ORIGINAL_ARTICLE
بررسی رفتار مکانیکی و دینامیکی دو نوع سنگ رسوبی آواری در آزمون سه محوره خودکنترل با توجه به بافت و ساخت آنها
تعیین پارامترهای مکانیکی و دینامیکی سنگها در شرایط متفاوت محیط آزمایشگاهی، دستگاهی و نمونه سنگ مورد آزمون صورت میگیرد. آزمون سهمحوری یکی از آزمایشهای مفید برای بررسی رفتار مکانیکی سنگها طی بارگذاری میباشد که اگر با استفاده از دستگاههای پیشرفتهی خودکنترل انجام گیرد، پارامترهای مهمی چون مقاومت مکانیکی، مدول تغییر شکلپذیری و تغییرات سرعت عبور موج حین بارگذاری را به طور پیوسته میتوان تعیین نمود. در این تحقیق ابتدا برخی ویژگیهای فیزیکی و زمینشناسی دو نوع سنگ رسوبی آواری (ماسهسنگ و توف) مورد ارزیابی قرار میگیرد و سپس پارامترهای مکانیکی و دینامیکی آنها حین انجام آزمون سه محوره خودکنترل در شرایط مختلف فشار جانبی و محوری اعمال شده، بررسی میگردد. مقادیر پارامترهایی مانند مدول تغییرشکلپذیری، نسبت پواسون و سرعت عبور موج طولی و عرضی که معمولاً ثابت اعلام میگردد، با افزایش فشار محوری و جانبی در طول این آزمون تغییر میکند، زیرا رفتار نمونه حین آزمون از حالت الاستیک به پلاستیک تغییر پیدا میکند. بنابراین ارائه یک مقدار ثابت برای یک پارامتر نمیتواند منطقی باشد و باید شرایط تعیین آن را نیز در کنار عدد اعلام شده، مشخص نمود. نتایج آزمون سه محوری این تحقیق که به روش پلکانی ISRM انجام شده است، نشان میدهد مقادیر مقاومت، مدول تغییرشکلپذیری، نسبت پواسون و سرعت عبور موج طولی و عرضی برای نمونه ماسه سنگی بیشتر از نمونه آذرآواری میباشد که دلیل این تفاوت در ویژگیهای فیزیکی و ساخت و بافت این دو نوع سنگ است. بازهی تغییرات این پارامترها در دو نمونه سنگ مورد آزمون هم با یکدیگر متفاوت است.
https://www.jiraeg.ir/article_90877_3d695a192e515d683947b26a0b3f78e5.pdf
2019-11-22
1
20
آزمون سه محوره خودکنترل
سنگ رسوبی آواری
مقاومت مکانیکی
تغییر شکلپذیری
سرعت عبور موج
رسول
اجل لوئیان
ajalloeian@yahoo.com
1
LEAD_AUTHOR
مجتبی
حیدری
engheidari@gmail.com
2
گروه زمین شناسی دانشگاه اصفهان
AUTHOR
اکبر
قاضی فرد
ghazifard@yahoo.com
3
گروه زمین شناسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
محمود
هاشمی
mahmoud.hashemi@gmail.com
4
گروه مهندسی عمران، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
جوادیان، د.، مومیوند، ح.، حمیدزاده مقدم، ر.، 1395، ارائه روشی جدید برای برآورد مقاومت بلوکهای سنگی با استفاده از آزمون غیر مخرب امواج اولتراسونیک، نشریه زمینشناسی مهندسی، جلد دهم، 3286-3271.
1
Al-Shayea, N., 2004. Effects of testing methods and conditions on the elastic properties of limestone rock, Engineering Geology, 74: 139-156.
2
Arora, V. K., 1987, Strength and deformational behavior of jointed rocks. PhD thesis, IIT Delhi, India.
3
ASTM, 2004, Standard practices for preparing rock core specimens and determining dimensional and shape tolerances, D 4543 - 04.
4
ASTM, 2004, Standard test method for triaxial compressive strength of undrained rock Core specimens without pore pressure measurements D 2664 - 04.
5
ASTM, 2008, Standard test method for laboratory determination of pulse velocities and ultrasonic elastic constants of rock, D2845 - 08.
6
ASTM, 2014, Standard test methods for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures, D7012-14.
7
ASTM, 2001, Standard practice for using significant digits in geotechnical data, D6026 - 01.
8
Aydan, O., Rassouli, F. & Ito, T., 2011, Multi-parameter responses of Oya tuff during experiments on its time-dependent characteristics, In: Proceedings of the 45th US rock mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, CA, ARMA. pp. 11–294.
9
Aydan, O., 2017, Time-dependency in rock mechanics and rock engineering, Taylor & Francis Group, London, UK, V.2, 246 p.
10
Barton, N., 2007, Rock quality, seismic velocity, attenuation and anisotropy, Taylor & Francis Group, London, UK, 729 p.
11
Brady, B. H. G., E. T. Brown, 2006, Rock mechanics for underground mining, Third edition, Springer, Netherlands, 626 p.
12
Brotons, V., Tomás, R., Ivorra, S., Grediaga, A., 2014, Relationship between static and dynamic elastic modulus of a calcarenite heated at different temperatures: the San Julián's stone, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 73: 791-799.
13
Casper O., Fabricius I.L., Krogsboll A., Prasad M., 2004, Static and dynamic Young’s Modulus for lower Cretaceous chalk: A low frequency scenario, AAPG International Conference: October 24-27, 2004; Cancun, Mexico.
14
Ciccotii, M., Mulargia, F., 2004, Differences between static and dynamic elastic moduli of atypical seismogenic rock, Geophysical Journal International, 157: 474-477.
15
Eissa, E.A., Kazi, A., 1988, Relation between static and dynamic Young´s Moduli of rocks, International Jornal of Rock Mechanic and Mining Science, 25:479-482.
16
Feng, X. T., 2017, Rock Mechanics and Engineering, V. 2: Laboratory and field testing, Taylor & Francis group, London, UK, 631 p.
17
Franklin, J.A., E. Hoek, 1970, Developments in triaxial testing technique, Rock Mechanics, v. 2, pp. 223-228.
18
Gercek, H., 2007, Poisson's ratio values for rocks, International journal of rock mechanics and mining sciences, 44-1: 1–13.
19
Gillespie M.R., Styles M.T., 1999, Classification of igneous rocks. British geological survey research report RR 99–06. BGS rock classification scheme, vol 1.
20
Goodman, R. E., 1989, Introduction to rock mechanics, John wiley and sons, Canada, 2nd ed., 562 p.
21
Hashemi Esfahanian, M., 1999, Constitutive modelling of a schistose rock in the Himalaya, PhD thesis, Indian Institue of Technology, New Dehli, India, 226 p.
22
Heap, M.J., Faulkner, D.R., 2008, Quantifying the evolution of static elastic properties as crystalline rock approaches failure, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 45: 564–573.
23
Heap, M.J., Vicinguerra, S., Meredith, P.G., 2009, The evolution of elastic moduli with increasing crack damage during cyclic stressing of basalt from Mt. Etna volcano, Tectonophysics, 471: 153-160.
24
Hoek, E., Brown, E.T., 1980, Empirical strength criterion for rock masses, Journal of the geotechnical engineering division, ASCE, 106(GT9): 1013–1035.
25
Horsrud, P., 2001, Estimating Mechanical Properties of Shale from Empirical Correlations, Society of Petroleum Engineers, SPE, doi:10.2118/56017-pa.
26
Hudson, J.A., 1993, Comprehensive rock engineering: principles, practice, and projects, v. 3, Rock testing and site characterization, Pergamon Press Ltd, 994 p.
27
ISRM: Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression, 1978.
28
ISRM: Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression, Revised Version, 1983.
29
ISRM: The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974–2006, in: R. Ulusay, J.A. Hudson (Eds.), Commission on testing methods, International Society of Rock Mechanics, ISRM Turkish National Group, Ankara, 2007, 628 p.
30
ISRM, Upgraded ISRM suggested method for determining sound velocity by ultrasonic pulse transmission technique, Aydin, A., 2014, pp. 95-100.
31
Jaeger, j. C., N. G. W. Cook, R. W. Zimmerman, 2007, Fundamentals of Rock Mechanics, Fourth Edition, Blackwell Publishing Ltd, Oxford, UK, 476 p.
32
King, M.S., 1983, Static and dynamic elastic properties of rocks from the canadian shield, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 20: 237-241.
33
Kulhawy, F. L. 1975. Stress deformation properties of rock and rock discontinuities, Engineering geology, 9: 327-350.
34
Lacy, L., 1997, Dynamic Rock Mechanics Testing for Optimized Fracture Designs, Paper SPE 38716 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, USA, 5–8 October.
35
Lama, R.D., Vutukury, V.S., 1978, Handbook on mechanical properties of rocks, v. 2, Testing techniques and results, Trans tech publications, Clausthal, Germany, 481 p.
36
Maákowski, P., Ostrowski, A., 2017, The Methodology for the young modulus derivation for rocks and its value, Symposium of the international society for rock mechanics, Procedia engineering, 191: 134 - 141.
37
Martinez-Martinez, J., Benavente, D., Garcia-del-Cura, M.A., 2012, Comparison of the static and dynamic elastic modulus in carbonate rocks, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 71: 263-268.
38
McCann, D.M., Entwisle, D.C., 1992, Determination of Young's modulus of the rock mass from geophysical well logs, From Hurst, A., Griffiths, C. M. & Worthington, P. F. (eds), Geological applications of wireline logs II, Geological society special publication, No. 65, pp. 317--325.
39
Murrel, S.A.F., 1965, The effect of triaxial stress on the strength of rocks at atmospheric temperatures, Geophysics J., 10: 231-281.
40
Najibi, A.R., Ghafoori, M., Lashkaripour, G.R., 2015, Empirical relations between strength and static and dynamic elastic properties of Asmari and Sarvak limestones: two main oil reservoirs in Iran, Journal of Petroleum Science and Engineering, 126: 78–82.
41
Ozsan A., Akin M. 2002. Engineerimg geological assess-ment of the proposed Urus Dam, Turkey, Engineering Geology, 66: 271-281.
42
Pettijohn, F. J., Potter, P. E., and Siever, R., 1972, Sand and sandstone, Springer-Verlag, Inc., New York, p. 618.
43
Price, N. J., 1958, A Study of rock properties in conditions of triaxial stress, Conference on mechanical properties of non-metallic brittle materials, Butterworth, London, Page 106.
44
Rahn, P. H., 1996, Engineering Geology: An Environmental Approach, 2nd Edition, Prentice hall, Upper saddle river, USA, 657 p.
45
Villaseñor, A. P., 2010, Physical and mechanical characterization of altered volcanic rocks for the stability of volcanic edifices, PhD Thesis, Milan university, Italy, 134 p.
46
Wittke, W., 2014, Rock mechanics based on an anisotropic jointed rock model, Wilhelm ernst & sohn, Berlin, Germany, 875 p.
47
Xiangtao X., Runqiu H., Hua L., Qiuxiang H., 2014, Determination of poisson’s ratio of rock material by changing axial stress and unloading lateral stress test, Springer Verlag Wien, 5 p., Doi: 10.1007/s00603-014-0586-9.
48
Xu H. et al, 2016, Characterization of rock mechanical mroperties using lab tests and numerical interpretation model of well logs, Hindawi Publishing Corporation, Mathematical problems in engineering, v. 2016, 13 p.
49
Yasar E.Y., Erdogan Y., 2004, Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks, International journal of rock mechanics & mining sciences, 41: 871-875.
50
Zhang, L., 2005, Engineering properties of rocks, v. 4, Elsevier, 290 p.
51
Zhaolin, L., Lianguo, W., Yinlong, L., Wenshuai, L., Wang, K., 2018, Experimental investigation on the deformation, Strength, and acoustic emission characteristics of sandstone under true triaxial compression, Advances in materials science and engineering, 16 p.
52
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی شاخص شکنندگی S20 سنگ آهک و بررسی عوامل موثر بر آن در حالت خشک و اشباع
شکنندگی یکی از مسائل مهم در حفاری سنگ است. تاکنون روش های مختلفی برای تعیین شکنندگی سنگ معرفی شده است اما روشی برای اندازه گیری آن به عنوان استاندارد مطرح نشده است. در این مقاله، یک مطالعه تجربی برای ارائه روشی قابل اعتماد برای پیش بینی شاخص شکنندگی S20 صورت گرفته است. آزمایش تعیین شاخص شکنندگی S20 برای 35 بلوک سنگ آهک برداشت شده از نقاط مختلف ایران، در حالت خشک و اشباع انجام شد. به علاوه، خصوصیات فیزیکی (چگالی خشک، تخلخل، مقاومت الکتریکی، عدد سختی بازگشتی اشمیت و درصد جذب آب)، مکانیکی (مقاومت فشاری تک محوری و شاخص بار نقطه ای) و دینامیکی (سرعت موج برشی و تراکمی) اندازه گیری شد. در نهایت، رده بندی نمونه ها بر اساس مطالعات سنگ شناسی و کانی شناسی انجام شد و مطالعات آماری برای هر رده صورت گرفت. بر اساس نتایج، پیش بینی شاخص شکنندگی S20 بر اساس رده بندی ارائه شده از اطمینان بالایی برخوردار است. به علاوه، با بررسی شکنندگی نمونه ها در حالت خشک و اشباع مشخص شد که وجود کانی رسی مونتموریلونیت باعث افت شکنندگی و وجود ریزترک های درون دانه ای و تخلخل بالا باعث افزایش مقدار شکنندگی در حالت اشباع نسبت به خشک می شود.
https://www.jiraeg.ir/article_93635_99eea64bd81434ef9849cb238ea74f6d.pdf
2019-11-22
21
36
شاخص شکنندگی S20
حفاری سنگ
مونتموریلونیت
سنگشناسی
سنگ آهک
سجاد
صفری فرخد
sa.safari1993@gmail.com
1
گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
AUTHOR
غلامرضا
لشکری پور
lashkaripour@um.ac.ir
2
استاد/ گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
LEAD_AUTHOR
ناصر
حافظی مقدس
nhafezi@um.ac.ir
3
استاد/ گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
AUTHOR
قادرنژاد، ص.، للهگانی دزکی، سعید.، نجاتی، ح.ر.، علیپنهانی، ب.، 1397. ارائه شاخصی جدید برای ارزیابی تردی سنگ. نشریه مهندسی منابع معدنی، 3: 43-55.
1
وفائیان، م.، 1387. خواص مهندسی سنگها: تئوریها و کاربردهای اجرائی. انتشارات ارکان دانش. 61-60.
2
Altindag, R., 2002. The evaluation of rock brittleness concept on rotary blast hold drills. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 102: 61-66.
3
Altindag, R., Guney, A., 2010. Predicting the relationships between brittleness and mechanical properties (UCS, TS and SH) of rocks. Scientific Research and Essays, 5: 2107-2118.
4
Armaghani, D. J., Mohamad, E. T., Narayanasamy, M. S., Narita, N., Yagiz, S. 2017. Development of hybrid intelligent models for predicting TBM penetration rate in hard rock condition. Tunnelling and Underground Space Technology, 63: 29-43.
5
Bamford, W., 1984. Rock test indices are being successfully correlated with tunnel boring machine performance. Fifth Australian Tunnelling Conference: State of the Art in Underground Development and Construction; Preprints of Papers. Institution of Engineers, Australia, 218p.
6
Bieniawski, Z., Grandori, R., 2007. Predicting TBM excavability-part II. Tunnels and Tunnelling International.
7
Blindheim, O., Bruland, A., 1998. Boreability testing. Norwegian TBM Tunnelling, 30: 29-34.
8
Blindheim, O., Grov, E., Nilsen, B., 2002. The effect of mixed face conditions (MFC) on hard rock TBM performance. AITES-ITA Downunder 2002: 28th ITA General Assembly and World Tunnel Congress, Sydney, Australia, 2-8.
9
Bruland, A., 1999. Hard rock tunnel boring advance rate and cutter wear. Norwegian Institute of Technology (NTNU), Trondheim, Norway.
10
Coates, D., Parsons, R., 1966. Experimental criteria for classification of rock substances. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts, Elsevier, 181-189.
11
Dahl, F., Bruland, A., Jakobsen, P. D., Nilsen, B., Grov, E., 2012. Classifications of properties influencing the drillability of rocks, based on the NTNU/SINTEF test method. Tunnelling and Underground Space Technology, 28: 150-158.
12
Dunham, R. J., 1962. Classification of carbonate rocks according to depositional textures. AAPG Bulletin, 1: 80-121.
13
Embry, A. F., Klovan, J. E., 1971. A late Devonian reef tract on northeastern Banks Island, N.W.T. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, 19: 730-781.
14
Farmer, I., Glossop, N., 1980. Mechanics of disc cutter penetration. Tunnels and Tunnelling, 12: 22-25.
15
Frough, O., Khetwal, A., Rostami, J., 2019. Predicting TBM utilization factor using discrete event simulation models. Tunnelling and Underground Space Technology, 87: 91-99.
16
Gale, F., 2009. Screening criteria for shale-gas systems. Gulf Coast Assoc. Geol. Soc. Trans, 59: 779-793.
17
Genis, M., Basarir, H., Ozarslan, A., Bilir, E., Balaban, E., 2007. Engineering geological appraisal of the rock masses and preliminary support design, Dorukhan Tunnel, Zonguldak, Turkey. Engineering Geology, 92: 14-26.
18
George, E., 1995. Brittle failure of rock material-test results and constitutive models. AA Balkema/Rotterdam/Brolkfield: 123-128.
19
Hetenyi, M. I., 1966. Handbook of Experimental Stress Analysis. 15p.
20
Hucka, V., Das, B., 1974. Brittleness determination of rocks by different methods. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts, Pergamon, 389-392.
21
ISRM 1981. Rock characterization, testing and monitoring, Oxford, Pergamon press.
22
ISRM 1985. Suggested method for determining point load strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts, Elsevier, 51-60.
23
ISRM 2007. The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006. Suggested methods prepared by the commission on testing methods., Ankara, International Soc. for Rock Mechanics, Commission on Testing Methods.
24
Jarvie, D. M., Hill, R. J., Ruble, T. E., Pollastro, R. M., 2007. Unconventional shale-gas systems: The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as one model for thermogenic shale-gas assessment. AAPG Bulletin, 91: 475-499.
25
Kahraman, S., 2002. Correlation of TBM and drilling machine performances with rock brittleness. Engineering Geology, 65: 269-283.
26
Koopialipoor, M., Nikouei, S. S., Marto, A., Fahimifar, A., Armaghani, D. J., Mohamad, E. T., 2018. Predicting tunnel boring machine performance through a new model based on the group method of data handling. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 1-15.
27
Macias, F., Dahl, F., Bruland, A., Tunnelling, I., Association, U. S., 2017. Applicability of the new rock abrasivity test method (RIAT) to cutter life assessments in hard rock tunnel boring. World Tunnel Congress, 1-10.
28
Matern, N. V., Hjelmér, A., 1943. Försök med pågrus, Statens Väginstitut.
29
Morley, A., 1944. Strength of Material. Longman, Green, London.
30
Meng, F., Zhou, H., Zhang, C., Xu, R., Lu, J. 2015. Evaluation methodology of brittleness of rock based on post-peak stress–strain curves. Rock Mechanics and Rock Engineering, 48, 1787-1805.
31
Nejati, H., Moosavi, S. A., 2017. A new brittleness index for estimation of rock fracture toughness. Journal of Mining and Environment, 8: 83-91.
32
Nelson, P., Ingraffea, A., O'rourke, T., 1985. TBM performance prediction using rock fracture parameters. Intl J of Rock Mech and Mining Sci and Geomechanic Abs, 22.
33
Obert, L., Duvall, W. I., 1967. Rock mechanics and the design of structures in rock. J. Wiley.
34
OZDEMIR, L., and WANG, F. D., 1979. Mechanical tunnel boring prediction and machine design. Nasa Sti/Recon Technical Report N, 80p.
35
Protodyakonov, M., 1962. Mechanical properties and drillability of rocks. Proceedings of the Fifth Symposium on Rock Mechanics, University of Minnesota, Minneapolis, MN, 103-118.
36
Ramsay, J. G., 1967. Folding and fracturing of rocks. Mc Graw Hill Book Company, 568p.
37
Salimi, A., Faradonbeh, R. S., Monjezi, M., Moormann, C., 2018. TBM performance estimation using a classification and regression tree (CART) technique. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 77: 429-440.
38
Sumner, ME., Naidu, R., 1998. Sodic soils distribution, properties, management, and environmental consequences. Oxford University. Press, New York.
39
Woan, G. 2000. The Cambridge handbook of physics formulas, Cambridge University Press, pp. 147.
40
Yagiz, S., 2009. Assessment of brittleness using rock strength and density with punch penetration test. Tunnelling and Underground Space Technology, 24: 66-74.
41
Yarali, O., Kahraman, S., 2011. The drillability assessment of rocks using the different brittleness values. Tunnelling and Underground Space Technology, 26: 406-414.
42
Yarali, O., Soyer, E., 2011. The effect of mechanical rock properties and brittleness on drillability. Scientific Research and Essays, 6: 1077-1088.
43
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر درجه حرارت بر روی چقرمگی شکست مود اول و مود دوم ماسه سنگ لوشان
سنگها مواد طبیعی شکننده میباشند که تحت تاثیر عوامل محیطی زیادی از قبیل دما، فشار محصور کننده، رطوبت و فرسایش قرار دارند. از این بین، تاثیر درجه حرارت بر روی شکست سنگ در بیشتر زمینههای علوم مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. از جمله این موارد میتوان به تعیین مقاومت سازههای سنگی جهت انباشت ضایعات اتمی در مخازن زیرزمینی، فرآیند شکست هیدرولیکی جهت استخراج نفت و گاز از لایههای مختلف زمین و تحلیل پایداری معادن زیرزمینی اشاره کرد. در این مقاله به بررسی تاثیر درجه حرارت بر روی چقرمگی شکست مود I و مود II ماسهسنگ لوشان، پرداخته شده است. جهت این بررسی، از دیسک برزیلی با ترک چورون استفاده شده است. در این پژوهش، برای بررسی اثر درجه حرارت، نمونهها تحت درجه حرارت 20 (دمای محیط)، 60، 100 و 150 درجه سانتیگراد قرار گرفتهاند. نتایج نشان میدهد، با افزایش درجه حرارت تا 150 درجه سانتیگراد، چقرمگی شکست مود I و II ماسهسنگ افزایش یافت.
https://www.jiraeg.ir/article_93644_8b3788772c85c4805bb82ddee84e3c96.pdf
2019-11-22
37
46
درجه حرارت
ماسهسنگ
چقرمگی شکست
مود اول
مود دوم
نوید
قنبری
navid.ghanbari110@gmail.com
1
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
مهدی
حسینی
ma.hosseini@eng.ikiu.ac.ir
2
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
LEAD_AUTHOR
مرتضی
ثقفی یزدی
saghafiyazdi@gmail.com
3
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
Al-Shayea, N. A., Khan, K., Abduljauwad, S. N., 2000. Effects of confining pressure and temperature on mixed-mode (I–II) fracture toughness of a limestone rock, nternational Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 37(4): 629-643.
1
Aliha, M. R. M., and Ayatollahi, M. R., 2014. Rock fracture toughness study using cracked chevron notched Brazilian disc specimen under pure modes I and II loading–A statistical approach, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 69:17-25.
2
Chang, S. H., Lee, C. I., Jeon, S., 2002. Measurement of rock fracture toughness under modes I and II and mixed-mode conditions by using disc-type specimens, Engineering geology, 66(1-2): 79-97.
3
Feng, G., Kang, Y., Meng, T., Hu, Y. Q., Li, X. H., 2017. The influence of temperature on mode I fracture toughness and fracture characteristics of sandstone, Rock Mechanics and Rock Engineering, 50(8): 2007-2019.
4
Feng, G., Kang, Y., Chen, F., Liu, Y. W., Wang, X. C., 2018. The influence of temperatures on mixed-mode (I+ II) and mode-II fracture toughness of sandstone, Engineering Fracture Mechanics, 189: 51-63.
5
Fowell, R. J., Xu, C., Dowd, P. A., 2006. An update on the fracture toughness testing methods related to the cracked chevron-notched Brazilian disk (CCNBD) specimen, pure and applied geophysics, 163(5-6): 1047-1057.
6
Franklin, J. A., ZONGQI, S., Atkinson, B. K., Meredith, P. C., Rummel, F., Mueller, W., Nishimatsu Y, Takahahsi H, Costin LS, Ingraffea AR, Bobrov, G. F., 1988. Suggested methds for determining the fracture toughness of rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining & Geomechanics Abstracts, 25(2): 71-96.
7
Funatsu, T., Seto, M., Shimada, H., Matsui, K., Kuruppu, M., 2004. Combined effects of increasing temperature and confining pressure on the fracture toughness of clay bearing rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(6): 927-938.
8
Meredith, P. G., and Atkinson, B. K., 1985. Fracture toughness and subcritical crack growth during high-temperature tensile deformation of Westerly granite and Black gabbro, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 39(1): 33-51.
9
Meier, T., 2009. The influence of temperature on Mode II fracture toughness using the Punch-Through Shear with Confining Pressure experiment, in 71st EAGE Conference and Exhibition incorporating SPE EUROPEC 2009.
10
ORIGINAL_ARTICLE
روشی جدید برای تعیین آرایش ذرات خاک توسط پردازش تصویر دیجیتال
آرایش ذرات خاک بر روی رفتار خاک تاثیرگذار است. تعیین آرایش ذرات خاک پیچیده است. در این مقاله، از تبدیل موجک بر اساس پردازش تصویر دیجیتال برای تعیین آرایش ذرات خاک استفاده شده است. تصویر خاک به قسمتهای کوچک 512×512 پیکسل تجزیه میشود و توسط تبدیل موجک تحلیل میشود. برای هر قسمت شاخص انرژی محاسبه میشود. از آنجایی که انرژی را می توان بهطور جداگانه برای هر سه جهت افقی، عمودی و مورب محاسبه کرد، اطلاعات بیشتری را در مورد آرایش ذرات خاک مانند شکل ذرات و جهت ذرات را میتوان به دست آورد. برای این منظور، شاخص انرژی با مقایسه انرژیهای افقی و عمودی تعیین میشود. تصویربرداری از خاک ها به دو روش ته نشینی و سطح صاف انجام می شود و شاخص انرژی برای هر دو روش محاسبه و مقایسه می شود. مقادیر شاخص انرژی بیشتر از صفر نشان میدهد که دانهها به صورت افقی آرایش یافتهاند، در حالی که مقادیر شاخص انرژی کمتر از صفر نشان دهنده آرایش عمودی دانهها است. بنابراین شاخص انرژی شاخصی مناسب برای تعیین آرایش ذرات خاک میباشد. تعیین آرایش ذرات خاک با استفاده از روش پردازش تصویر باعث کاهش اپراتور، کاهش خطاهای محاسباتی و ارائه دادههای مبتنی بر تصویر دایمی میشود.
https://www.jiraeg.ir/article_93652_6fdcf0013f0ec16c62863266f7753251.pdf
2019-11-22
47
55
پردازش تصویر
آرایش ذرات
تبدیل موجک
نرم افزار MATLAB
سامان
تبریزی زرین قبایی
stu.samantabrizi@iaut.ac.ir
1
گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
AUTHOR
رضاقلی
اجلالی
reza_ejlali@iaut.ac.ir
2
گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
LEAD_AUTHOR
میکاییل
یوسف زاده فرد
mikaiel@ymail.com
3
گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
AUTHOR
سید جواد
سید فتاحی
s.sayyedfattahi@iaut.ac.ir
4
گروه مهندسی برق، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
AUTHOR
Azami, A., Pietruszczak, S., Guo, P., 2010. Bearing capacity of shallow foundations in transversely isotropic granular media. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 34(8): 771-793.
1
Bowman, E.T., Soga, K., Drummond, W., 2001. Particle shape characterisation using fourier descriptor analysis. Geotechnique, 51(6): 545-554.
2
Dipova, N., 2017. Determing the grain size distribution of granular soils using image analysis. Acta Geotechnica Slovenica, 14: 29-37.
3
Du, C.J., Sun, D.W., 2004. Recent developments in the applications of image processing techniques for food quality evaluation. Trends in Food Science & Technology, 15(5): 230-249.
4
Eremin, S.N., 2006. Image processing technology in the systems for quality control of sheet metal roll. Pattern Recognition and Image Analysis, 16(1): 127-130.
5
Haar, A., 1910. The theory of orthogonal function systems. Mathematische Annalen, 69(3): 331-371(in Germen).
6
Islam, M.J., Ahmadi, M., Sid-Ahmed, M.A., 2008. Image processing techniques for quality inspection of gelatin capsules in pharmaceutical applications. The 10th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision.
7
Kim, F.H., Penumadu, D., Gregor, J., Kardjilov, N., Manke, I., 2013. High resolution neutron and x-ray imaging of granular materials. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139(5): 715-723.
8
Kim, F.H., Penumadu, D., Hussey, D.S., 2012. Water distribution variation in partially saturated granular materials using neutron imaging. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 138(2): 147-154.
9
Kumara, G.H.A.J.J., Hayano, K., Ogiwara, K., 2012. Image analysis techniques on evaluation of particle size distribution of gravel. International Journal of Geomate, 3(1): 290-297.
10
Li, X.S., Dafalias, Y.F., 2012. Anisotropic critical state theory: role of fabric. Journal of Engineering Mechanics, 138(3): 263-275.
11
Luo, D., Macleod J.E.S., Leng, X., Smart, P., 1992. Automatic orientation analysis of particles of soil microstructures. Géotechnique, 42(1): 97-107.
12
Mahmoud, E., Masad, E., Nazarian, S., 2010. Discrete element analysis of the influences of aggregate properties and internal structure on fracture in asphalt mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, 22(1):10-20.
13
Mardia, K.V., Baczkowski, A.J., Feng, X., Hainsworth, T.J., 1997. Statistical methods for automatic interpretation of digitally scanned finger prints. Pattern Recognition Letters, 18(11-13): 1197-1203.
14
Ohm, H.S. and Hryciw, R.D., 2013. Enhanced soil characterization through advances in imaging technology. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering: 3491-3494.
15
Pham, D.L., Xu, C., Prince, J.L., 2000. Current methods in medical image segmentation. Annual Review of Biomedical Engineering, 2: 315-337.
16
Sochan, A., Zielińsk, P., Bieganowski, A., 2015. Selection of shape parameters that differentiate sand grains, based on the automatic analysis of two-dimensional images. Sedimentary Geology, 327: 14-20.
17
Tabrizi-zarringhabaei, S., Ejlali, R.G., Yousefzadeh Fard, M., Seyyedfattahi, S., 2019. An image-based method to determine the particle size distribution (PSD) of fine-grained soil. The Mining-Geology-Petroleum Engineering Bulletin, 34(3): 81-88.
18
Tafesse, S., Fernlund, J.M.R., Bergholm, F., 2012. Digital sieving-Matlab based 3-D image analysis. Engineering Geology, 137-138: 74-84.
19
Wang, W.H., Liu, X.Y., Sun, Y., 2009. High-throughput automated injection of individual biological cells. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 6(2): 209-219.
20
Wilson, J.D., Klotz, L.D., 1996. Quantitative analysis of aggregate based on hough transform. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1530(1): 111-115.
21
Yu, H., Zeng, X., Li, B., Ming, H., 2013. Effect of fabric anisotropy on liquefaction of sand. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139(5): 765-774.
22
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی رفتار هیدرولیکی گسل ها و مدل های رفتاری حاکم بر آنها
درزه ها، نوارها ، لایه های تغییر شکل یافته و گسل ها ساختارهای فیزیکی در توده سنگ هستند، خصوصیات هیدرولیکی این ساختارها و همچنین توزیع مکانی آنها در توده سنگ نفوذپذیر ممکن است شرایط پیچیده ای را به لحاظ محاسبه جریان در این توده سنگ ها ایجاد کنند. توجه و درک این نکته که این ساختارهاچگونه می توانند بر روی جریان سیال و مسیرهای عبور آن از توده سنگ تاثیر بگذارند در مطالعات اقتصادی و مدیریت به خصوص در مطالعه مخازن بسیار حائز اهمیت است. در این میان گسل ها ساختارهای پیچیده هیدرولیکی هستند که تعیین خصوصیات هیدرولیکی این مناطق یکی از مشکلات اجرایی به خصوص در مواردی نظیر محل دفن باطله های هسته ای و یا مخازن نفتی است. گسل ها در مناطق مختلف رفتارهای هیدرولیکی متفاوتی از خود نشان می دهند دربسیاری از حالات این ساختارها به عنوان مجراهایی برای عبور جریان عمل می کنند اما در مواقعی نیز این گسل ها به عنوان موانعی در برابر جریان و یا ترکیبی از هردو مورد فوق عمل کنند. هر کدام از این رفتارها می توانند اخلالی در حرکت سیال در منطقه ایجاد کنند. بنابراین مدل سازی و تعیین چگونگی رفتار هیدرولیکی گسل ها بسیار حائز اهمیت است. در ایران علیرغم اهمیت بالای این موضوع تاکنون مجموعه مدونی برای مطالعه نقش گسل ها ورفتار هیدرولیکی آنها در محیط های مختلف صورت نگرفته است. در این تحقیق به مروری اجمالی بر روی مدل های مختلف توصیف کننده شرایط هیدرولیکی مناطق گسلی(مدل های کاین، اسمیت، تیلور و ..) پرداخته شد.
https://www.jiraeg.ir/article_93654_b3cc9eb0d14e7321fd79c794cb0f207e.pdf
2019-11-22
57
64
گسل
نفوذپذیری
رفتارهیدرولیکی گسل
علی
عالی انوری
ali_aalianvari@kashanu.ac.ir
1
گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان
LEAD_AUTHOR
Antonellini, M., Aydin, A., 2002Microstructure of deformation bands in pourous sandstones at arches nation park, journal of structural geology 16, 941-959.
1
Caine, J.S, et al, 1996, fault zone architecture and permeability structure, geology 24, 1025-1028.
2
Graham Wall, B, 2004, evoluation of fluid pathways along fracture controlled faults in fold-thrust belt carbonate strata , Ph.D thesis, Stanford university.
3
Micarelli, L. et al 2006, “Structural evolution and permeability of normal fault zones in highly porous carbonate rocks ” Journal of Structural Geology 28 , 1214–1227.
4
olsson, W, 1992, “The effect of slip on the flow of fluid through afracture”, geophysical research, 19, 541-543
5
Smith, L. 1990, “ Interaction of fault zones, fluid flow, and heat transfer at the basin scale, In: hydrogeology of low permeability environments”, hydrogeology, p 41-67
6
Smith . 1995, “ scaling and nonsealing faults in Louisiana gulf coast salt basin-implications for effective permeability of fractured rock”, association of petroleum geologist 64, 145-172
7
Taylor, W.L, 2000, “Affinity of joints and deformation bands-implications for effective permeability of fractured rock”, water resources research
8
Taylor, W.L, (1999), “fluid flow in and chemical alteration in fractured sandstones.”Ph.D thesis, Stanford university.
9
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل توزیع فضایی و سازوکار تشکیل شکافهای ناشی از فرونشست زمین در دشت نیشابور
در بسیاری از دشتهای ایران پدیده خطرناک فرونشست رخ داده است که از جمله این مناطق دشت نیشابور در شمال شرق ایران میباشد. این دشت بعد از دشت مشهد، از لحاظ برداشت آب زیرزمینی و نیز به لحاظ حاصلخیزی، مهمترین دشت استان خراسان رضوی است. منبع عمده تأمین آب این دشت منابع آب زیرزمینی است. بر اثر برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی، نشست زمین رخ داده و ترکها و شکافهای کششی در سطح زمین در نقاط مختلف این دشت ایجاد گردیده است. هدف اصلی این پژوهش تحلیل توزیع و سازوکار تشکیل شکافهای ناشی از فرونشست زمین میباشد. با استفاده از دادههای راداری سنجنده سنتینل1 محدوده فرونشستی دشت بررسی و با استفاده از دادههای سنجنده کوئیک برد و سنجنده سنتینل 2 که قدرت تفکیک مکانی بالایی دارد شکافها در زون فرونشستی مشخص گردید. سپس در بازدیدهای میدانی وجود و موقعیت این شکافها راستی آزمایی و بهوسیله جی پی اس مختصات کامل شکافها شامل 5/25 کیلومتر شکاف ممتد و غیرممتد و به تعداد 181 شکاف برداشت و نقشههای شکاف دشت تهیه شده است علاوه بر اینها شکافهای احتمالی و پوشیده نیز در مناطق مختلف دشت بررسی و در نقشهها مشخص گردید. بررسی دادههای ژئوالکتریک و وضعیت سنگبستر بر اساس مدلهای مفهومی ایجاد شکافها تحلیل شده است . با توجه به بررسیها و با در نظر گرفتن وضعیت و شکل هندسی دشت و پهنه فرونشستی این دشت میتوان گفت: سازوکار مدل مبتنی بر مکانیک سازوکار مدل ناهمگنی مصالح آبخوان و همچنین سازوکارکشیدگیهای کششی از مهمترین سازوکارها درتشکیل شکافها ی دشت نیشابور میباشند.
https://www.jiraeg.ir/article_93655_d2786e7b0dd640a4dff620d933c2d12c.pdf
2019-11-22
65
82
فرونشست زمین
سازوکار تشکیل شکاف
توزیع شکاف
دشت نیشابور
جعفر
رکنی
ja.rokni@mail.um.ac.ir
1
دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
سید رضا
حسین زاده
srhosszadeh@um.ac.ir
2
دانشیار گروه آموزشی جغرافیا / دانشکده ادبیات و علوم انسانی / دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
غلامرضا
لشکری پور
lashkaripour@um.ac.ir
3
استاد گروه زمین شناسی مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
سعد اله
ولایتی
svelayati57@gmail.com
4
استاد بازنشسته گروه جغرافیای دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
رکنی، جعفر، 1395. بررسی فرونشست زمین، چشماندازها و تحولات ژئومورفولوژی ناشی از آن در دشتهای تراکمی مطالعهی موردی: نیشابور، مجله مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، شماره 24، صص 38-21.
1
شرکت آب منطقهای خراسان رضوی؛ 1387. گزارش نهایی بررسی نشست زمین در دشت نیشابور و ارتباط آن با افت سطح آبهای زیرزمینی، کمیته تحقیقات، 119 صفحه.
2
شرکت آب منطقهای خراسان رضوی؛ 1394. گزارش توجیهی ممنوعیت دشت نیشابور، دفتر مطالعات پایه منابع آب، 99 صفحه.
3
شرکت آب منطقهای خراسان رضوی؛ 1394. گزارش مطالعات ژئوفیزیک محدوده دشت نیشابور، دفتر مطالعات پایه منابع آب، 145 صفحه.
4
شریفیکیا، محمد 1391 تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل سنجی راداری (D-InSAR) در دشت نوق- بهرمان- مجله مدرس- برنامه ریزی آمایش فضا، دوره16 شماره 3 پائیز 1391.
5
لشگریپور، غلامرضا، غفوری، محمد، کاظمیگلیان، رمضان، دم شناس، مهدی؛ 1386. نشست زمین در اثر افت آبهای زیرزمینی در دشت نیشابور، پنجمین کنفرانس زمینشناسی مهندسی و محیط زیست ایران، صص. 1090-1082.
6
نامقی، هادی، حسینی، سیدمحمود، شریفی، محمدباقر؛ 1392. ارائه روش تحلیلی برای تخمین عوامل مؤثر بر نشست زمین با استفاده از دادههای صحرایی و تصاویر InSAR در دشت نیشابور، فصلنامه علمی پژوهشی انجمن زمینشناسی مهندسی ایران، بهار و تابستان، صص. 50-33.
7
Adiyaman, I. B., 2012. Land Subsidence and Earth Fissures due to Groundwater Pumping. The University of Arizona.
8
Barends F.B. J., Frits J. J., Brouwer, H.,Frans. Schroder .,1995.,Proceedings of the Fifth International Symposium onLand Subsidence, held at The Hague, TheNetherlands, No 234, pp,16-20 October
9
Bolt, G. H. (1976). "Soil physics terminology." International Society of Soil Science Bulletin 49, 16-22.
10
Budhu, M. (2008). "Mechanics of earth fissures using the Mohr-Coulomb failure criterion." Environmental and Engineering Geoscience, 14(4), 281-295.
11
Budhu, M. and Adiyaman, I. B. (2009), "An evaluation of engineering design methods to mitigate damages to transportation systems from earth fissures." prepared for Arizona Department of Transportation, Arizona Geohazards Research Center.
12
Carpenter, M. C. (1993). "Earth-fissure movements associated with fluctuations in ground-water levels near the Picacho Mountains, south-central Arizona, 1980. 84." U.S. Geological Survey Professional Paper 497-H, 49.
13
Carpenter, M. C. (1999). "Earth fissures and subsidence complicate development of desert water resourses." Land subsidence in the United States, D. Galloway, D. R. Jones, and S. E. Ingebritsen, eds., U.S. Geological Survey Circular 1182, 65-78.
14
Chen, C. H., Wang, C. H., Hsu, Y. J., Yu, S. B., and Kuo, L. C. (2010). Correlation between groundwater level and altitude variations in land subsidence area of the Choshuichi Alluvial Fan, Taiwan. Engineering Geology, 115(1-2), 122-131.
15
Holzer, T. L. (1984). "Ground failure caused by groundwater withdrawal from unconsolidated sediments - United States." Proceedings of the Third International Symposium on Land Subsidence, March 1984, A. I. Johnson, L. Carbognin, and L. Ubertini, eds., International Association of Scientific Hydrology Publication, Publ. no. 151, Venice, 747-756.
16
Jachens, R. C., and Holzer, T. L. (1982). "Differential compaction mechanism for earth fissures near Casa Grande, Arizona." Geological Society of America Bulletin, 93, 998-1012.
17
Lee, K. L., and Shen, C. K. (1969). "Horizontal movements related to subsidence." Journal of the soil mechanics and foundations division, ASCE, 95(SM1), 139-166.
18
Machowski, R., Rzetala, M. A., Rzetala, M. and Solarski, M., 2016. Geomorphological and hydrological effects of subsidence and land use change in industrial and urban areas. Land Degradation and Development, 27(7), pp. 1740-1752.
19
Mahmoudpour, M., Khamehchiyan, M., Nikudel, M. R. and Ghassemi, M. R., 2016. Numerical simulation and prediction of regional land subsidence caused by groundwater exploitation in the southwest plain of Tehran, Iran. Engineering Geology, 201, pp. 6-28.
20
Sheng, Z., Helm, D. C., and Li, J. (2003). "Mechanisms of earth fissuring caused by groundwater withdrawal." Environmental and Engineering Geoscience, 9(4), 351- 362.
21
Shipman, T. C. and Diaz, M., 2008. Arizona's earth fissure mapping program: protocols, procedures and products.
22
Xu, J., Peng, J., An, H., Wang, F., Sun, H., Hu, H., and Yang, B. (2019). Paleochannel-controlled earth fissures in Daming, North China Plain and their implication for underground paleogeomorphology. Geomorphology, 327, 523-532.
23