیت تولید، جایگاه ویژهای درمیان روشهای زیرزمینی دارد. روشهای عددی به عنوان دقیقترین روشها برای تعیین میدان تنش و جابهجایی در اطراف حفریات زیرزمینی شناخته شدهاند. دراین تحقیق، پایداری لنگه سنگی میانی کارگاه استخراجی جنوبی و شمالی موجود تا تراز 914 (125- متری) معدن جدید زیرزمینی سرب نخلک در زون 35 و 36 به طریق مدلسازی عددی تفاضلمحدود FLAC3D مورد بررسی قرارگرفته است. روش استخراج از طبقات فرعی به عنوان روش حفاری و مدل رفتاری، موهرکلمب و به صورت پیوسته فرض شده است. به منظورارزیابی نتایج عددی و پایداری لنگهسنگی از معیار ساکورایی استفاده شد. براساس نتایج مدلسازی عددی، حداکثر میزان جابهجایی کل ناشی از حفاری کارگاه جنوبی برابر 11.47 سانتیمتر است. میزان جابهجایی درجهت محور Z و Y به ترتیب برابر5.36 و 9.59 سانتیمتر و میزان تنشهای حداکثر القایی به دست آمده برابر 19 مگاپاسکال است. از نتایج حاصل میشود که میزان تنشهای القایی اطراف تونلهای دسترسی، لنگهسنگی و کارگاه جنوبی از مقاومت تودهسنگ بیشتر نشده بنابراین گسیختگی و شکست اتفاق نیفتاده است. همچنین میزان جابهجایی حداکثر به دست آمده از حفاری کارگاه جنوبی درمیان حد حداکثر و حداقل معیارساکورایی قرارگرفته است و میتوان به پایداری لازم لنگهسنگی با عرض12متر پس از حفرکارگاه جنوبی پی برد.https://www.irsrmjournal.ir/article_217403_e80d9ebf0e94d2d7e0aa4addf2916e09.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Prediction and Optimization of Rock Fragmentation Induced by Blasting Using Hybrid Soft Computing Methods in the Narbaghi Copper Mineپیشبینی و بهینهسازی خردایش سنگ ناشی از انفجار با استفاده از روشهای ترکیبی محاسبات نرم در معدن مس نارباغی415521806110.22034/IRSRM.2024.336581.1897FAحمیداحدیگروه استخراج، دانشکده معدن و مواد، دانشگاه تربیت مدرسمسعودمنجزیگروه استخراج، دانشکده معدن و مواد، دانشگاه تربیت مدرسمجتبیرضاخواهگروه استخراج، دانشکده معدن و مواد، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20240103Blasting operations in open-pit mines constitute a crucial and costly stage of the production cycle. Poorly designed blast patterns can result in undesirable outcomes such as improper fragmentation, fly rock, and ground vibrations, leading to increased mining costs. This study presents a predictive and optimization model for rock fragmentation using data from 60 blasting operations in the Narbaghi copper mine. The input parameters include burden, spacing, bench height, number of holes, and number of rows. An artificial neural network (ANN) was employed for fragmentation prediction, yielding superior accuracy. A three-layer backpropagation ANN with 15 neurons in a single hidden layer and exponential and logarithmic sigmoid activation functions demonstrated the best performance, achieving an R² value of 0.94. Sensitivity analysis revealed that burden and spacing had the most significant impact, whereas bench height had the least effect on fragmentation. Finally, the optimal blast pattern was determined using the firefly algorithm, leading to a reduction in burden from 2.5 m to 1.8 m, spacing from 3.0 m to 2.25 m, and bench height from 6.0 m to 5.4 m. Consequently, the D50 value was optimized with a reduction of 59% to 88%عملیات انفجار در معادن روباز یکی از مراحل پرهزینه و مهم چرخه تولید محسوب میشود. طراحی نامناسب الگوی انفجار علاوه بر بروز پیامدهای نامطلوب ازجمله خردایش نامطلوب، پرتاب سنگ و لرزش زمین، باعث افزایش سایر هزینههای معدنکاری نیز میشود. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات 60 عملیات انفجار در معدن مس نارباغی، شامل متغیرهای بارسنگ، فاصلهداری چال، ارتفاع پلهها، تعداد چال و تعداد ردیف، مدلی برای پیشبینی و بهینهسازی خردایش ارائه شده است. بدین منظور، از روش شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی خزدایش که نتایج دقیقتری از آن حاصل شده است، استفاده شد. شبکه عصبی سه لایه پس انتشار خطا، با 15 نرون در تک لایه پنهان و تابع انتقال نمایی و لگاریتم سیگموئید با ضریب تعیین 0.94، عملکرد بهتری در مقایسه با سایر روشها به دست آورده است. برای مشخص نمودن میزان تأثیر پارامترهای ورودی بر خروجی مدل شبکه عصبی، تحلیل حساسیت انجام شده است که بر این اساس متغیرهای بارسنگ و فاصلهداری چال به ترتیب بیشترین تأثیر و ارتفاع پله، کمترین تأثیر را در خردایش ناشی از انفجار در معدن موردمطالعه داشته است. در مرحله آخر، الگوی بهینه با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری کرم شبتاب محاسبه گردید که بر اساس آن بارسنگ از 2.5 متر به 1.8 متر، فاصلهداری چالها از3.0 متر به 2.25 و ارتفاع پله از 6 متر به 5.4 متر کاهش یافت. بدین ترتیب مقدار D50 با کاهش 59 تا 88 درصد بهینهسازی شد.https://www.irsrmjournal.ir/article_218061_cf8f99b1f84a5ce73030c54bde5757d2.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Investigating the Effect of Using Steel Fibers on the Strength Parameters of Concreteبررسی تأثیر استفاده از الیاف فولادی بر پارامترهای مقاومتی بتن577221810310.22034/IRSRM.2024.336001.1777FAسیف الدینرضاییدانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران.فریدونخسرویدانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایرانیاسرعلیلو کسجینیدانشگاه صنعتی سهند تبریزجعفرخانیدانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین علیه السلام، تهران، ایران.Journal Article20240104Nowadays, concrete structures are subjected to various stresses depending on their applications. These structures typically exhibit high compressive strength but perform poorly under tensile and flexural stresses. To enhance the resistance of concrete against tensile and flexural forces, reinforcement is necessary. This study investigates the properties of steel fiber-reinforced concrete. Due to the nature of this research, which was conducted for a national defense project, certain limitations were encountered in material selection. In this study, 16 mix designs were prepared with cement contents ranging from 200 to 350 kg/m³ (cement content) and fiber volumes between 0.5% and 1.5%. After 28 days of curing under standard conditions, mechanical properties of the fiber-reinforced concrete, including compressive strength, tensile strength, and flexural strength, were evaluated. The results indicate that the increase in compressive and tensile strengths of concrete is dependent on the cement content and the percentage of steel fibers used, respectively. The addition of steel fibers to concrete enhances its compressive strength; however, this increase is influenced by the cement content. For instance, in low-cement-content mixes, an increase in fiber volume may even have a negative effect on compressive strength. In mixes with a cement content of 350 kg/m³, the addition of 0.5% fibers resulted in a 10–20% increase in compressive strength. The use of steel fibers significantly improves the splitting tensile strength of concrete. The extent of this improvement depends on the fiber volume, with higher fiber volumes leading to more substantial increases in tensile strength. For example, the tensile strength increased by up to 54% when 1.5% fibers were used. The addition of steel fibers delays the formation of the first crack in the concrete section, thereby enhancing flexural strength. The increase in flexural strength is directly related to the fiber volume, with higher fiber volumes leading to greater flexural strength. However, the rate of increase in flexural strength diminishes beyond 0.5% fiber volume in mixes with a cement content of 350 kg/m³. Furthermore, as the fiber volume increases, the concrete demonstrates greater ductility, improved energy absorption capacity, and a slower rate of compressive strength degradation.امروزه سازههای بتنی با توجه به کاربردشان تحت تنشهای مختلفی قرار میگیرند. این سازهها اغلب در برابر تنش فشاری، مقاومت بالایی دارند اما در مقابل کشش و خمش عملکرد ضعیفی دارند. برای تقویت بتن در برابر نیروهای کششی و خمشی نیاز است سازهها تسلیح شوند. در این مطالعه خصوصیات بتن مسلح با الیاف فولادی بررسی شده است. 16 طرح اختلاط برای میزان سیمان 200 تا 350 کیلوگرم بر مترمکعب بتن (عیار سیمان) و با الیاف بین 0.5 تا 1.5درصد حجمی تهیه شدند. پس از ۲۸ روز عملآوری نمونهها در شرایط استاندارد، آزمایشهای تعیین خصوصیات مکانیکی بتن الیافی شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت خمشی انجام شدند. نتایج نشان میدهد که افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن به ترتیب وابسته به عیار سیمان و درصد الیاف فولادی استفاده شده است. در عیار سیمان 350، 0.5درصد الیاف باعث افزایش 10 تا 20 درصدی مقاومت فشاری می-شود. اما میزان افزایش مقاومت کششی تا 54% در صورت استفاده از 1.5 درصد الیاف حاصل میشود. افزایش مقاومت خمشی با درصد مصرفی الیاف ارتباط مستقیم دارد و هرچه میزان الیاف در نمونه بتنی افزایش یابد، مقاومت خمشی هم بیشتر شده اما آهنگ رشد این افزایش بعد از 0.5 درصد الیاف در عیار سیمان 350 کاهشی میشود. الیاف فولادی مانع از گسترش ترکها میشوند و از تشکیل ترکهای عمیق جلوگیری میکنند. از طرفی با افزایش مقدار درصدی الیاف، بتن رفتار نرمشوندگی از خود نشان میدهد و جذب انرژی فشاری بتن افزایش مییابد و آهنگ کاهش مقاومت فشاری کندتر میشود.https://www.irsrmjournal.ir/article_218103_5426e641c16d0fcc08b1eef424f16402.pdfانجمن مکانیک سنگ ایراننشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ2588-74327420240319Slope stability analysis using a distinct element method considering the effects of fluid flow in open pit minesتحلیل پایداری شیب با استفاده از روش المان مجزا با در نظر گرفتن اثرات جریان سیال در معادن روباز738821743210.22034/irsrm.2024.466658.0411FAمحمدشکاری نژاددانشکده مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سیرجان، سیرجان، ایران.محمدفاتحی مرجیدانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایرانمنوچهرصانعیدانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران0000-0003-0869-1988Journal Article20240204The groundwater and subsurface flows may cause instability in the open pit mines. The water in pores leads to applying pressure to the rocks, decreasing the effective stress and reducing the shear strength of rock slopes. It means that water pressure causes instability in the benches of open pits. In the present study, we used the versatile and sophisticated distinct element method to investigate the water flow influence on the stability of the pit wall of one of the Golgohar mines, in Kerman, Iran. Numerical results showed that the smaller the distance of the water level from the crest of the first bench of the mine, i.e. the ground level, the higher the amount of flow in the discontinuities. Also, the results showed that the slope's overall safety factor increases with the water level reduction, that is, drainage. For a water level with a height of 57 meters compared to the ground level (the crest of the first bench), the safety factor is estimated to be 0.78. The same issue for a water level with a height of 150 meters shows a safety factor of 1.1, which its safety factor has increased compared to the previous case. The safety factor obtained from the numerical method compared with the results obtained from the Janbu and Bishop analytical methods confirms the validity of the modeling. In addition, the failures in benches indicated, there are planar sliding and toppling occurrences in this mine slope. For this case, it is proposed to decrease the water table level to reach a stable state in this mine.جریان آب زیرزمینی و زیرسطحی ممکن است باعث ناپایداری در معادن روباز شود. آب موجود در منافذ منجر به اعمال فشار به سنگ ها، کاهش تنش موثر و کاهش مقاومت برشی شیب سنگ ها می شود. یعنی فشار آب باعث ناپایداری در نیمکت های روباز می شود. در پژوهش حاضر، ما از روش عناصر متمایز همه کاره و پیچیده برای بررسی تأثیر جریان آب بر پایداری دیواره گودال یکی از معادن گل گهر کرمان، ایران استفاده کردیم. نتایج عددی نشان داد که هر چه فاصله سطح آب از تاج نیمکت اول معدن یعنی سطح زمین کمتر باشد میزان جریان در ناپیوستگی ها بیشتر می شود. همچنین نتایج نشان داد که ضریب ایمنی کلی شیب با کاهش سطح آب یعنی زهکشی افزایش می یابد. برای سطح آب با ارتفاع 57 متر نسبت به سطح زمین (تاج نیمکت اول) ضریب ایمنی 0.78 برآورد می شود. همین موضوع برای سطح آب با ارتفاع 150 متر ضریب ایمنی 1.1 را نشان می دهد که ضریب ایمنی آن نسبت به مورد قبلی افزایش یافته است. ضریب ایمنی بهدستآمده از روش عددی در مقایسه با نتایج بهدستآمده از روشهای تحلیلی Janbu و Bishop اعتبار مدلسازی را تأیید میکند. علاوه بر این، خرابیهای نیمکتها حاکی از وقوع لغزش و واژگونی مسطح در این شیب معدن است. برای این مورد پیشنهاد می شود سطح سطح ایستابی را کاهش داده تا به حالت پایدار در این معدن برسد.https://www.irsrmjournal.ir/article_217432_09008bfb51767c26d629f9fabe027149.pdf