فهرست مطالب

روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن - پیاپی 28 (پاییز 1400)

نشریه روش های تحلیلی و عددی مهندسی معدن
پیاپی 28 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زهرا مختاری*، عالیه سیفی صفحات 1-22

    معدن فیروزه نیشابور در یک توالی آتشفشانی - رسوبی ترشیری مربوط به زون بینالود در شمال شرق ایران واقع شده است. بر اساس مطالعات صحرایی - آزمایشگاهی، واحدهای سنگی آندزیت، تراکی آندزیت، تراکیت و پیروکلاستیک متعلق به ایوسن مهم ترین واحدهای سنگی منطقه مورد مطالعه را تشکیل می دهند. دگرسانی های سیلیسی، سریستی، آرژیلی و گوسان اغلب این سنگ ها را تحت تاثیر قرار داده است. توالی های شدیدا خردشده و دگرسان شده از واحدهای آندزیتی، تراکی آندزیت و تراکیت میزبان اصلی رگه ها، رگچه ها و دانه های باکیفیت و کمیت بالا از فیروزه هستند؛ بنابراین، شناسایی و نقشه برداری کانی های شاخص دگرسانی های گرمابی با استفاده از دورسنجی داده های ماهواره ای استر می تواند به عنوان ابزاری مقرون به صرفه و قابل استفاده برای شناسایی و پی جویی کانی زایی فیروزه در نظر گرفته شود. در این پژوهش بارزسازی زون های دگرسانی گرمابی با استفاده از تکنیک های تصاویر رنگی کاذب (RGB)، نسبت باندی (BR)، نسبت گیری باند جذب نسبی (RBD)، پالایش تطبیقی (MF) و نقشه بردار زاویه طیفی (SAM) روی تصاویر استر صورت گرفته است. بر اساس پردازش های انجام شده و مطالعات صحرایی، زون های دگرسانی گرمابی را می توان به پنج گروه تقسیم کرد: زون های سیلیسی - گوسان، سریستیک، پروپیلیتک، آرژیلیک و آرژیلیک پیشرفته. الگوریتم MF به وضوح پهنه های دگرسانی گوسان در منطقه مورد مطالعه را بارز نمود. علاوه بر این روش SAM نیز برای شناسایی زون های دگرسانی سریستیک، پروپیلیتک، آرژیلیک و آرژیلیک پیشرفته نتایج بهتری را نشان داد و ازاین رو می تواند زمین شناسان را برای یافتن اندیس های جدید از کانی زایی فیروزه در مناطق دیگر پیش از بررسی های میدانی دقیق و پرهزینه کمک کند.

    کلیدواژگان: دگرسانی گرمابی، استر، معدن فیروزه، سنجش از دور، نیشابور
  • بهزاد جعفری محمدآبادی، کورش شهریار، حسین جلالی فر*، کاوه آهنگری صفحات 23-35

    امروزه آنیزوتروپی موجود در سنگ ها به دلیل تاثیر بسزایی که بر پایداری و طول عمر سازه های مهندسی دارد، اهمیت فراوانی در کلیه مراحل طراحی سازه های مهندسی پیدا کرده است. با توجه به پیچیدگی رفتار سنگ ها در محیط های مختلف، به منظور ایجاد یک درک کامل تر از رفتار سنگ ها در مواجهه با سازه های مهندسی، انجام مطالعات جامع تری در مورد رفتار آنیزوتروپی سنگ ها مخصوصا آنیزوتروپی موجود در خواص مکانیکی و مقاومتی بسیار ضروری است. با توجه به این که تاکنون از تاثیر میکروترک ها و ناهمسانگردی در مقاومت کششی نمونه سنگ کرومیت اطلاعات زیادی در دسترس نبوده و همچنین در راستای مدل سازی عددی در نرم افزار PFC-2D و کالیبره کردن آن با نتایج عددی و اعمال شرایط مختلف و تحلیل حساسیت میکروپارامترها تحقیقات زیادی انجام نشده است، در این پژوهش با انجام سری گسترده ای از آزمون های آزمایشگاهی و مطالعات عددی شامل شبیه سازی آزمون های مقاومت فشاری تک محوره، مقاومت کششی برزیلی و مقاومت فشاری سه محوره، ناهمسانگردی خواص مکانیکی سنگ کرومیت معدن فاریاب با حداقل سختی 2 و چگالی 53/5-5/4 گرم بر سانتی متر مکعب که دارای یک سری سطوح تورق بسیار ریز بوده، با نرخ بارگذاری 100 نیوتون بر ثانیه در آزمون مقاومت فشاری تک محوره و 200 نیوتون بر ثانیه در آزمون مقاومت کششی برزیلی بررسی شده است تا در راستای طراحی بهینه سازه های سنگی در معادن کرومیت اطلاعات بیش تری در دسترس باشد. بعد از صحت سنجی، مدل سازی های عددی با استفاده از نرم افزار PFC-2D انجام شده است که یکی از پرکاربردترین نرم افزارهای مبتنی بر روش های المان مجزا محسوب می شود. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش می توان گفت در نمونه سنگ های کرومیت معدن فاریاب، بیش ترین ناهمسانگردی بین راستای X و راستاهای دیگر (Y و Z) رخ داده است؛ به طوری که راستای X کم ترین خواص مقاومتی را از خود نشان داده است. بااین حال اختلاف مقادیر خواص مقاومتی راستای X نسبت به سایر راستاها آن قدر زیاد نبوده و بنابراین نمونه های سنگی کرومیت معدن فاریاب از همسانگردی پایینی برخوردار هستند. همچنین با بررسی های انجام شده مشخص شد که فشار جانبی وارده بر این سنگ ها تاثیر بسیار زیادی در خواص مکانیکی آن ها شامل مقامت نهایی، گسترش ترک ها و کرنش های معادل آن ها دارد.

    کلیدواژگان: کرومیت فاریاب، ناهمسانگردی، المان مجزا، مقاومت فشاری، مقاومت کششی
  • میترا محمودی، عنایت الله رنجینه خجسته*، یوسف شرقی صفحات 37-50

    مدل سازی ناهمگونی رخساره های زمین شناسی نقشی مهم در شناسایی موقعیت قرارگیری رخساره ها ایفا می کند. استفاده از روش های تخمین و شبیه سازی زمین آماری مبتنی بر واریوگرام به دلیل دقت بالا و لحاظ کردن عدم قطعیت مدل ها، امروزه کاربردهای موثر و چشمگیری در مدل سازی نهشته های معدنی داشته اند. با توجه به خطی بودن تخمینگرهای مرسوم زمین آماری، مدل سازی فضایی ویژگی های رخساره ها با کاستی هایی همراه است. الگوریتم شبیه سازی شاخص پی درپی (SIS) روشی محبوب و پرکاربرد در حیطه مدل سازی رخساره ها است که بر پایه ی آنالیز ساختاری متغیر شاخص و مبتنی بر برآورد تابع توزیع احتمال محلی با کمک کریجینگ شاخص اجرا می شود. این روش نیز زمانی که حجم داده های اولیه پایین است عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهد. روش زنجیره مارکوف تعمیم یافته (GCMC) یکی از مناسب ترین روش های زنجیره مارکوف در شبیه سازی متغیرهای گسسته در نهشته های رسوبی است. این روش برای شبیه سازی از روابط بین کلاسی و احتمالات گذار استفاده می کند. در این تحقیق از سه روش تخمین کریجینگ شاخص، روش های شبیه سازی SIS و GCMC در مدل سازی واحدهای کربناته یک مقطع انتخابی از نهشته آهک ارشتناب بستان آباد استفاده شده است. در ادامه نتایج حاصل از هر سه روش باهم مقایسه شده و میزان بازتولید مقادیر نسبت حجمی و واریوگرام ها مورد بحث قرار گرفت. درروش کریجینگ شاخص روند عمومی قرارگیری کلاس ها به خوبی تولید شده، اما هموارشدگی به صورت واضح در مقطع دیده می شود. در نتایج GCMC نحوه تولید الگوها نسبت به دو روش دیگر انطباق بهتری با واقعیت زمین شناسی منطقه دارد. این تحقیق نشان می دهد که روش SIS در تولید الگوها عملکرد ضعیف تری نسبت به GCMC داشته و الگوهای تولیدی متفاوت از وضعیت واقعی لایه بندی بوده و پراکندگی بیشتری از خود نشان می دهند. با توجه به نتایج منطقی و پیاده سازی آسان، روش GCMC ابزاری مناسب جهت پیش بینی اولیه و مدل سازی کلاس ها در محیط های رسوبی است.

    کلیدواژگان: زمین آمار، متغیر گسسته، شبیه سازی شاخص پی درپی، زنجیره مارکوف جفت شده تعمیم یافته (GCMC)، احتمالات گذار
  • آراد کیانی، محمدحسین صابری*، بهمن زارع نژاد، الهام اسدی مهماندوستی، نسیم رحمانی صفحات 51-69

    سازند سروک در کرتاسه میانی به سن آلبین - تورونین با ترکیب سنگ شناسی غالب سنگ آهک و آهک دولومیتی یکی از مهم ترین مخازن نفتی در جنوب غربی ایران به شمار می رود. در این مطالعه به منظور ارزیابی کیفیت مخزنی بخش بالایی سازند سروک در یکی از میدان های نفتی ناحیه دشت آبادان از نتایج مطالعات مقاطع نازک میکروسکوپی، داده های تخلخل-تراوایی مغزه و نمودارهای پتروفیزیکی یک چاه استفاده شده است. بر اساس مطالعات مقاطع میکروسکوپی، سازند سروک در 5 کمربند رخساره ای پهنه جزر و مدی، لاگون، پشته سدی، رمپ میانی و رمپ خارجی نهشته شده است. انحلال، شکستگی، سیمانی شدن، تراکم و دولومیتی شدن از مهم ترین فرآیندهای دیاژنزی موثر بر تغییرات کیفیت مخزنی این سازند به حساب می روند. رخساره های الکتریکی (EF) بر مبنای نمودارهای چاه پیمایی و آنالیز خوشه بندی سلسله مراتبی تعیین شده است. با استفاده از روش های پتروفیزیکی شاخص زون جریانی (FZI) و لورنز اصلاح شده بر مبنای چینه شناسی (SMLP) به ترتیب 5 و 7 واحد جریانی تعیین شد. درنهایت، مطالعات مقاطع میکروسکوپی، رخساره های الکتریکی و واحدهای جریانی هیدرولیکی در چارچوب زون بندی مخزنی به روش لورنز بررسی شده و ارتباطات آن ها مورد بررسی و تفسیر قرار گرفته است. درنتیجه، رخساره های دانه پشتیبان مربوط به کمربندهای رخساره ای پشته سدی و رمپ میانی (به سمت خشکی) و فرآیندهای دیاژنزی افزاینده کیفیت مخزنی مانند انحلال و شکستگی بهترین زون های مخزنی را تشکیل داده اند. در طرف مقابل، رخساره های گل پشتیبان کمربندهای رخساره ای رمپ میانی (به سمت دریای باز) و رمپ خارجی، پهنه جزر و مدی و لاگون و فرآیندهای دیاژنزی کاهنده مانند سیمانی شدن، تراکم و دولومیتی شدن به عنوان زون های ضعیف یا غیر مخزنی معرفی شده اند. به طورکلی رخساره های رسوبی و بعدازآن دیاژنز، مهم ترین عامل کنترل کننده گسترش زون های مخزنی در بخش بالایی سازند سروک محسوب می شوند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که زون بندی مخزنی بر اساس روش لورنز اصلاح شده بر مبنای چینه شناسی (SMLP) می تواند در تفسیر ناهمگنی های مخزنی بخش بالایی سازند سروک در مقیاس میدانی مفید باشد.

    کلیدواژگان: پتروگرافی، زون بندی مخزنی، کیفیت مخزنی، واحد های جریانی، رخساره های الکتریکی
  • صادق طهماسبی، امین ازهری*، سعید مهدوی، هاجر شرع اصفهانی صفحات 71-84

    بررسی پایداری استاتیکی و لرزه ای شیروانی های سنگی و خاکی در پروژه های عمرانی و معدنی ازنقطه نظر فنی و اقتصادی و بر اساس ملاحظات ایمنی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تاکنون مطالعات زیادی در این بخش صورت گرفته که اغلب آن به صورت استاتیکی بوده و مطالعات لرزه ای محدود نیز تنها بر روی پارامترهای منبع زلزله متمرکزشده اند و تاثیرات محلی شامل توپوگرافی و اختلاف سختی مواد کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی انحنای شیروانی های سنگی ازجمله مواردی است که بسیار محدود و تنها برای تاج شیروانی در دو بعد بررسی شده است. هدف این پژوهش بررسی اثر انحنای دیواره شیروانی در شرایط بارگذاری دینامیکی است. به این منظور تاثیر انحنای دیواره شیروانی در سه بعد با نرم افزار عددی FLAC3D مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه دو مدل پیت و پیت معکوس بیضی شکل با انحناهای بین 25 تا 250 متر به وسیله پارامترهای ژیومکانیکی معدن چغارت مدل سازی شده و تحت بار استاتیکی و بار لرزه ای متداول منطقه مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل تطابق خوبی با مطالعات استاتیکی و دینامیکی دیگر محققان دارد. نتایج به دست آمده نشان می دهد جابه جایی دینامیکی مدل های مربوط به پیت معدنی مانند مدل استاتیکی آن ها کم است، درحالی که در مدل های مربوط به پیت معکوس جابه جایی برخلاف مدل استاتیکی قابل ملاحظه می باشد. همچنین تحلیل ها نشان می دهد که در هر دو مدل با افزایش شعاع انحنا در ترازهای یکسان، میزان جابه جایی و شتاب سطحی نیز افزایش می یابد. درنهایت فاکتور تقویت شتاب (AF)، در مدل های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است که مقدار آن بسته به شعاع انحنا در مدل های پیت معکوس بیضوی بین 5/4 و 6 و پیت بیضوی بین 3/0 و 2/1 است.

    کلیدواژگان: شیروانی، شعاع انحنا، فاکتور تقویت شتاب، تحلیل دینامیکی، روش عددی
  • احمد رمضان زاده*، عابدین حجتی تواندشتی صفحات 85-100

    افزایش جمعیت و توسعه شهرها، نقش تونل به عنوان راه حلی مناسب جهت رفع نیازهای مختلف، بخصوص حمل ونقل و کاهش ترافیک سطح شهرها را برجسته تر می کند. کنترل و تخمین نشست یکی از مهم ترین چالش های حفر تونل در این مناطق است. به دلیل پیچیدگی های موجود در بررسی همه جانبه کنترل و تخمین نشست، اغلب این بررسی ها با ساده سازی های بسیاری همچون چشم پوشی از تغییرات سطح آب زیرزمینی، عدم در نظر گرفتن پدیده های توامان و... همراه بوده است که تاثیر بسیار محسوسی بر نتایج حاصل از این بررسی ها داشته است. در زمان حفر تونل، فضای ایجادشده به عنوان یک کانال زهکشی عمل می کند. آب موجود در محیط به درون فضای حفرشده وارد می شود که این امر خود موجب تغییر در شرایط هیدرولیکی منطقه می شود. این تغییر در شرایط هیدرولیکی، بر ویژگی های مکانیکی محیط نیز اثر گذاشته و درنتیجه آن، امکان بروز جابجایی های جداره تونل بیشتر می شود. در این پژوهش، با توجه به این که 60 درصد از مسیر خط هفت متروی تهران زیر سطح ایستابی و مسیر حفاری تونل غالبا از مناطقی با بافت فرسوده عبور می کند کنترل نشست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ازاین رو، با استفاده از نرم افزار FLAC3D تغییر شکل های به دست آمده در دو حالت توامان (معادلات مکانیکی و هیدرولیکی به صورت هم زمان حل می شوند) و غیر توامان (معادلات مکانیکی و هیدرولیکی به صورت ترتیبی و جداگانه حل می شوند) مدل سازی و با داده های ابزار دقیق مقایسه می شود. با توجه به نتایج، مدل سازی در حالت توامان مطابقت بالاتری را از خود نشان می دهد. همچنین تغییر شکل های اطراف فضای حفاری به شدت، به شرایط زهکشی، سطح آب زیرزمینی، وضعیت تنش های برجا منطقه و زمان وابسته است.

    کلیدواژگان: اندرکنش هیدرومکانیک، محیط متخلخل، محیط اشباع، نشست تونل، فشار منفذی، روش های عددی، FLAC3D
|
  • Zahra Mokhtari *, Aliye Seifi Pages 1-22
    Summary 

    The world-class Neyshabur turquoise mine is hosted by a Tertiary volcano-sedimentary sequence that belongs to the Binaloud zone, in northeastern Iran. Binaloud Mountain has experienced a complicated geological history and several tectono-magmatic periods as a result of its especial tectonic setting. Continuing compression in Late Alpine orogeny deformed the magmatic rocks and brought extensive alteration in this belt. Based on field-experimental studies, the lithological units of the turquoise mine area of Neyshabur can be divided into three sections: volcanic rocks, subvolcanic rocks, and different types of breccia. Andesite, trachyandesite, trachyte lavas, and pyroclastic rock units of the Eocene are among the most important in the study area. These rocks have undergone intense alteration due to the intruded of subvolcanic intrusive bodies. The extent and intensity of the alteration are significant in volcanic and intrusive rocks of this region. The main objectives of this study are to detect and mapping of hydrothermal alteration zones using ASTER data and field studies for future explorations of turquoise mineralization.

     Introduction :

    Hydrothermal alteration zones have a significant role in the prospecting of mineral deposits. The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) contains appropriate spectral and spatial resolution to detect spectral absorption features of hydrothermal alteration minerals. The highly brecciated and altered part of andesite, trachyandesite, and trachyte units is the main host of high quantity and quality veins, veinlets, and concretion of turquoise in the study area. Therefore, mapping and identification of hydrothermal alteration mineral assemblages using ASTER satellite remote sensing data can be considered as a cost-effective and applicable tool for targeting and prospecting this mineralization.  

    Methodology and Approaches :

      Image processing techniques were applied on the digital subset ASTER data covered the turquoise mine area of Neyshabur. Recognition of hydrothermally altered rocks was carried out using color composite images (RGB), ratio images (BR), relative absorption band depth (RBD), matched filtering (MF), and spectral angle mapper (SAM). The results obtained in this section were controlled by field studies.

     Results and Conclusions :

    The mentioned image processing techniques and field studies have been successfully used in the mapping of hydrothermal alteration zones in the study area. According to the outcome of ASTER image processing and field studies, hydrothermal alterations zones could be classified into five groups: silicic-gossan, serisitic, propylitic, advanced argillic, and argillic zones that silicic-gossan and advanced argillic zones forming the most and least extent in alterations zone respectively. The MF algorithm shows very clearly the gossan altered zones in the study area. Moreover, the results indicate that the SAM method is promising for identifying serisitic, propylitic, advanced argillic, and argillic zones and can assist exploration geologists to find new prospects of turquoise mineralization in the other regions before costly detailed ground investigations. The results obtained from image processing are also consistent with the results of field studies petrographic.

    Keywords: Hydrothermal alteration, ASTER, Turquoise mine, Remote Sensing, Neyshabur
  • Behzad Jafari Mohammadabadi, Kourosh Shahriar, Hossein Jalalifar *, Kaveh Ahangari Pages 23-35

    Summary:

    In this research, a series of experimental tests and numerical models, including simulation of Uniaxial Compressive Strength test (UCS), Brazilian Tensile Strength test (BTS), and Triaxial Compressive Strength test (TCS), are performed to investigate the anisotropy of rocks from Faryab Chromite Mine. Based on the results of this study, it was found that the highest anisotropy occurred between the X-direction and other directions (Y and Z). The difference in the strength properties of the X-direction compared to other directions was not so great, and the rock samples of Faryab Chromite Mine have low anisotropy also the lateral pressure on chromite rocks has a great impact on their mechanical properties.

    Introduction

    Anisotropy can be considered as one of the main behavioral characteristics of different rock masses and this behavior is mainly due to the non-uniformity and irregular geometry of rock fracture systems. Due to the different mechanical behavior of anisotropic rocks under tension or pressure in different directions, it is necessary to study the anisotropy behavior of rock masses more carefully in the designs to prevent possible accidents. The novelty of the research is that so far not much information is available on the effect of microcracks and anisotropy on the tensile strength of chromite rock samples.

    Methodology and Approaches:

    After dividing the main block into smaller parts, cores were taken from rock blocks for analysis, then in order to determine the mechanical properties of rock, several laboratory tests were performed on the cores. To evaluate the behavior of the samples in the uniaxial compressive strength test, samples with a diameter of 54 mm and a height of 115 mm are considered. the Brazilian test was also used to evaluate the tensile strength of rock samples which are cores with a diameter of 54 mm and height of 27 mm. Numerical simulation was performed by using PFC and particle size is controlled by using two parameters: minimum particle radius (Rmin=0.45) and maximum particle radius (Rmax=0.675) and has a normal size distribution.

    Results and Conclusions

    The highest ratio of anisotropic rate is related to the X and Y directions and therefore it can be inferred that the rocks have low anisotropy in the compressive state. Also, it was observed that chromite rock samples in the tensile state showed brittle behavior in all three directions and the tensile cracks were the most common cracks. In this analysis, a lateral pressure of 5 MPa was applied to the samples and it was observed that all three directions showed ductile behavior. In these tests, the expansion of shear cracks had the greatest effect on the failure of rock samples and it was observed that in the enclosed state (triaxial test) the highest anisotropy occurred in the rock samples between the X and Z directions, which is different from the unenclosed state (uniaxial test).

    Keywords: Anisotropy, Uniaxial Compressive Strength, Brazilian Tensile Strength, Triaxial Compressive Strength, Chromite, Faryab, discrete element modeling
  • Mitra Mahmoudi, Enayatollah Ranjineh Khojasteh *, Yousef Sharghi Pages 37-50
    Summary

    Geological modeling of heterogeneous facies plays an important role in the detection of stratigraphic uncertainty. In this research, three methods, Indicator kriging (IK), Sequential Indicator Simulation (SIS), and Generalized Coupled Markov Chain (GCMC) were applied to predict geological categories at unknown locations. Then the results of all three methods were compared.

    Introduction

    There are various methods for estimating and determining the spatial variation of categorical variables using geological data and exploratory wells. One of the best of these methods is geostatistical methods. As new Geostatistical methods, the GCMC algorithm, one of the Markov chain models, has been used in the earth sciences to simulate categorical variables of sedimentary deposits. This method is based on the calculation of transition probability matrixes with respect to the direction and spatial variations between classes. Due to the realistic results and easy implementation, the GCMC method is a suitable tool for the initial predicting and modeling of categorical variables in sedimentary environments.

    Methodology and Approaches:

    In this study, one of the drilling profiles in block C of the Bostanabad Areshtenab limestone deposit was selected for modeling. At this point, three carbonate units can be distinguished from the 5 exploratory boreholes dataset. To build the prediction models, after transforming the coordinates into a stratigraphic coordinates system (unfolding the strata by vertical transformation), the vertical and horizontal variability and continuity structure of the three existing classes were modeled with indicator variograms and transition probabilities. Then the mentioned geostatistical prediction techniques were applied to generate the spatial variability models.

    Results and Conclusions

    In general, this study suggested the application of three geostatistical prediction methods for constructing realistic subsurface models of the categorical variables. According to the results, the IK result represented the general occurrence trend better. However, the spatial variability structure could not be reflected sufficiently and clearly. Although, in the SIS results fine and subtle variations were reflected, the produced patterns were more scattered. As the result of this study, the GCMC method can reproduce the global statistics, spatial structural functions (transiograms), and more realistic subsurface models, especially with sparse data in sedimentary systems.

    Keywords: Geostatistics, Categorical variables, Indicator Kriging (IK), Sequential Indicator Simulation (SIS), Generalized coupled Markov Chain (GCMC)
  • Arad Kiani, MohammadHossein Saberi *, Bahman Zare Nejad, Elham Asadi Mehmandosti, Nasim Rahmani Pages 51-69

    Summary:

    In this study, results of microscopic studies on thin sections, core porosity data, and petrophysical charts along a well were used to evaluate the reservoir quality of the upper part of the Sarvak Formation in one of the oil fields in Abadan Plain. This research showed that SMLP-based zonation can be applied on a field scale as it could appropriately represent the heterogeneity of the Sarvak reservoir at a large scale.

    Introduction

    The main purpose of the study is to investigate the reservoir quality of the upper part of Sarvak Formation in an oilfield within Abadan Plain by analyzing the facies and sedimentary environment, pore system, diagenetic processes, electrofacies, and flow units. To this end, a set of microscopic thin section data, core porosity data, and well logs were employed as input data. The main advantages of the proposed methodology include its ability to predict and justify changes in reservoir quality, its contribution to reservoir modeling and reservoir zonation, and the resultant reduction of the drilling cost in the studied oilfield.

    Methodology and Approaches:

     The set of input data used in this study included 269 m of drilling cores, 694 thin sections prepared from the cores, porosity-permeability data from 548 core plug samples, and petrophysical logs including gamma, neutron, sonic, density, and resistivity reading at a key well in an oilfield within Abadan Plain, southwestern Iran. Results of petrographic studies (i.e., sedimentary texture, facies belts, diagenetic processes, and pore systems) and electrofacies were incorporated into a framework for identifying the zones introduced by SMLP, and the relationship between them was examined and interpreted.

    Results and Conclusions

    Based on the microscopic studies, it was found that the formation was composed of 5 facies belts, namely tidal flat zone, lagoon, shoal, middle ramp, and outer ramp facies were deposited. Dissolution, fracturing, cementation, compaction, and dolomitization were identified as the most important diagenetic processes affecting the reservoir quality in Sarvak Formation. Electrofacies (EF) were determined based on well charts and hierarchical clustering analysis. Using two petrophysical methods, namely, flow zone index (FZI) and stratigraphic modified Lorenz plot (SMLP), we ended up detecting 5 and 7 flow units, respectively. Finally, microscopic analysis of thin sections and investigation of electrofacies and hydraulic flow units in the framework of reservoir zonation by using the SMLP were devised to review the zonations and interpret them appropriately. As a result, the grain-supported facies related to the shoal and the middle ramp environments and the diagenetic processes enhancing the reservoir quality (e.g., dissolution and fracturing) were found to lead to the best-reservoir quality zones. On the other hand, the poor reservoir quality zones were found to be a result of the mud-supported facies of the middle and outer ramp, tidal flat, and lagoon environments, and adverse diagenetic processes such as cementation, compaction, and dolomitization. Results of this study showed that reservoir zonation using the SMLP can be of help in the interpretation of reservoir heterogeneities in the upper part of the Sarvak Formation at the field scale.

    Keywords: petrography, reservoir zonation, reservoir quality, flow units, electrofacies
  • Sadegh Tahmasbi, Amin Azhari *, Saeed Mahdavi, Hajar Share Isfahani Pages 71-84

    Summary:

    The effect of slope wall curvature in three dimensions has been investigated using the finite difference approach (FLAC3D). An elliptical pit model with curvatures between 8 and 320 meters is modeled by geomechanical parameters of Choghart mine and has been analyzed under static load and a harmonic seismic load. The results obtained from the observation of co-elevation points on a single bench and elevation points show that static and dynamic displacement increases up to 2 times by increasing the radius of curvature and the dynamic acceleration increases up to 35 percent in larger curvature radiuses. The acceleration amplification factor (AF) has also been studied at different points and altitudes, the value of which varies between 0.3 and 1.2 depending on the radius of curvature.

    Introduction

    Evaluating the static and seismic stability of rock and soil slopes in civil and mining applications has been a significant concern for geotechnicians. The limited seismic studies have focused only on the parameters of the earthquake source, while, the site effects including topography and material stiffness contrast, have received less attention. Among topographical effects, a few studies were donated to the slope curvature and were mainly on the slope crest curvature in two dimensions. This study mainly focused on the topographical effect of the slope curvature in three-dimension.

    Methodology and Approaches:

    In this research, an elliptical pit is simulated, using a 3D finite-difference code (Flac3D). The wall curvature radius (R) varies from 8 to 320 meters. The dynamic analyses were performed after verifying dynamic consideration under a harmonic seismic load representing the typical seismicity of the region, with a PGA of 0.5g and frequency of 5Hz. The displacement and acceleration of the models on one elevation and vertical direction were then monitored and plotted to observe the trend of displacement and acceleration versus curvature horizontally and vertically. Ultimately, the acceleration amplification factor variation was examined against curvature for both horizontal and vertical directions.

    Results and Conclusions

     The static simulations showed that the displacement on a constant elevation for the pit would decrease 40 percent, from the curvature radius of 8 to 320 meters. This declination is due to the confinement stress in a smaller curvature radius. According to the dynamic analysis results, by increasing curvature radius on equal elevations, the displacement and acceleration would increase due to the steeper slopes at the points with a larger curvature radius. Where the acceleration would vary in the range of 0.4g to 0.55g.The dynamic results show that the confining pressure has a greater effect on displacement than acceleration. Despite the lower acceleration at points with a smaller radius of curvature, a greater amount of displacement is recorded at these points. The main reason is the lower confinement pressure in these locations. Results depicted that the acceleration amplification factor (AF) would be a function of curvature radius, varying between 0.3 and 1.2, due to its concave geometry.

    Keywords: Slope Curvature, Amplification Factor (AF), Seismic Analysis, Numerical Analysis
  • Ahmad Ramezanzadeh *, Abedin Hojjati Tavandashti Pages 85-100

    Summary:

    Increasing population and urban development highlight the role of tunnels as a suitable solution to meet various needs, especially transportation and reducing traffic in cities. The control and estimation of settlement of ground in tunneling is one of the most important challenges. In this study, tunnel is modeled in the FLAC3D software and Deformation due to drilling operations in both coupled and uncoupled modes is investigated.  Results shows that the coupled method is in more agreement with the instrumentation data than the uncoupled method.

    Introduction

    Direct hydromechanical interactions in the Earth's crust have been known since the late 1800s. an example of studies conducted in this field is given below:Yoo et al. (2012) and (2008) using ABAQUS software examined the effect of groundwater drawdown on subsidence and displacements around the excavation. Zhou et al. (2018) and Lee et al. (2008) using FLAC3D software, the amplitude of excavation effect on deformation and pore pressure change was investigated. A review of studies shows that in most modeling have been carried out with simplifications such as not considering the drilling sequence, ignoring groundwater level and Pore pressure changes. These simplifications lead to far-fetched results.Therefore, after selecting numerical software in accordance with the problem conditions, the three-dimensional model of the case study tunnel is modeled in the FLAC3D software. Based on the results, the coupled method is in more agreement with the instrumentation data than the uncoupled method. Also, the deformation around the excavation space is heavily dependent on the drainage and the groundwater level condition, so that the displacement and expansion of the plastic zone around the excavation space, in drained mode, is more than undrained. The long-term behavior of the tunnel in both drained and undrained mode shows that the deformation caused by drained does not change over time. Furthermore, in the drained condition, the displacement increases around the excavation space with over time.

    Methodology and Approaches:

    Using FLAC3D software, the complete association between a porous deformable solid and a viscous fluid flowing through its pores can be modeled. The modeling of the study area has been done in two phases, mechanical and hydraulic. For modeling the mechanical phase, the soil is considered homogeneous and isotropic with full elastoplastic behavior and horizontal layering. The Mohr-Coulomb behavior model is used for the tunnel media, and the elastic behavioral model is used for the boring machine and lining.

    Results and Conclusions

    The most important results obtained from this study are as follows:The parameters of in situ stress conditions, groundwater level and environmental drainage conditions have a great impact on the results of numerical modeling.Comparison of the results with the instrument data shows that the amount of settlement created in the couple mode is more consistent with the instrument data.Water outflow from excavation operations reduces the pore pressure and increases the effective stress around the excavation space.
    Pore pressure changes indicate the importance of studying long-term behavior.

    Keywords: Hydromechanic couple, Porous media, saturation media, Tunnel settlement, Pore pressure, Numerical methods, FLAC3D