به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « discrete fracture network » در نشریات گروه « مهندسی معدن »

تکرار جستجوی کلیدواژه «discrete fracture network» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مهین اعتمادی فر، غلامرضا شعاعی*، مرتضی جوادی اصطهباناتی، ارش هاشم نژاد

    توده سنگ، متشکل از سنگ بکر و ناپیوستگی هایی مانند شکستگی ها می باشد که این شکستگی ها تاثیر به سزایی بر خصوصیات مکانیکی و هیدرولیکی آن دارند. از جمله در تحلیل های حساس مانند شبیه سازی پایداری تونل، عدم قطعیت در ساخت شبکه شکستگی می تواند نتایج شبیه سازی را کاملا تحت تاثیر قرار دهد. از این رو تعیین دقیق پارامترهای درزهداری سنگ مانند جهت داری و طول اثر بسیار حائز اهمیت است. استفاده از شبکه شکستگی مجزا یکی از روش های متدوال به منظور شبیه سازی سنگ درزه دار میباشد. از آنجاکه ساخت شبکه شکستگی با استفاده از توابع توزیع آماری صورت میگیرد، همواره عدم قطعیت در ساخت شبکه شکستگی یکی از چالش های بزرگ مهندسین بوده است و مخصوصا ارزیابی دقیقی از تاثیر استفاده از توابع آماری بر تولید پارامترهای درزه داری ارائه نشده است. در این مطالعه به وسیله یک کد توسعه داده شده در متلب و همچنین نرم افزار 3DEC شبکه شکستگی تونل امام زاده هاشم ساخته شده است و به بررسی تاثیر توابع توزیع آماری از جمله نرمال، توانی و نمایی منفی بر عدم قطعیت در ساخت شبکه شکستگی پرداخته شده است. نتایج حاکی از این است که توزیع نمایی منفی می تواند موجب خطا نسبتا زیادی در ساخت شبکه شکستگی شود مخصوصا هنگامی که از این توزیع برای تولید جهت شیب استفاده می شود. همچنین نتایج مطالعه پارامتریک نشان داد که استفاده از توابع توزیع آماری که واریانس داده ها در تابع توزیع احتمال آن ها در نظر گرفته شده می تواند موجب افزایش دقت در تولید پارامترهای شکستگی مانند شیب، جهت شیب و طول اثر و باعت کاهش عدم قطعیت در تولید شبکه شکستگی شود.

    کلید واژگان: شبکه شکستگی مجزا, عدم قطعیت, 3DEC, توزیع آماری}
    Mahin Etemadifar, Gholamreza Shoaei *, Morteza Javadi, Arash Hashemnejad

    Rock mass consists of intact rocks and discontinuities such as fractures, which have a significant impact on the mechanical and hydraulic properties of the rock mass. For example, in sensitive analyzes such as tunnel stability simulation. Therefore, it is very important to determine the exact parameters of stone jointing, such as orientation and length. Using Discrete Fracture Network is one of the common methods to simulate jointed rock. Since the construction of the fracture network is done using statistical distribution functions, the uncertainty in the construction of the fracture network has always been one of the great challenges of engineers. In this study, the fracture network of of Emamzadeh Hashem tunnel was constructed by a code developed in MATLAB and 3DEC software, and the influence of statistical distribution functions on the uncertainty in the construction of the fracture network was investigated. The results indicate that a negative exponential distribution can lead to relatively large errors in constructing the fracture network, especially when used to generate the fracture dip direction.. Also, the results of the parametric study showed that the use of statistical distribution functions that have the variance of the data in their PDF (Probability Distribution Function) can increase the accuracy in the production of fracture parameters such as slope, slope direction and effect length, and To reduce the uncertainty in the production of the fracture network.

    Keywords: Discrete Fracture Network, Uncertainty Analysis, 3DEC, Statistical Distribution Functions}
  • M. Ghaedi Ghalini, M. Bahaaddini *, M. Amiri Hossaini

    Estimation of the in-situ block size is known as a key parameter in the characterization of the mechanical properties of rock masses. As the in-situ block size cannot be measured directly, several simplified methods have been developed, where the intrinsic variability of the geometrical features of discontinuities are commonly neglected. This work aims to estimate the in-situ block size distribution (IBSD) using the combined photogrammetry and discrete fracture network (DFN) approaches. To this end, four blasting benches in the Golgohar iron mine No. 1, Sirjan, Iran, are considered as the case studies of this research work. The slope faces are surveyed using the photogrammetry method. Then 3D images are prepared from the generated digital terrain models, and the geometrical characteristics of discontinuities are surveyed. The measured geometrical parameters are statistically analysed, and the joint intensity, the statistical distribution of the orientation, and the fracture trace length are determined. The DFN models are generated, and IBSD for each slope face is determined using the multi-dimensional spacing method. In order to evaluate the validity of the generated DFN models, the geological strength index (GSI) as well as the stereographic distribution of discontinuities in the DFN models are compared against the field measurements. A good agreement has been found between the results of the DFN models and the filed measurements. The results of this work show that the combined photogrammetry and DFN techniques provide a robust, safe, and time-efficient methodology for the estimation of IBSD.

    Keywords: Jointed rock mass, In-situ block size, Photogrammetry, Discrete Fracture Network, Golgohar iron mine}
  • علی شیدائی، محمد شریفی*
    تفسیر داده های فشار مخازن شکافدار طبیعی به خصوص در ایران اهمیت ویژه ای دارد. مهم ترین تیوری برای تفسیر داده های فشار مخازن شکافدار، تیوری تخلخل دو گانه است که توسط وارن و روت ارایه شد. مطالعات اخیر نشان داده است که این تیوری به دلیل فرضیات محدودکننده ای که دارد، برای همه ی مخازن شکافدار کاربرد ندارد. در این مطالعه با رویکرد شبیه سازی عددی، بدون در نظر گرفتن معادلات تحلیلی و نیمه تحلیلی و فرضیات آنها به بررسی رفتار فشارگذرای مخازن شکافدار پرداخته شد. بدین منظور، مجموعه ای از مدل ها شامل شبکه شکاف پیوسته و ناپیوسته در نرم افزار اکلیپس شبیه سازی شد. شکل معروف چاه آزمایی وارن و روت در همه شبیه سازی ها مشاهده شد با این تفاوت که برای حالت چاه حفر شده در ماتریکس مشخص و واضح و برای حالت چاه متقاطع با شکاف قابل صرفنظر کردن بود، زیرا این حالت برای چاه متقاطع با شکاف به سرعت اتفاق افتاده و عملا ثبت چنین رخدادی در واقعیت امکان ندارد.  نتایج شبیه سازی برای حالت چاه متقاطع با شکاف، رژیم جریانی خطی دو گانه (شیب یک چهارم) را نشان داد که مدت زمان این رژیم جریانی با گسسته شدن شبکه شکاف افزایش پیدا کرد. این رژیم جریانی در دو حالت به رژیم جریان خطی (شیب یک دوم) تبدیل شد: 1- افزایش تراوایی شکاف ها در شبکه شکاف پیوسته 2- شکاف های کوچک ناپیوسته. نتایج آنالیز حساسیت بر روی مکان چاه در حالت چاه حفر شده در ماتریکس نشان داد که با نزدیک شدن چاه به شبکه شکاف، زمان ظهور دوره گذار کاهش و عمق آن افزایش پیدا می کند. همچنین در حالت چاه حفر شده در ماتریکس، کاهش تراوایی شکاف ها در شبکه شکاف پیوسته و نیز گسسته شدن شبکه شکاف موجب کاهش عمق دوره گذار شد ولی در زمان ظهور این دوره تاثیری نداشت.
    کلید واژگان: مخازن شکافدار طبیعی, شبکهشکاف گسسته, فشارگذرا}
    A. Sheidaie, M. Sharifi *
    The interpretation of the pressure data of naturally fractured reservoirs (NFRs) has particular significance. The most famous theory for analyzing the pressure data of NFRs is the dual-porosity model presented by Warren and Root. Recent studies have shown that the dual-porosity model may not be appropriate for interpreting well test from all NFRs because this model has limits. In this study, the pressure transient response of naturally fractured reservoirs was investigated by using numerical simulation without considering analytical and semi-analytical methods. To this end, a set of models including connected and disconnected fracture networks was simulated in the numerical simulator. The Warren and Root well-testing signature was observed in all simulations but it was highly evident for a well was located in the matrix and was negligible for a well that was intersected by fractures. The results of the simulation for the well that was intersected by fractures showed the bilinear flow regime with the slope of 1/4. The period of this flow regime increased in the unconnected fracture network and changed to the linear flow regime with a slope of 1/2 in two cases: firstly, by increasing fracture permeability in the connected fracture network, secondly, in the small-unconnected fractures. Moreover, the sensitivity analysis was performed on the well location in the connected fracture network. This research showed that by decreasing the distance between well and fracture network, the transition period becomes deeper and appears earlier.
    Keywords: Naturally Fractured Reservoirs, Discrete Fracture Network, Pressure Transient}
  • هادی فتحی پور آذر، سید محمداسماعیل جلالی*، سید رحمان ترابی

    به طور کلی تمام مدل های ارایه شده برای لحاظ شبکه شکستگی ها در توده سنگ، شکستگی های بالفعل موجود در توده سنگ با مقاومت کششی صفر است. در حالی که، شبکه ای از سطوح ضعیف از جمله پل های سنگی، رگچه ها، سطوح تورق و غیره گزینه های اصلی برای شکست در اثر تنش های القایی ایجاد شده دارای مقاومت برشی و کششی هستند. به همراه پارامترهای هندسی شبکه سطوح ضعیف ناپیوستگی ها، طبیعت ناهمگن پارامترهای مکانیکی ناپیوستگی ها برای فهم رفتار توده سنگ بسیار حایز اهمیت است. در این مقاله، تاثیر شبکه سطوح بالقوه مذکور بر مقاومت توده سنگ با استفاده از رویکرد شبکه شکستگی بالقوه- مدل ورونویی نرم افزار اجزای مجزا مطالعه شده است. در این راستا، شبکه شکستگی بالقوه کدنویسی و تابع توزیع برای پارامترهای ژیومکانیکی شکستگی ها بالقوه نیز در نظر گرفته شده است. با این رویکرد، سطوح ضعیف و بالقوه که پتانسیل بودن به صورت شکستگی را دارند نیز در شبکه شکستگی در نظر گرفته می شوند. سپس برای مطالعه، چهار گروه شبکه شکستگی بالقوه در نظر گرفته شد. به منظور مقایسه نتایج با حالت پایه یعنی استفاده از مقدار میانگین و حالات دیگر، پنج حالت مختلف برای یک حالت انحراف استاندارد تابع توزیع ویبول در نظر گرفته و در آخر شبکه شکستگی بالقوه مدلسازی و بررسی شد. نتایج بیانگر اهمیت رویکرد پیشنهادی برای ارزیابی مناسب تر مقاومت توده سنگ با در نظر گرفتن شبکه شکستگی های بالقوه است.

    کلید واژگان: شکستگی بالقوه, تحلیل آماری, پارامتر مکانیکی شکستگی, رویکرد ورونویی, مدلسازی عددی}
    Hadi Fathipour, Seyyed MohammadEsmaeil Jalali *, Seyyed Rahman Torabi

    Summary:

    Almost all of the proposed models of Discrete Fracture Networks (DFN) embedded within rock masses are discontinuities with zero tension strength. While, potential discontinuities and weak surfaces such as rock bridges, veinlet, and schistose surfaces are a candidate for breakage under stress and have also a significant effect on rock mass strength. Simultaneously with geometrical parameters, this geomechanical heterogeneous nature of fractures is crucial for understanding rock mass behavior and characteristics. This paper focuses on the probabilistic effect of potential discontinuity properties on the rock mass strength using Potential Discrete fracture networks (PDFN)-bonded block models (BBM) framework. The cohesive crack model is used to define block contact behavior. A comparison of the results indicates the importance of the proposed model for the assessment of realistic rock mass strength instead of traditional DFN.

    Introduction

    Analysis of discrete fracture network (DFN) employing the complex nature of fracture patterns plays an important role in understanding the micro and macromechanical behavior of rock mass. Rock mass behavior analyses have traditionally been undertaken for discontinuity with zero tension strength along DFN to calculate mechanical properties. In point of this view, such methods regardless of geometrical parameters generally assume the same possibility of failure for all fractures in the rock mass. The distribution of the DFN strength parameter in Potential DFN can result in important changes in the strength of rock mass and remains a challenge in rock engineering design. The term of PDFN is used for those fracture network with tension and shear strength. Detailed analysis of the employed PDFN which elaborately highlights the role of the distribution of input strength property of each fracture that controls the real strength of rock mass has been presented in this research.

    Methodology and Approaches:

    In the BBM-DEM, the Voronoi tessellation scheme is employed and the material is simulated as assemblies of several particles bonded together at their contact areas. In order to define contact law of BBM, a cohesive crack model (CCM) is implemented in the UDEC. The calibration process is carried out to obtain contact properties. DFN is written in c++, in which the probability distribution of cohesion, friction angle, and tension strength is considered. The sensitivities of the rock mass strength calculated using SRM e.g., UDEC-DFN to the variability of the input parameter are investigated. A discussion of results is then made base on a reference simulation performed without a distribution method. 4 different P21 are investigated.

    Results and Conclusions

    The cohesive crack model is implemented in UDEC to define contact law among generated BBM through the Voronoi tessellation technique. In order to assess the effect of the distribution of mechanical parameters in PDFN on the strength of rock mass, DFN is written and this feature is added. The results indicate the importance of the proposed model for the assessment of realistic rock mass strength in engineering applications.

    Keywords: Discrete fracture network, Stochastic Analysis, Fracture Properties, Cohesive Crack Model, Bonded Block Model, Numerical Modelling}
  • محمد کمیلیان*، امید سعیدی، مهدی رهبر

    ناپایداری چاه و هرزروی سیال حفاری در سازندهای دارای شکستگی یکی از مسایل عمده در حفاری های عمیق است. بررسی اثر حضور شکستگی ها بر مکانیزم های ناپایداری چاه و هرزروی سیال حفاری اهمیت ویژه ای در تعیین یک الگوی حفاری کارآمد دارد. در این مقاله به منظور ارزیابی پایداری چاه قایم و همچنین بررسی هرزروی سیال حفاری، شبیه سازی سه بعدی یک چاه در یکی از میدان های نفتی خلیج فارس ارایه شده است. شبیه سازی شرایط هیدرومکانیکی این چاه و پیاده سازی شکستگی های منطقه به ترتیب با استفاده از روش المان مجزا و شبکه شکستگی های مجزا انجام شده است. به منظور اعتبارسنجی مدل ارزیابی پایداری، از معیار بیشترین جابجایی مجاز، میانگین شعاع زون شکست پلاستیک و لاگ کالیپر، استفاده شده است. ارزیابی پایداری اولیه مدل نشان داد که در عمق منتسب به سازند کژدمی، چاه در یک وضعیت ناپایدار قرار دارد. به منظور بررسی مکانیزم های هیدرومکانیکی چاه در سازند دارای شکستگی، تزریق سیال حفاری با گرانروی 08/1 سانتی پوآز و نرخ 25 بشکه بر ساعت انجام شد. لغزش در امتداد شکستگی ها، جابجایی برشی و حجم سیال هرزروی به عنوان پارامترهای موردبررسی تعیین شده است. اثر نسبت تنش های برجا () بر وضعیت پایداری و هرزروی سیال حفاری در امتداد شکستگی ها برای شش سناریو متفاوت بررسی شد. با افزایش نسبت تنش های برجا و در حالت ناهمسانگرد (2 =)، جابجایی برشی و لغزش در امتداد ناپیوستگی افزایش یافت. در این حالت برای نرخ تزریق سیال حفاری 25 بشکه بر ساعت، فشار سیال در امتداد شکستگی ها کاهش پیدا می کند. بررسی پارامتری مدل برای پنج نرخ تزریق متفاوت از 5 تا 25 بشکه بر ساعت نشان داد که برای نسبت تنش های (06/1 =)، گسترش سیال در محدوده شکستگی ها بیشتر خواهد شد. همچنین شکست های کششی و جابجایی برشی در نرخ های تزریق پایین، کاهش یافت. برای نرخ تزریق 5 بشکه بر ساعت، فشار سیال در امتداد شکستگی در مقایسه با سایر نرخ های تزریق، بیشتر خواهد بود. این مسئله بر اساس کاهش جابجایی برشی در نرخ های تزریق سیال پایین تر و گسترش کمتر سیال در فضای بین شکستگی ها است.

    کلید واژگان: تنش های برجا, هرزروی سیال, پایداری چاه, روش المان مجزا, شبکه ناپیوستگی های مجزا, مدلسازی هیدرومکانیکی}
    Mohammad Komeilian *, Omid Saeidi, Mahdi Rahbar

    Wellbore instability and drilling fluid loss in fracture formation is one of the main issues in deep drilling. In order to determine an efficient drilling methodology it is necessary to investigate the effect of fracture on instability and fluid loss mechanism. In this article in order to evaluation of the vertical wellbore stability and fluid loss in fracture formation, three dimensional simulation of of a wellbore in the Persian Gulf was carried out using Discrete Fracture Network (DFN) and Distinct Element Method (DEM). Validation of the model and stability analysis of wellbore was carried out using maximum allowed movement, normalized yield zone radius criteria and caliper log data. The initial analysis of the model showed that the wellbore is in an unstable state for kakhdumi formation. In order to investigate the hydromechanical mechanism in fracture formation, drilling fluid was injected by rate of 25 BPH and viscosity of 1.08 cP to the wellbore. Slip in fractures, shear displacement and the volume of fluid loss was determined as main parameters for wellbore stability analysis. The effect of in-situ stresses ratio (σ_H/σ_h ) on instability mechanism and fluid loss was carried out based on six different scenarios for in-situ stresses ratio. By increasing in-situ stresses ratio and in an anisotropic (σ_H/σ_h =2) satat, slips and shear displacement along the discontinuity increased. In this case, for 25 BPH drilling fluid flow ratio the fluid pressure decrease along the discontinuities. The parametric study for five different fluid flow ratio showed that in (σ_H/σ_h =1.06) the fluid expansion in fracture increased. Moreover, tension failure and shear displacement decreased in low fluid flow ratio. In 5 BPH fluid flow ratio, the fluid pressure in fractures decreased compared with higher fluid flow ratio. This is because of less shear displacement and fluid expansion along fracture in lower fluid flow ratio.

    Keywords: In-situ stress, Fluid loss, Wellbore stability, Distinct element method, Discrete fracture network, Hydromechanical modeling}
  • میثم لک، محمد فاتحی مرجی *، علیرضا یاراحمدی، ابوالفضل عبدالهی پور
    M. Lak, M. Fatehi Marji *, A.R. Yarahamdi Bafghi, A. Abdollahipour
    The explosion process of explosives in a borehole applies a very high pressure on its surrounding rock media. This process can initiate and propagate rock fractures, and finally, may result in the rock fragmentation. Rock fragmentation is mainly caused by the propagation of inherent pre-existing fractures of the rock mass and also from the extension of the newly formed cracks within the intact rock due to the explosion. In this work, the process of extension of blast-induced fractures in rock masses is simulated using the discrete element method. It should be noted that, in this work, fracture propagation from both the rock mass inherent fractures and newly induced cracks are considered. The rock mass inherent fractures are generated using the discrete fracture network technique. In order to provide the possibility of fracture extension in the intact rock blocks, they are divided into secondary blocks using the Voronoi tessellation technique. When the modeling is completed, the fracture extension processes in the radial and longitudinal sections of a borehole are specified. Then a blast hole in an assumed rock slope is modeled and the effect of pre-splitting at the back of the blast hole (controlled blasting) on the fracture extension process in the blast area is investigated as an application of the proposed approach. The modeling results obtained show that the deployed procedure is capable of modeling the explosion process and different fracture propagations and fragmentation processes in the rock masses such as controlled blasting.
    Keywords: Rock Mass Explosion, Dynamic Fracturing, Crack Extension, Discrete Element Method, Discrete Fracture Network}
  • سجاد علیزاده کاکلر، فرامرز دولتی ارده جانی*
    یکی از کلید ی ترین و پرچالش ترین مسائل پیش روی فضاهای زیرزمینی از جمله تونل ها و مغارها بررسی میزان نشت آب به این فضاهاست. برآورد واقعی میزان نشت عاملی بسیار تاثیرگذار بر روند رو به جلو در یک پروژه عملیاتی می باشد. اصلی ترین عامل بر میزان نشت، هدایت هیدرولیکی می باشد. یکی از مهم ترین راه های بررسی و برآورد میزان نشت آب به فضاهای زیرزمینی آزمایشات میدانی لوژان و لوفران است، در این تحقیق با استفاده از شبکه شکستگی های مجزا سعی بر این است که بتوان عوامل موثر بر میزان تغییرات هدایت هیدرولیکی را یک به یک مورد بررسی قرار داد و در نهایت مدلی استخراج شود که به کمک آن بتوان به بهترین شکل میزان هدایت هیدرولیکی یک محیط شکسته را بدست آورد. تعداد شکستگی ها و ابعاد مدل بلوکی دو عامل بسیار مهم در سرعت مدل کردن محیط مورد نظر هستند که نهایتا نتیجه بر این شد که فیلتری در نظر گرفته شد که شکستگی های کوچکتر از 10 متر حذف شوند و همچنین ابعاد مدل بلوکی به اندازه حداقل 7 متر باشد (با این ابعاد جواب ها مستقل از اندازه بلوک شکستگی ها می شود). نهایتا جواب های بدست آمده با داده های حاصل از آزمایش لوژن صحت سنجی شدند که انطباق بالایی را از خود نشان دادند.
    کلید واژگان: شبکه شکستگی های مجزا, مغار, المان مجزا, هدایت هیدرولیکی, نیروگاه تلمبه ذخیره ای}
    Sajjad Alizadeh Kaklar, Faramarz Doulati Ardeh Jani *
    One of the most important issues about the underground spaces is to calculate the amount of water seepage into them. Realistic estimation of seepage is a very influential factor in the development of an operational project. The main cause of the seepage is hydraulic conductivity. One of the most important ways of estimating the amount of water seepage into the underground spaces is the Lugeon and Lofran field tests. These tests are performed in rocky and soil environments, respectively. In this research, the effective factors on the amount of hydraulic conductivity changes have been investigated by using a discrete fracture network (DFN). Finally, a model has been developed to help determine the hydraulic conductivity of the fractured rock mass. Since work in a discrete environment software is complex in terms of software, it is very important to obtain a simple model. The number of fractures and dimensions of the block model are two important factors in the speed of modeling. Finally, the filter was intended to remove fractures smaller than 10 meters. Also, the dimension of the block model is at least 7 meters (with these dimensions, the answers independent of the size of the fracture block). Finally, the answers were verified with the lugeon test. The result is a high adaptation between experimental data and calculated data.
    Keywords: Discrete Fracture Network, Cavern, Finite difference, hydraulic conductivity, Pumped storage}
  • Seyed Esmaeil Jalali, Mehdi Noroozi, ALI, HEYDARI
    Fluid flow in jointed rock mass with impermeable matrix is often controlled by joint properties, including aperture, orientation, spacing, persistence and etc. On the other hand, since the rock mass is made of heterogeneous and anisotropic natural materials, geometric properties of joints may have dispersed values. One of the most powerful methods for simulation of stochastic nature of geometric characteristics of joins is three dimensional stochastic discrete fracture network (DFN) modelling. The current research is conducted to develop an applicable discrete fracture network model for hydraulic analyses. Also, DFN-FRAC3D software – which was proposed earlier for mechanical analysis - is developed to construct a hydraulic DFN. For this purpose, joint aperture parameter is added to other geometric features of model including orientation, spacing, persistence and intensity. In order to develop an accurate hydraulic DFN model, correlation between the joint aperture and length is also considered, that has not been observed in most previous studies. In this study, the software is developed for detection of connected joint networks. In order to test the performance of the provided simulator, a 3D hydraulic model for fracture network of rock mass in Mazino region is presented.
    Keywords: Discrete fracture network, Hydraulic analyses, Jointed rock mass}
  • M. Noroozi *, R. Rafiee, M. Najafi
    Various structural discontinuities, which form a discrete fracture network, play a significant role in the failure conditions and stability of the rock masses around underground excavations. Several continuum numerical methods have been used to study the stability of underground excavations in jointed rock masses but only few of them can take into account the influence of the pre-existing natural fractures. In this work, the pre-existing fractures are explicitly modeled as a Discrete Fracture Network (DFN) model, which is fully coupled with the FEM modeling for stability analysis of support systems in a diversion tunnel at the Rudbar Lorestan dam site. Hence, at first, using the surveyed data in the diversion tunnel and an estimation of the suitable probability distribution function on geometric characteristics of the existing joint sets in this region, the 3D DFN model was simulated using the stochastic discrete fracture networks generator program, DFN-FRAC3D. In the second step, a coupled 2D Finite Element Method and the prepared stochastic model were used for analysis of existent (based on technical reports) recommended support systems. The objective here is to grasp the role of the fracture networks on the results of the tunnel stability analysis using FEM modeling and also to compare the results with those obtained through stability analysis without considering the effect of fractures.
    Keywords: Tunnel Stability Analysis, Finite Element Method, Discrete Fracture Network}
  • Alireza Baghbanan, Sadegh Kefayati, Masoud Torkan, Hamid Hashemolhosseini, Roohollah Narimani
    Due to existence of uncertainties in input geometrical properties of fractures, there is not any unique solution for assessing the stability of slopes in jointed rock masses. Therefore, the necessity of applying probabilistic analysis in these cases is inevitable. In this study a probabilistic analysis procedure together with relevant algorithms are developed using Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) approach. In the right abutment of Karun 4 dam and downstream of the dam body, five joint sets and one major joint have been identified. According to the geometrical properties of fractures in Karun river valley, instability situations are probable in this abutment. In order to evaluate the stability of the rock slope, different combinations of joint set geometrical parameters are selected, and a series of numerical DEM simulations are performed on generated and validated DFN models in DFN-DEM approach to measure minimum required support patterns in dry and saturated conditions. Results indicate that the distribution of required bolt length is well fitted with a lognormal distribution in both circumstances. In dry conditions, the calculated mean value is 1125.3 m, and more than 80 percent of models need only 1614.99 m of bolts which is a bolt pattern with 2 m spacing and 12 m length. However, as for the slopes with saturated condition, the calculated mean value is 1821.8 m, and more than 80 percent of models need only 2653.49 m of bolts which is equivalent to a bolt pattern with 15 m length and 1.5 m spacing. Comparison between obtained results with numerical and empirical method show that investigation of a slope stability with different DFN realizations which conducted in different block patterns is more efficient than the empirical methods.
    Keywords: Rock Slope, Discrete fracture network, Probabilistic analysis, Discrete Element Method, Monte Carlo simulation}
  • میثم لک *، علیرضا باغبانان، حمید هاشم الحسینی
    بارگذاری دینامیکی پدیده ای است که ممکن است در طبیعت به توده سنگ اعمال شده و حتی باعث تغییر در برخی ویژگی های ژئومکانیکی آن شود. نفوذپذیری یکی از خواص مهم و حیاتی توده سنگ در پروژه های معدنی و عمرانی است که ممکن است تحت تاثیر بارگذاری های دینامیکی مذکور، دچار تغییر شود. از طرفی طبیعت توده سنگ شامل شبکه ی شکستگی های مجزا است که می توان آن را با رویکرد تلفیقی شبکه ی درزه ی منفصل و روش المان مجزا (DFN-DEM) و نرم افزار UDEC مدل کرد. ازاین رو در این مطالعه، مدلسازی هیدرومکانیکی عددی تحت شرایط استاتیکی و دینامیکی به منظور مشخص کردن تاثیر بارگذاری دینامیکی بر نفوذپذیری انجام گرفته است. پس از بارگذاری های مذکور، جریان سیال در مدل ها شبیه سازی شده و مولفه های نفوذپذیری محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که بر خلاف نظرات منعکس شده در مطالعات قبلی، بارگذاری دینامیکی قابلیت انتقال درزه ها را تغییر داده و به تبع آن نفوذپذیری توده سنگ درزه دار را تحت تاثیر قرار می دهد. با وجود سختی نسبتا بالای درزه ها در این مطالعه، نفوذپذیری محاسبه شده در شرایط بارگذاری دینامیکی به میزان 26% بیشتر از بارگذاری استاتیکی است. علت عمده ی این مسئله جابه جایی پی درپی بلوک ها طی بارگذاری دینامیکی و تا حدود اندکی تغییر در نحوه ی قرارگیری آنها نسبت به حالت قبل از عبور موج است.
    کلید واژگان: زلزله, تحلیل دینامیکی, شبکه ی درزه ی مجزا, نفوذپذیری, UDEC}
    Meysam Lak*, Alireza Baghbanan, Hamid Hashemolhoseini
    Summary:This study has been performed with the aim of investigation of dynamic loading effect on permeability of rock mass. The method is 2D numerical modeling that because of discontinuous nature of rock mass and also existence of fracture networks in it, the modeling has been carried out by Discrete Fracture Network-Discrete Element Method (DFN-DEM) conflation approach. Results show that dynamic loading changed the transmissivity of fractures and consequently increased the permeability of fractured rock mass.
    Introduction
    Dynamic loading is a phenomenon that may be applied to rock mass in nature and even leads to changes in some of its geo-mechanical properties such as permeability. The variation in the amount of fluid flow from which the predicted value in a sensitive project such as underground power stations, hydrocarbon fluid flow in its reservoirs and repositories of buried of nuclear waste can cause damages and demolitions. Hence, investigation of dynamic loading effects on the permeability of rock mass is important. In previous studies, some research has been accomplished in the field of rock mass hydromechanics and interaction between static stress and fluid flow in rock mass. However, the lack of evaluation of stress form (static or dynamic) on permeability of rock mass has been felt.
    Methodology and Approaches: In this study hydro-mechanical numerical modeling has been carried out under static and dynamic stress conditions. All of geometrical and mechanical properties of the models have been for Sellafield site in Cambria, England. As previously mentioned, modeling has been performed by DFN-DEM conflation approach using UDEC. In order to realize results of the method, data from a real earthquake have been utilized as a dynamic boundary conditions. Modeling in this study has been conducted in two groups. Group 1 contains models which have been placed under fluid flow without dynamic loading (in static conditions). In the group 2, the same models have been put under dynamic loading and then under fluid flow conditions.
    Results and
    Conclusions
    The results show that in contrary with the previous consideration, at least dynamic loading changes the transmissivity of fractures and therefore violates the permeability of fractured rock masses. Despite the fact that in our case study, fracture stiffness is relatively high, calculated permeability of rock mass is greater by 26% at dynamic loading compared with the static loading condition. The major reason is that dynamic loading has caused successive moving the blocks and possible changes in their positions relative to the previous state.
    Keywords: Earthquake, Dynamic analysis, Discrete Fracture Network, Permeability, UDEC}
  • عنایت الله امامی میبدی، سید محمداسماعیل جلالی، علیرضا یاراحمدی بافقی
    یکی از مولفه های اساسی به منظور ارزیابی قابلیت تخریب پذیری توده سنگ در روش های استخراج تخریبی، برآورد خردشوندگی برجا در مراحل پیشامکان سنجی است. برآورد ضعیف این مولفه می تواند اثر بسیار نامطلوبی را بر فرآیند تخریب داشته باشد. در سال های اخیر ناپیوستگی ها به عنوان عامل اصلی خردشوندگی برجا با استفاده از روش های جدید امکان شبیه سازی دقیق تری یافته اند. گسترش و ابعاد ناپیوستگی ها به عنوان یکی از پارامترهای هندسی در سیستم های شبیه سازی نامحدود مورد توجه قرار نمی گیرد در صورتی که تاثیر زیادی بر میزان تخریب پذیری کانسار در روش های استخراج تخریبی، به ویژه روش تخریب توده ای دارد. در آخرین روش های مدل سازی هندسی به نام شبکه ناپیوستگی های گسسته (DFN) ناپیوستگی ها به صورت ناپایا در نظر گرفته می شود که این امر از افزایش چگالی درزه داری جلوگیری کرده و با واقعیت تطابق بیشتری دارد. در این تحقیق با توجه به قابلیت های خوب محاسباتی و نمایه های بصری از نرم افزار Mathematica برای نوشتن کد شبکه ناپیوستگی گسسته دوبعدی (DFN2D) استفاده شد. از قابلیت های کد نوشته شده می توان به تولید خروجی رقومی، نمایه های بصری، در نظر گرفتن تسلسل درزه داری، ساخت مدل درزه های پایا و ناپایا، تعیین بلوک های کامل حاصل از برخورد درزه ها با محاسبه مساحت آن ها، ایجاد خروجی مناسب برای استفاده در نرم افزارهای تحلیل عددی UDEC و PFC2Dو خروجی آماری هریک از مشخصه های هندسی مدل اشاره کرد. با استفاده از برداشتهای انجام شده از ترانشه های موجود در یک معدن مس و برآورد بهترین توابع توزیع احتمالاتی ویژگی های هندسی دستهدرزه های موجود در این منطقه، مدل هندسی شبکه درزه ها تهیه شد. خروجی های حاصل از مدل از جمله چگالی و شدت درزهداری با واقعیت موجود تطابق بسیار خوبی را نشان داد. میزان خردشوندگی برجای حاصل از درزه های ناپایا و همچنین نسبت سطح بلوکی شده به سطح کل مدل محاسبه شد.
    کلید واژگان: مدلسازی هندسی, درزه های ناپایا, شبکه ناپیوستگی گسسته, خردشوندگی برجا, روش های استخراج تخریبی}
    Emami Meybodi, S.M.A. Galali, A. Yarahmadi Bafghi
    One of the most critical factors for estimation of cavability in prefeasibility stage in caving extraction methods is evaluation of In situ fragmentation. Poor estimation of this variable can lead to production and processing problems, or in the worst scenario, failure of the project. In recent years with help of new stochastic discontinuity geometrical modeling, joints those are the main factor for in situ fragmentation, modeled more in tune with reality. Often in nature, discontinuity persistence especially in joints is not infinite. This has a great impact on the cavability of ore bodies. In a new recent stochastic geometrical modeling that is named discrete fracture network (DFN), discontinuities modeled finite that is more in tune with reality. Mathematica Software is selected for writing 2dimensional discrete fracture network code (DFN2D), because of its good graphics and calculations abilities. This code (DFN2D) has good different abilities like producing of numerical and graphical outputs, making finite and infinite joints models, defining of complete blocks with computation of their areas from joints intersections, consideration of joints hierarchies, production of suitable outputs for numerical codes like UDEC & PFC2D and statistics outputs of any model geometrical parameters. With processing of information from joint study in a copper mine and fitness of well probability density functions for any geometrical parameters of joint sets, 2D geometrical modeling with DFN2D was made. Statistics outputs from model and joint intensity and density had a good fitness with reality (input data). In situ fragmentation computed from area of complete blocks also rate of blocky area is defined.
    Keywords: Geometrical Modeling, Infinite Joints, Discrete Fracture Network, In-Situ Fragmentation, Caving Extraction Methods}
  • محمدرضا اکبری فروز، علیرضا باغبانان، حمید هاشم الحسینی، علی احمدی عامله
    هدف این مقاله ارزیابی اثرات محلول اسیدسولفوریک مورد استفاده در اسیدشویی فلز مس بر رفتار هیدرومکانیکی توده سنگ واقع در زیر تاسیسات انباشته اسیدشویی و درک بهتر فرآیندهای توامان مرتبط با این پدیده است. فرآیند اسیدشویی به عنوان یک روش امیدبخش و انقلابی در رفع مشکلات روش استخراج فلزات به کمک حرارت شناخته شده است. این روش نویدبخش کاهش قابل توجه هزینه های سرمایه گذاری است. این روش همچنین موجب کاهش آلودگی های محیط زیست می شود. یک سری آزمون آزمایشگاهی باهدف ارزیابی اثرات محلول اسیدسولفوریک با مقادیر pHمساوی 1، 3، 5 و 7 بر خصوصیات سه نوع درزه سنگ آندزیتی متعلق به شیروانی اسیدشویی معدن مس دره زار اجرا شد. ضریب زبری، سختی برشی، بازشدگی و مقاومت برشی درزه سنگ های فرسایش یافته توسط محلول های اسیدسولفوریک با غلظت های مختلف اندازه گیری شد. همچنین از نگرش شبکه درزه مجزا- المان مجزا، به منظور ارزیابی اثرات محلول اسیدشویی بر نفوذپذیری توده سنگ درزه دار استفاده شد. نتایج موید این نکته است، که با کاهش مقدار pHمحلول اسیدشویی فلز مس، ضرایب ماتریس نفوذپذیری معادل افزایش می یابند. به علاوه اثر ضریب نسبت تنش های افقی به قائم (k0) بر خصوصیات هیدرولیکی توده سنگ آندزیتی ناچیز است.
    کلید واژگان: فلزشویی, فرآیندهای توامان CHM, pH محلول, منطقه اسیدشویی, نگرش شبکه درزه منفصل, المان مجزا, تانسور نفوذپذیری, معدن مس دره زار}
    M. Akbariforouz, A. Baghbanan, H. Hashemalhosseini, A. Ahmadi Ameleh
    Evaluating the effects of sulfuric acid solution used in leaching of copper metal on hydro- mechanical behavior of rock mass، and also understanding of chemo- hydro- mechanical coupling processes related to this phenomenon are the main objectives of this research work. Biotechnology is regarded as one of the most promising and certainly the most revolutionary solution to the defects of pyrometallurgy. It holds the promise of dramatically reducing the capital cost of the projects. It also offers the opportunity to reduce the environmental pollution. A set of laboratory experiments were implemented for evaluating the influences of sulfuric acid with different pH values; 1، 3 and 5 on the properties of three types of Andesite rock joints in heap leaching site of DAREZAR copper mine. Joint roughness coefficient، joint shear stiffness، joint aperture، and shear strength of degraded rock joints in different sulfuric acid concentrations were measured. Using a Discrete Fracture Network-Distinct Element Method (DFN-DEM) approach، the effect of chemical solution on permeability of the fractured rock mass is evaluated. The numerical modeling results show that with decreasing pH value of copper metal leaching solution، the coefficients of equivalent permeability tensor increases. The effect of ratio of horizontal to vertical stresses (k0) on hydraulic properties of Andesite rock mess is also negligible.
    Keywords: Leaching, Coupled process, pH of solution, Discrete fracture network, Distinct element method, Equivalent permeability tensor, k0 coefficient}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال