@article { author = {Akbari Dehkharghani, Afshin and Azad, Armin}, title = {Modifying and Updating the Underground Mines’ Cost Estimator Based on World and Iran Economic Conditions (Verification: in Emarat Shahin Lead and Zinc Mine)}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {1-12}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.13697.1437}, abstract = {Summary Estimating the costs of mining projects is among the most important and main stages in justifying the economic plan of a mine. Suboleski presented a model for underground mines, which was published in the SME, Mining Engineering Handbook in 1992. It was based on the financial conditions of that time. The given relations of this model cannot be used to estimate the costs in Iran. In this study, the relations are modified and updated to present an estimation suitable with the local conditions of Iran using official statistics and data and taking the special status of Iran into account.   Introduction In mine planning procedure, a pre-feasibility study has a significant role. In the pre-feasibility study, the mine planner has to achieve a plan with an accuracy of 25% while he has not enough data, hence he will be dependent on estimators. Suboleski presented a cost estimator based on annual production capacity in underground mines and the size of the mine in order to estimate machinery and costs. The given relations of this model cannot be used to estimate the underground mining costs in Iran. In this study, the relations are modified and updated to present an estimation suitable for the local conditions of Iran.   Methodology and Approaches In order to modify and update the procedure, the percentage of each of the effective scopes of work in each of the relations with the influential coefficients were obtained, then the effect of the changes in currency value and the inflation status from the base year to the target year is considered in order to modify and update each of the relations. The base year in this study was 1988 because the Suboleski model which has been published in 1992, economically was based on the time value of the money in 1988 and the target year was 2019 that is the most recent year in which its financial data are available. The calculated Effective Inflation Index (EII) containing CPI, ECI, NII, PPI, GDP, and GNP was used to update the procedure.   Results and Conclusions Finally a table of Suboleski’s relations due to the ratio of 2.39 to update the US dollar-time relationship and another table for the specific relations of Iran concerning the adjustment coefficients of each sector were presented (for each separate section due to the specific modification of that section calculations are provided with). Using tables and daily mined Tonnage, the users can get estimation with at least 25% precision of operating cost and capital cost of the mine in Iran. A verification took place using Emarat lead and zinc underground mine actual costs data. In every case in the verification process, the accuracy was around 20%.}, keywords = {Cost Estimation,Suboleski Cost Estimator model,Underground Mining,Mine Feasibility Study,Cost Estimators}, title_fa = {اصلاح و به‌روز‌رسانی تخمینگر هزینه معادن زیرزمینی بر اساس شرایط اقتصادی جهان و ایران (اعتبارسنجی: معدن سرب و روی عمارت شاهین)}, abstract_fa = {با توجه به سیاست‌های زیست‌محیطی جهان، معادن زیرزمینی اهمیت زیادی در عرصه معدنکاری یافته‌اند زیرا معادن زیرزمینی آسیب کمتری نسبت به روش‌های سطحی در محیط‌زیست ایجاد می‌کنند. محاسبه و تخمین حدود سود و سرمایه در مرحله امکان‌سنجی و پیش امکان‌سنجی یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین محاسبات در زمان شروع پروژه است. قطعاً پروژه با سود بالاتر، موجب تمایل به مشارکت سرمایه‌گزاران خواهد شد. در بررسی فنی و اقتصادی یک پروژه، محاسبه سود و زیان از طریق تخمین هزینه قابل محاسبه است. یکی از روش‌های مورد توجه مهندسان  برای تخمین مخارج پروژه، تخمینگرهای هزینه است. مدل‌های مذکور بر مبنای اطلاعات کسب شده از پروژه‌های مشابه در بازه‌های زمانی طولانی و تشکیل یک پایگاه داده‌ هزینه وسیع و تحلیل آماری این داده‌ها به منظور توسعه معادلات تخمین هزینه بدست می‌آیند. از جمله این مدل‌های تخمین هزینه معدن‌کاری می‌توان به تخمینگر هزینه سوبولسکی اشاره نمود. این تخمینگر هزینه در دومین ویرایش کتاب SME به چاپ رسیده است. این مدل مختص معادن زیرزمینی است که در سال 1988 تدوین و توسعه داده شده است. اصولاً تخمینگرهای هزینه باید با دقتی در حدود بیست و پنج درصد هزینه‌ها را در مرحله پیش امکان‌سنجی محاسبه کنند. بخش‎‌های گوناگون این مدل همچون هزینه تهویه، نگهداری، ساخت و اجرا، آبکشی و زهکشی، بارگیری و حمل، هزینه‌های روزانه کارگاه‌ها، هزینه سرمایه‌ای تجهیزات، هزینه تامین نیروی انسانی بر اساس داده‌های ورودی میزان تولید، هزینه هر بخش را تخمین می‌زند. در این پژوهش با استفاده از ضرایب تعدیل محاسبه شده بر مبنای آحاد‌بهای خدمات مهندسی در ایران، معادلات سوبولسکی برای تخمین هزینه در معادن زیرزمینی، برای سال 2019 به‌روز‌ و برای شرایط خاص ایران بومی‌سازی گردیده‌است. برای محقق شدن این امر ابتدا با یک مطالعه جامع، شاکله‌های هزینه هر معادله بر اساس طبقه‌بندی آحاد هزینه فعالیت‌های مهندسی شناخته شده در ایران مشخص گردید. سپس ضرایب تعدیل مورد نیاز بر اساس تغییرات شاخص هزینه در هر یک از شاکله‌ها و در نظر داشتن ضرایب وزنی مربوطه برای هر معادله محاسبه شد.  برای حصول اطمینان از صحت این معادلات، نتایج آنها با داده‌های هزینه پروژه‌ای در دست اجرا مطابقت داده شد که در تمامی موارد خطای هزینه محاسبه شده کمتر از بیست درصد بود. با استفاده از این معادلات می‌توان با تقریب بالا هزینه‌های یک معدن زیرزمینی را در ایران (دلار و ریال) و جهان (دلار 2019) محاسبه نمود. معادلات مذکور ابتدا با توجه به میزان تولید پیش‌بینی شده، تجهیزات موردنیاز را تخمین زده و سپس با استفاده از معادلات هزینه را نیز محاسبه می‌نمایند. تمامی ضرایب اصلاحی برای معادلات با استفاده از داده‌ها و اطلاعات سازمان برنامه و بودجه کشور و سازمان آمار ایران و بانک مرکزی محاسبه گردیده‌ است.}, keywords_fa = {تخمین هزینه‎‌های معدن,مدل تخمین هزینه سوبولسکی,معدنکاری زیرزمینی,بررسی فنی- اقتصادی معدن,تخمینگرهای هزینه}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1828.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1828_00c4f5a4ef136ac613eab75daf693133.pdf} } @article { author = {Tolouei, Kamyar and Moosavi, Ehsan and Bangian Tabrizi, Amirhossein and Afzal, Peyman and Aghajani Bazazi, Abbas}, title = {Optimization of the Long-Term Production Scheduling Model by Considering the Grade Uncertainty by the Lagrangian Relaxation Method - Bat Algorithm}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {13-26}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.12767.1420}, abstract = {Summary One of the main problems of mine planning is long-term production scheduling, which is very important in the theoretical research of open-pit mining and determines the distribution of cash flow throughout the life of the mine. In fact, the purpose is to maximize the net present value of the future profits generated. Among the uncertainties, grade uncertainty will play a major role in the accuracy of long-term production scheduling. In this paper, a hybrid model is presented by the Lagrangian relaxation method and bat algorithm to solve the problem of long-term production of open-pit mines, in which the uncertainty of the grade is also considered. The new approaches proposed are based on optimizing Lagrange coefficients and comparing them with the traditional method. The bat algorithm is used to update the Lagrange coefficients. The results of the case study show that the hybrid strategy can provide an acceptable solution compared to the traditional approximation method so that over a given period the net present value using the proposed hybrid method is 6.69% higher than the traditional one.   Introduction In recent years, a new approach to cheaper computational algorithms, such as meta-heuristic techniques, has attracted more attention from researchers to solve production scheduling problems. Although these techniques do not guarantee optimization as a final solution for production, they can provide suitable solutions for production at a lower computational cost.   Methodology and Approaches In this paper, an optimal hybrid model by the Lagrangian relaxation method and bat algorithm is presented to solve the problem of long-term production of open-pit mines, where the uncertainty of the grade is also considered. The newly proposed approach is based on optimizing Lagrange coefficients and comparing it with the traditional method. The results of the proposed approach are also compared with the combined approach based on the Lagrangian relaxation method and genetic algorithm. The bat algorithm is used to update the Lagrange coefficients.   Results and Conclusions The results of a case study show that the Lagrangian relaxation method can provide a suitable solution to the main problem and the combined strategy can produce a more effective solution than the traditional approximation method. It was also found that the proposed method has advantages, such as stable convergence property and prevention of early convergence. Over a given period, the net present value using the LR-BA hybrid method is 6.69% higher than the traditional method and also 5.58% higher than the LR-GA method.}, keywords = {Open pit mine,Long-term production scheduling,Grade uncertainty,Lagrangian relaxation,Bat algorithm}, title_fa = {بهینه‌سازی مدل برنامه‌ریزی تولید بلند مدت با در نظر گرفتن عدم قطعیت عیار با روش آزادسازی لاگرانژی - الگوریتم‌ خفاش}, abstract_fa = {یکی از ارکان اصلی برنامه‌ریزی معدن، برنامه‌ریزی تولید بلند مدت است که یک امر بسیار مهم در تحقیقات نظری استخراج معادن روباز بوده و توزیع جریان نقدینگی را در سراسر عمر معدن مشخص می‌نماید. در واقع هدف برنامه‌ریزی، بیشینه‌کردن ارزش خالص فعلی از مجموع سودهایی است که در آینده تولید می‌شوند. برای رسیدن به این هدف باید همه محدودیت‌های عملیاتی از قبیل شیب، آمیختن عیارهای مختلف، تولید ماده معدنی و ظرفیت استخراج راضی‌کننده باشند. طرح‌های تولید بلند مدت بهینه در برابر عدم قطعیت‌های مربوطه با داده‌های مدل بهینه‌سازی دارای حساسیت هستند. در میان عدم قطعیت‌ها، عدم قطعیت عیار، سهم عمده‌ای را در دقت برنامه‌ریزی تولید بلند مدت خواهد داشت. در این مقاله مدل ترکیبی به وسیله روش آزادسازی لاگرانژی و الگوریتم خفاش برای حل مساله برنامه‌ریزی تولید بلند مدت معادن روباز ارائه شده که در آن عدم قطعیت عیار نیز لحاظ گردیده است. رویکردهای جدید پیشنهاد شده براساس بهینه سازی ضرایب لاگرانژ و مقایسه آن با روش سنتی است. الگوریتم خفاش برای به روزرسانی ضرایب لاگرانژ مورد استفاده قرار گرفته شده است. برای حل و اعتبارسنجی مدل به دست‌آمده، معدن سنگ آهن چادرملو به عنوان مورد مطالعاتی مناسب، در نظرگرفته شده است. نتایج حاصل از مطالعه موردی نشان می‌دهد که استراتژی‌ ترکیبی می‌تواند راه‌حل قابل قبولی را نسبت به روش تقریبی سنتی ارائه کند؛ به طوری ‌که، در طول یک دوره معین ارزش خالص فعلی با استفاده از روش ترکیبی پیشنهادی 69/6 درصد بیشتر از روش سنتی موجود است.}, keywords_fa = {معادن روباز,برنامه‌ریزی تولید بلند مدت,عدم قطعیت عیار,آزادسازی لاگرانژی,الگوریتم خفاش}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1790.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1790_2011064f58987aac5827b22d1fe95031.pdf} } @article { author = {Rezanezhad, Mohammad and Lajevardi, Seyed Ahmad and Karimpouli, Sadegh}, title = {Crack Growth in Porous Media Using XFEM: Comparison of Modeling Strategies on the Abaqus}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {27-40}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.13220.1426}, abstract = {Summary The recent developments in the Extended Finite Element Method (XFEM) opened new avenues for crack propagation problems. However, its ability to predict the crack path in the micro-scale medium of real porous rock is questionable. In this work, we compare two strategies and introduce one as the best strategy to use the XFEM for such a purpose in Abaqus Software. We demonstrate our claim by comparing numerical results with the analytical solution and experimental test.   Introduction Crack growth has always been one of the major challenges in rock mechanics. Although pores, joints, and fractures are the most critical structures controlling cracks initiation and propagation, their spatial distribution and geometrical effects are not still well-understood. In this study, we aim to numerically model the crack growth in real porous rock.   Methodology and Approaches We use the extended finite element method (XFEM), which has recently attracted more attention due to its ability to estimate the discontinuous deformation field by using special shape functions. Since direct use of the XFEM does not lead to an accurate result, two different strategies are considered for applying the XFEM on a porous model to simulate the crack propagation.   Results and Conclusions Our results showed that applying several different partitions and enrich them individually lead to more logical results than to allocate reduced elastic modulus to porosity. We used this strategy to evaluate the XFEM both analytically and experimentally as a possible numerical solution. Thus, two simple models were constructed, both numerically and experimentally (Granite): i. a sample with one void and one crack, and ii. a sample with two voids and one crack between them. Analytical solutions for the stress intensity factor revealed that the XFEM modeling can compute this parameter with an error of less than 5%. On the other hand, experimental results showed that the XFEM with partitioning strategy can predict the correct crack growth path comparative to the experimental results. Accordingly, digital images of Berea sandstone were used as a real reservoir rock and, then, this method was implemented to simulate multi-crack propagation through the exact medium of rock.}, keywords = {Porous media,Crack growth,Numerical modeling,Extended finite element method,Berea sandstone}, title_fa = {رشد ترک در محیط‌های متخلخل با استفاده از روش XFEM: مقایسه رویکردهای مدلسازی در آباکوس}, abstract_fa = {چگونگی رشد ترک همواره به عنوان یک مسئله چالشی در بسیاری از زمینه‌های علوم زمین مانند شکست هیدرولیکی به شمار می‌رود. اگر چه تخلخل‌ها، درزه‌ها و شکستگی‌ها مهم‌ترین ریزساختارهای کنترل کننده رشد و انتشار ترک در سنگ هستند، اثر هندسه و توزیع فضایی آنها هنوز به طور کامل مطالعه نشده است. هدف از این مطالعه، مدلسازی عددی رشد ترک در مقیاس تخلخل یک سنگ واقعی، با روش اجزای محدود توسعه یافته (XFEM) در نرم‌افزار آباکوس است. این روش به دلیل استفاده از توابع خاص، قـادر است تغییر شکل‌های ناپیوسته را بدون نیاز به بروزرسانی مش‌بندی به خوبی مدلسازی نماید. برای استفاده از این روش جهت مدلسازی رشد ترک در محیط متخلخل، دو رویکرد اصلی وجود دارد: 1- مش‌بندی کل محیط و اختصاص ضرایب الاستیک بسیار ضعیف به تخلخل‌ها و 2- تقسیم‌بندی بخش جامد سنگ و استفاده از شبکه غنی‌شده جداگانه برای هر بخش. برای مقایسه نتایج این دو رویکرد، مدل‌های یکسانی با الف- یک حفره و ترک و ب- دو حفره و یک ترک بین آنها در بخش‌های تحلیلی و عددی در نظر گرفته شده و در بخش آزمایشگاهی نیز نمونه‌های مشابهی از جنس گرانیتی تهیه شدند. مقایسه حل تحلیلی ضریب شدت تنش در این نمونه‌ها با نتایج مدلسازی، مشخص نمود که روش XFEM پارامتر ضریب شدت تنش را به ترتیب با صفر و 5 درصد خطا در دو نمونه مذکور محاسبه می‌کند. از طرف دیگر، نتایج آزمایشگاهی نشان داد که رویکرد دوم در استفاده از روش XFEM، مسیر رشد ترک را بسیار شبیه به واقعیــت پیش‌بینی می‌کند. این رویکرد روی تصاویر رقومی ماسه‌سنگ بِرا در مقیاس میکرو به عنوان محیط سنگ متخلخل واقعی پیاده‌سازی شد و مکانیزم رشد ترک‌های چندگانه در این نمونه‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت.}, keywords_fa = {محیط های متخلخل,رشد ترک,مدل سازی عددی,روش اجزای محدود توسعه یافته,ماسه سنگ بِرا}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1787.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1787_2114f94966911b8b1ee0f0ee4a43d149.pdf} } @article { author = {Moeini, Hamid and Mohammad Torab, Farhad and Hossein Morshedy, Amin}, title = {Grade Estimation in Deposits with Locally Varying Anisotropy using Ant Colony Algorithm: Case Study, Miduk Porphyry Copper Deposit}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {41-52}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2019.12048.1392}, abstract = {Summary Anisotropy of a deposit is due to its directional variations of grade or structure. Locally varying anisotropy (LVA) is the specific case of anisotropy in some structurally-controlled deposits. In this research, using ant colony application in geochemical anomaly detection and LVA field of the study area, an algorithm (ACLVA) has been developed to smartly direct the ants into the more continuous paths and ants, meanwhile act as moving average agents over their routes. Ordinary kriging (OK), OKLVA, and ACLVA were applied on borehole samples of Miduk copper deposit as the case study, and estimations were validated with blast hole samples. The estimations were improved with ACLVA. A newly-developed hybrid ant colony with an LVA algorithm (ACLVA) is presented that can modify an initial estimation of the data according to the LVA field. ACLVA is compared with recently-developed OKLVA and OK on borehole samples of a copper deposit. The estimations were validated with blast hole samples.   Introduction Neural networks (ANN) have recently been used to estimate grade. They were able to present acceptable models of the resources. Many attempts have been made to incorporate the LVA feature of deposits into geostatistical models. In this research, a new hybrid AC-LVA algorithm has been developed that can produce a more representative map of the continuities.   MethodologyandApproaches Artificial ants are randomly put in the grid cells and while searching for high values according to the LVA field, act as moving average agents on their routes. To decrease the randomness effect of AC, the program is repeated. The ants’ stability termination condition is. Better initializing would lead to a better Jensen-Shannon (JS) value.   ResultsandConclusions The outputs of OK, OKLVA, and ACLVA were validated with blast hole samples. The results showed that ACLVA performed 4% better than OKLVA and 3% better than OK. The initial number of ants can be set optimally. Other parameters should be changed based on the best JS value. The results would be significant if the deposit has more complex LVA.}, keywords = {Kriging,Local Anisotropy,Ant Colony,Miduk Deposit}, title_fa = {تخمین عیار در کانسارهای با تغییرات موضعی ناهمسانگردی به روش کولونی مورچگان، مطالعه موردی:کانسار مس پورفیری میدوک}, abstract_fa = {ناهمسانگردی یا ناپیوستگی کانسار در جهت‌های مختلف به دلیل تغییرات عیار یا ساختار ماده معدنی پدید می‌آید. کنترل کننده‌های زمین‌ساختی یا تغییرات شیمیایی در حین تشکیل ماده معدنی می‌توانند سبب ناهمسانگردی شوند. این ویژگی به صورت سه‌بُعدی در کانسارها با یک بیضوی به قطرهای در راستای پیوستگی و با مقادیر متناسب با نسبت ناهمسانگردی تعریف می‌شود. در طبیعت اما، بسیاری از کانسارها تحت تاثیر فرآیندهایی مثل چین‌خوردگی، گسل، تغییرات زایشی و دگرگونی دچار تغییرات موضعی ناهمسانگردی (LVA) می‌شوند و نمی‌توان آنها را با یک بیضوی ناهمسانگردی کلی مدل کرد. در روش مدلسازی متغیر دارای خاصیت LVA، پارامترهای ناهمسانگردی برای هر سلول شبکه تخمین محاسبه شده و با تبدیل فضا به یک فضای همسانگرد، از فواصل جدید اقلیدسی در واریوگرافی و سپس کریجینگ معمولی (OK) استفاده شده است. این روش که کریجینگ LVA (OKLVA) نام گرفته، در صورت وجود اطلاعات ثانویه، می‌تواند با دقت بیشتری نسبت به کریجینگ سنتی، نقاط نامعلوم را تخمین بزند. در این پژوهش از الگوریتم کولونی مورچگان استفاده شده تا با هدایت هدفمند مورچه‌ها به کمک میدان LVA در مسیرهای پیوسته‌تر عیاری و تبدیل هر مورچه به یک پنجره میانگین متحرک، بتواند عیار را در مسیرهای ناهمسانگرد اصلاح کند. این کاربرد جدیدی از یک الگوریتم فرا ابتکاری است که تاکنون در حل مسائل بهینه‌سازی به کار گرفته می‌شده است. این روش (ACLVA) از ابتدا تا انتها در نرم‌افزار MATLAB پیاده‌سازی شده و سپس روی 12955 نمونه کامپوزیت شده مغزه‌های حفاری معدن مس میدوک به عنوان نمونه مطالعاتی امتحان شد. نتایج با روش‌های OK و OK-LVA مقایسه شد. برای اعتبارسنجی هر سه روش از داده‌های چال‌های آتشباری استفاده شد که نشان داد روش تخمین با ACLVA تقریبا 3 درصد بهتر از OK و 4 درصد بهتر از OKLVA در تخمین عیار عمل کرده است. با این وجود، آنچه که مسلم است در ساختارهای با میدان موضعی پیچیده‌تر، جواب بهتر و قابل قبول‌تری با این روش به دست خواهد آمد.}, keywords_fa = {کریجینگ,ناهمسانگردی محلی,کولونی مورچگان,کانسار میدوک}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1565.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1565_ea0b728385849aa9903d10a4021aedc3.pdf} } @article { author = {Fathipour, Hadi and Jalali, Seyyed Mohammad Esmaeil and Torabi, Seyyed Rahman}, title = {Evaluation of Rock Mass Strength Using Potential Discrete Fracture Network (PDFN) in Voronoi Technique-DEM}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {53-62}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2019.1632}, abstract = {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}, title_fa = {برآورد مقاومت توده‌سنگ با شبکه شکستگی‌های بالقوه شکست در روش اجزای مجزا- رویکرد ورونویی}, abstract_fa = {به طور کلی تمام مدل‌های ارایه شده برای لحاظ شبکه شکستگی‌ها در توده‌سنگ، شکستگی‌های بالفعل موجود در توده‌سنگ با مقاومت کششی صفر است. در حالی که، شبکه‌ای از سطوح ضعیف از جمله پل‌های سنگی، رگچه‌ها، سطوح تورق و غیره گزینه‌های اصلی برای شکست در اثر تنش‌های القایی ایجاد شده دارای مقاومت برشی و کششی هستند. به همراه پارامترهای هندسی شبکه سطوح ضعیف ناپیوستگی‌ها، طبیعت ناهمگن پارامترهای مکانیکی ناپیوستگی‌ها برای فهم رفتار توده‌سنگ بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله، تاثیر شبکه سطوح بالقوه مذکور بر مقاومت توده‌سنگ با استفاده از رویکرد شبکه شکستگی بالقوه- مدل ورونویی نرم‌افزار اجزای مجزا مطالعه شده است. در این راستا، شبکه شکستگی بالقوه کدنویسی و تابع توزیع برای پارامترهای ژئومکانیکی شکستگی‌ها 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 می‌شوند. 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 مناسب‌تر مقاومت توده‌سنگ با در نظر گرفتن شبکه شکستگی‌های بالقوه است.}, keywords_fa = {شکستگی بالقوه,تحلیل آماری,پارامتر مکانیکی شکستگی,رویکرد ورونویی,مدلسازی عددی}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1632.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1632_d726b3f38b058faf7bb6000725131a20.pdf} } @article { author = {Eftekhari, Seyyed Mosleh and Bastami, Mehdi}, title = {Effect of the Replacement of Cutting Tools on the Performance of TBM in Tehran Metro Line 6}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {63-76}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.13703.1438}, abstract = {Summary In this paper, the effect of replacing disc cutters with ripper tools on the performance of a TBM in Tehran Metro Line 6 is investigated by comparing the value of operating parameters of TBM before and after the replacement. The results show that this replacement has a positive impact on the TBM performance.       Introduction Improvement of the performance of the TBM machine in tunneling has always been in the spotlight of research and development. The type of cutting tool, which is selected based on the mechanical properties of the formations along the tunnel route, could affect the efficiency and production rate in tunneling. In Tehran Metro Line 6, the consumption of disc cutters increased with decreasing the efficiency of disc cutters, along with increasing the value of thrust and torque. Hence, some of the disc cutters of the TBM were replaced with ripper tools in order to improve the TBM performance.     Methodology and Approaches In this paper, the effect of this replacement on the performance of the TBM is examined by statistical analysis of the field measurements. The value of operational parameters- thrust, torque, and penetration rate of the TBM- in different sections before and after the replacement is investigated.   Results and Conclusions The statistical analysis shows that the mean value of both thrust and torque as well as their standard deviations after the replacement have considerably decreased in comparison with the figures for before the replacement, while the mean value of penetration rate has been approximately identical in both before and after the replacement of cutting tools. The results show that this replacement of disc cutters with ripper tools in alluvial conditions of Tehran has improved the performance of the TBM machine.}, keywords = {TBM performance,Cutting tool,Thrust,Torque,Penetration rate,Tehran metro line 6}, title_fa = {تاثیر تغییر نوع ابزار برشی بر عملکرد ماشین TBM در خط 6 مترو تهران}, abstract_fa = {بهبود عملکرد ماشین حفار TBM در حفاری تونل همواره مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی تاثیر تغییر تعدادی از دیسک‌های TBM با ابزار خراشی بر پارامترهای عملیاتی تراست، گشتاور و نرخ نفوذ در خط 6 مترو تهران پرداخته شده‌است. بدین منظور مقادیر پارامترهای عملیاتی در بخش‌های مختلفی از خط 6، قبل و بعد از تغییر ابزار برشی مورد بررسی قرار گرفته‌است. نتایج نشان می‌دهد تغییر نوع ابزار برشی به طور میانگین مقدار تراست را 44 درصد نسبت به حالت قبل از تغییر ابزار برشی کاهش می‌دهد و بازه کاهش میانگین تراست بین حداقل 28 درصد تا حداکثر 57 درصد بوده‌است. همچنین الگوی جدید، میانگین گشتاور را به اندازه حداقل 9 درصد و حداکثر 58 درصد و به طور میانگین 40 درصد کاهش داده ‌است. وجود بخش‌های ریزدانه در طول مسیر که موجب گل‌گرفتگی دیسک‌ها شده ‌است، می‌تواند دلیل بالا رفتن مقادیر تراست و گشتاور در بخش‌های قبل از تغییر ابزار برشی باشد. در عین حالی که مقادیر میانگین تراست و گشتاور با تغییر ابزار برشی کاهش یافته‌ است، مقادیر نرخ نفوذ نه تنها کاهش نیافته ‌است، بلکه در بیشتر موارد بین 5 تا 23 درصد افزایش داشته‌است. نتایج نشان می‌دهد که تغییر نوع ابزار برشی در شرایط آبرفت تهران موجب بهبود عملکرد ماشین TBM شده‌ است.}, keywords_fa = {عملکرد TBM,ابزار برشی,تراست,گشتاور,نرخ نفوذ,ابزار خراشی,خط 6 مترو تهران}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1879.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1879_ed629906b292d908746d460e93183352.pdf} } @article { author = {Nejati Kalateh, Ali and Rezaie, Mohammad and Moghadasi, Meysam and Roshandel Kahoo, Amin}, title = {The Using of a Quadratic Method in the 2-D Inverse Modeling of Gravity Data to Achieve an Improved Model}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {77-86}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.11868.1385}, abstract = {Summary The inversion of gravity data is one of the most important steps in the interpretation of these data. The purpose of this work is to estimate the distribution of the unknown subsurface model by the measured data on the ground. The main problem in the inversion of the data obtained from the operation of the gravity survey is the non-uniqueness response due to the inversion of geophysical data. Linear inversion of gravity data is an underdetermined and bad-condition. It is important to determine the optimal regularization parameter for the inversion of gravity data. One of these methods is the Generalized Cross-Validation (GCV). In this research, the quadratic method has been used as an optimization method.   Introduction Inversion of gravity data is one of the most important steps in the interpretation of practical gravity data. The goal of inversion is to estimate the density distribution of an unknown subsurface model from a set of known gravity observations measured on the surface. Inversion of gravity data is an underdetermined and ill-posed problem. In addition, the non-uniqueness of the solution is the main issue of the inversion. One way to achieve a suitable model result in the inversion is to carry out the inversion with smoothness and smallness constraints. The solution can then be obtained by minimization of an objective function that consists of a misfit function and one of Tikhonov regularization functions. The regularization parameter makes a trade-off between misfit and regularization function. The determination of an optimal regularization parameter is highly important in gravity data inversion. There are different methods for automatic estimation of the regularization parameter in inversion. The GCV method is one of the most popular methods for choosing optimal regularization parameters in the inversion of gravity data.   Methodology and Approaches In this paper, we use the quadratic method to minimize the Tikhonov objective function. Also, in order to obtain the regularization parameter of the generalized cross-validation (GCV) method. The GCV method has been adapted for the solution of inverse problems. The basic idea for GCV is that a good solution to the inverse problem is one that is not unduly sensitive to any particular datum. In this method, the optimal regularization parameter minimizes the GCV function. We have developed an algorithm for 2-D inversion of gravity data that uses the GCV method for choosing optimal regularization parameter, and then, the inverse problem is solved by the quadratic algorithm. To evaluate the reliability of the introduced method, the gravity data of a synthetic model contaminated by 5 percent random noise have been inverted using the developed method. Finally, The introduced algorithm has been used for 2-D inversion of gravity data from San Nicolas massive sulfide deposit. The results are consistent with geological information.   Results and Conclusions In this paper, the GCV method has been developed for choosing the optimal regularization parameter in 2-D constrained inversion of gravity data using the quadratic algorithm. Data from the synthetic model have been inverted using the introduced algorithm and acceptable results have been obtained. The geometrical parameters of the synthetic model have been obtained from the inversion process with acceptable accuracy. After validation of the algorithm performance on the synthetic model, it has been applied for 2-D inversion of gravity data from San Nicolas massive sulfide deposit. The results of geological information in the area confirm the results of the 2-D inversion.}, keywords = {Inverse problem,Quadratic programming,Gravity,ُSulfide deposit,San Nicolas,Mexic}, title_fa = {استفاده از روش کوادراتیک در مدلسازی وارون دوبعدی داده‌های گرانی به منظور ارائه یک مدل بهبودیافته}, abstract_fa = {وارون‌سازی داده‌های گرانی یکی از مهم‌ترین گام‌ها در تفسیر این داده‌ها است. هدف از این کار تخمین توزیع چگالی مدل ناشناخته زیر سطحی از طریق داده‌های اندازه‌گیری شده در سطح زمین است. مشکل اصلی در وارون‌سازی داده‌های حاصل از عملیات گرانی‌سنجی، عدم یکتایی جواب ناشی از وارون‌سازی داده‌های ژئوفیزیکی است. وارون‌سازی خطی داده‌های گرانی‌سنجی مسئله‌ای کم تعیین شده و بد حالت است. تعیین پارامتر منظم‌سازی بهینه در وارون‌سازی داده‌های گرانی از اهمیت فراوانی برخوردار است. یکی از این روش‌ها، روش اعتبارسنجی متقاطع تعمیم‌یافته (GCV) است. در این پژوهش از روش برنامه‌نویسی درجه دو (روش کوادراتیک) به عنوان یک روش بهینه‌سازی استفاده شده است. این روش دارای سه الگوریتم، منطقه اعتماد، نقطه داخلی و مجموعه فعال است. این سه الگوریتم از نظر مدت زمان اجرای وارون‌سازی و همچنین میزان پایداری هر یک از این الگوریتم‌ها در مقابل نوفه بررسی خواهند شد. به منظور اعتبارسنجی روش ارائه شده، از داده‌های گرانی حاصل از دو مدل مصنوعی و داده‌های گرانی ذخیره سولفیدی سن‌نیکلاس واقع در کشور مکزیک استفاده شد.}, keywords_fa = {مسئله وارون,روش کوادراتیک,گرانی‌سنجی,ذخیره سولفیدی,سن نیکلاس,مکزیک}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1705.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1705_d11922698eabc299b6a60a41c087c16d.pdf} } @article { author = {Mohebali, Sajjad and Maghsoudy, Soroush and Doulati Ardejani, Faramarz}, title = {Inefficiencies of Traditional Environmental Impact Assessment Methods and Introducing Data Envelopment Analysis as a New Approach for EIA Based on Sustainable Development}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {87-104}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.12620.1417}, abstract = {Summary The main problem of traditional methods of environmental impact assessment is that in most of the existing algorithms and methods, such as Leopold matrix, Folchi method and RIAM matrix, the main attention is to the destructive effects of the proposed plan and the advantages of the plan are less noticeable. Data envelopment analysis (DEA) is a new approach to assessing the industrial units also considers the positive economic and social impacts of the project and provides a comprehensive assessment of the industrial unit. In the present study, the Alborz Sharghi Coal washing plant in northern Iran has been considered as a case study, and 19 plant activities and 11 environmental components have been used to evaluate the effects of the plant. To solve the problem, two commonly used DEA approaches, called BCC and CCR, have been used.   Introduction The problem that always has been challenging is that the focus of the various EIA methods is on the environment. Although the economic and social issues are not considered. This approach makes this idea to the stakeholders that the environmental impact assessments are the obstacle in their way. however, in recent years, the concepts such as sustainable development and corporate social responsibility has convinced the industrial units that the simultaneous attention to economic issues, indigenous communities and the environment around the factory, can increase the economic benefits of that industrial unit in the long time. So, introducing a new approach to assessing the environmental impact of the units is essential. This approach can systematically conduct the EIA process and simultaneously addresses the economic and social issues of the project.   Methodology and Approaches In the present study, the authors trying to use the Data Envelopment Analysis (DEA) method as an environmental impact assessment (EIA) against traditional methods such as Folchi and RIAM.  The case study is East Alborz Coal Washing Plant in the northern Iran. In this case, 19 impacting factors (IF) and 11 environmental components (EC) were considered. Also, two most popular approaches of the DEA, called CCR and BCC, have been compared and the output-oriented BCC method has been introduced as a new way for the environmental impact assessment with the sustainable development approach.   Results and Conclusions The DEA method can reduce the uncertainty of the results and also make the final results more reliable due to there is no need to determine the weights of the impacting factors. Assessing the environmental impact of the plant by BCC and CCR approach in two modes of minimizing inputs and maximizing outputs showed that "ecology" and "landscape" components are two environmental components that are the least efficient and should be seriously considered. Moreover, it can be said that the EIA of the coal washing plant with the output-oriented BCC approach is closer to the concepts of sustainable development. The use of "Potential Improvement" method as one of the results of the DEA analysis, helps to examine the status of the impacting factors and can be used in the selection of more efficient development plans. The results of "Total Potential Improvement" showed that the BCC model (maximize-outputs) has a more rigorous evaluation of impacting factors and two factors of "input feed dump" and "water consumption" to achieve an efficient state should be reduced about 13%.}, keywords = {Sustainable EIA,Alborz Sharghi Coal Washing Plant,EIA methods,data envelopment analysis}, title_fa = {نقدی بر روش‌های سنتی ارزیابی اثرات زیست‌محیطی (ریام، فولچی و تصمیم‌گیری چند معیاره) و استفاده از تحلیل پوششی داده‌ها به‌عنوان یک رویکرد نوین با محوریت توسعه پایدار}, abstract_fa = {روش‌های سنتی ارزیابی اثرات زیست‌محیطی مانند لئوپولد، فولچی و ماتریس ریام، تنها به تأثیرات مخرب طرح توجه نموده و کمتر مزایای اقتصادی و اجتماعی یک واحد صنعتی در آنها در نظر گرفته می‌شود. تحلیل پوششی داده ها به ‌عنوان یک رویکرد نوین در ارزیابی واحدهای صنعتی علاوه بر مسائل زیست‌محیطی، تأثیرات مثبت اقتصادی و اجتماعی طرح را نیز در نظر گرفته و یک ارزیابی جامع از واحد صنعتی مورد نظر ارائه می‌نماید. در پژوهش حاضر کارخانه زغال‌شویی البرز شرقی در شمال ایران به ‌عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته ‌شده است و 19 فعالیت کارخانه و 11 مؤلفه زیست محیطی در ارزیابی اثرات زیست محیطی کارخانه مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای حل مسئله از دو رویکرد مرسوم تحلیل پوششی داده‌ها به نام‌هایCRS وVRS  استفاده شده است. نتایج نشان داد که مؤلفه‌های "بوم‌شناسی" و "چشم‌انداز منطقه" به ‌عنوان مؤلفه‌های دارای بیشترین خطر باید مورد توجه جدی قرار گیرند. همچنین رسم نمودار "پتانسیل بهبود" در روش تحلیل پوششی داده‌ها می‌تواند به‌ عنوان یک ابزار مؤثر در تعیین طرح‌های توسعه و بهبود فعالیت‌های کارخانه مؤثر باشد. استفاده از مدل CRS با رویکرد افزایش خروجی‌ها نشان داد که برخی فعالیت‌های کارخانه مانند "دمپ خوراک ورودی"، "پساب کارخانه" و "میزان مصرف آب در کارخانه" بیش‌ترین اختلاف را با حالت بهینه داشتند و در طرح‌های توسعه‌ای آینده این مؤلفه‌ها حتماً باید به‌ منظور اصلاح مدنظر قرار گیرند. در نهایت می‌توان گفت ارزیابی اثرات زیست‌محیطی کارخانه زغال‌شویی با رویکرد CRS خروجی محور در شرایط فعلی کارخانه به مفاهیم توسعه پایدار نزدیک‌تر است و می‌تواند ملاک عمل قرار گیرد.}, keywords_fa = {ارزیابی اثرات زیست‌محیطی پایدار,کارخانه زغال شویی البرز شرقی,روش‌های ارزیابی اثرات زیست محیطی,تحلیل پوششی داده‌ها}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1700.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1700_7e26cc0c251aec7842e5f38913470e83.pdf} } @article { author = {Baghestani, Morteza and Monjezi, Masoud and Yarahmadi Bafghi, Alireza and Afzal, Peyman}, title = {Determination of Rock Fragmentation Based on Longitude Wave Velocity and Fractal Dimension}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {105-117}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2020.11479.1376}, abstract = {Summary In this paper, the blasting data and rock mass characteristics of Chogart, Chadormalu, and Sechahum mines were used to predict the size distribution of rock fragmentation (D80). Rock fragmentation is affected by various parameters such as rock mass properties, in-situ blocks shape, blasting geometry, etc. To quantify the shape of in-situ blocks, fractal geometry is a suitable method. To predict the rock fragmentation (D80) based on independent variables (rock mass characteristics, in-situ block shape, and blasting geometry); linear/nonlinear regression and neural networks were used. The results showed that the nonlinear regression and neural network were the ability to predict the size distribution of rock fragmentation.    Introduction Due to economic reasons, drilling and blasting methods have been used in mining, quarrying industries, and civil projects. The results of blasting can be categorized into two i.e. favorable results (rock fragmentation, heave and move material) and unfavorable results (air overpressure, back break, ground vibration, and fly rock). Rock fragmentation due to blasting is influenced by several factors that are classified into three namely; explosive parameters, rock mass characteristics, and blast geometry. In recent decades, several empirical models have been proposed to predict rock fragmentation due to blasting. Nowadays, based on computer science advances,    regression analysis and artificial intelligence (AI) have been employed for rock fragmentation prediction.   Methodology and Approaches In this research, fractal geometry was used to describe the rock mass shape. The fractal dimension of in-situ blocks was determined by the box-counting method. On the other hand, the uniaxial compressive strength (UCS) and longitude wave velocity (laboratory and in-situ) were considered as rock mass characteristics. Also, the powder factor (PF) was representative of blasting geometry and explosive parameters. The linear/nonlinear regression and neural network were used to investigate the relationship between the rock fragmentation and independence variables (rock mass characteristics, blasting geometry, rock mass shape).   Results and Conclusions In this research, an attempt was made to predict the size distribution of rock fragmentation (D80)at the Central iron ore mines (Chogart, Chadormalu, and Sechahun) by linear/nonlinear regression and neural network. Linear regression results revealed that the independent variables have a significant effect on the dependent variable (D80). The results were shown the neural network has the superiority to the prediction of rock fragmentation.}, keywords = {Rock Fragmentation,Fractal Dimension,Wave Velocity,regression,Neural network}, title_fa = {تعیین قابلیت خردایش ناشی از انفجار بر اساس نسبت سرعت موج طولی و بعد فرکتال بلوک‌های انفجاری}, abstract_fa = {انفجار یکی از مهم‌ترین عملیات در معادن و فعالیت‌های عمرانی است و قابلیت انفجار نیز از مهم‌ترین پارامترهای توده‌سنگ محسوب می‌شود. نتایج انفجار را می‌توان به پدیده‌های مطلوب و نامطلوب تقسیم‌بندی نمود. خردایش سنگ یکی از نتایج مطلوب انفجار است که بر فرآیندهای بعدی (بارگیری و حمل) و صنایع پایین دست تاثیرگذار است. در زمینه تعیین شاخص خردایش ناشی از انفجار تحقیقات گسترده‌ای صورت گرفته است. عوامل موثر بر انفجار را می‌توان به دو دسته عوامل قابل کنترل و غیر قابل کنترل تقسیم‌بندی نمود. شکل و ابعاد بلوک‌های برجا در جبهه‌کارهای انفجاری از جمله عوامل غیر قابل کنترل است که در پژوهش‌های انجام شده، مورد توجه قرار نگرفته است. در این مقاله از داده‌های انفجاری و ویژگی‌های توده‌سنگ معادن چغارت، چادرملو و سه‌چاهون استفاده شده است. بعد فرکتال جهت کمی‌سازی اندازه ذرات به روش شمارش جعبه مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بررسی ارتباط بین شاخص خردایش (D80) به عنوان پارامتر وابسته و پارامترهای مستقل خرج ویژه، مقاومت فشاری تک محوری، نسبت سرعت موج طولی و نسبت شکل بلوک‌ها، از مدل‌های رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی و شبکه عصبی استفاده شده است. نتایج حاصل از رگرسیون خطی نشان‌دهنده آن است که شاخص خردایش با نسبت شکل بلوک‎ها دارای ارتباط معنادار است. ضریب تعیین بین شاخص خردایش و پارامترهای مستقل در رگرسیون خطی، غیرخطی و شبکه عصبی به ترتیب برابر 52/0، 70/0 و 96/0 به دست آمده است؛ همچنین ضریب VAF مدل‌های رگرسیون خطی، غیرخطی و شبکه عصبی به ترتیب برابر 18/3، 33/70 و 28/95 است که نشان‌دهنده توانایی شبکه عصبی جهت پیش‌بینی خردایش ناشی از انفجار است.}, keywords_fa = {خردایش سنگ,بعد فرکتال,رگرسیون,سرعت موج طولی,شبکه عصبی}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1909.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1909_63bb8c4c4d1d892e951a9c8c357aad81.pdf} } @article { author = {Javadi, Mortaza and Sayadi, Shahrbanou and Sharifzadeh, Mostafa and Shahriar, Korosh}, title = {Evaluation of Soil Constitutive Model Effects on Numerical Modeling of Settlement Induced by Tunneling in Urban Area, Case Study of the Amirkabir Tunnel}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {119-136}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2019.12567.1411}, abstract = {Summary This paper reflects the role of different constitutive models on the deformations induced by tunneling in the urban area. These constitutive models were applied in finite element analysis of tunnel-induced subsidence for the case study of the Amirkabir Tunnel in Tehran. The results of this paper indicate that the numerical simulation of tunneling induced settlement with hardening soil small strain stiffness model is much more accurate than other constitutive models.    Introduction Accurate prediction of tunneling induced settlement is one of the most important challenges encountered in urban underground projects. Generally, such predictions are usually obtained by the application of numerical simulation, where the accuracy of the results depends on several factors. The constitutive models play an indicative role in the accuracy of numerical simulation of tunneling induced settlement. This issue was studied by comparing the effect of different constitutive models on the development of ground deformations around the tunnel and the tunneling induced settlement for a case study.        Methodology and Approaches Finite element analysis of tunneling induced deformations using PLAXIS software was performed for three different elastoplastic constitutive models including Mohr-Coulomb, hardening soil, and small strain hardening. The input data of numerical simulation were captured from different in-suite and laboratory tests on the host ground of the Amirkabir tunnel as a case study. Tunnel construction was modeled based on the as-built condition of the excavation stages of the T4 section of the Amirkabir tunnel. Finally, numerical results were compared and verified with monitoring results and field measurements.   Results and Conclusions Results showed that the Mohr-Coulomb model provides a lower prediction of vertical displacements comparing to two other implemented models. Furthermore, the Mohr-Coulomb model shows an unrealistic uplift of the tunnel floor after all of the excavation stages. Results illustrated that using hardening soil models, with sophisticated features including non-linearity pre-failure and high stiffness under small strain, considerably improves the prediction of displacements. It is observed that using hardening soil small strain stiffness model, the accuracy of predictions increased noticeably compared to the field measurements. A full comparison between the results from Mohr-Coulomb and Hardening Soil cases yields some important differences, which are presented in this paper.}, keywords = {Tunnel induced settlement,Tunnel-ground interaction,Numerical simulation,Constitutive model,Hardening soil}, title_fa = {بررسی تاثیر انتخاب مدل رفتاری خاک بر مدلسازی نشست ناشی از حفر تونل در محیط شهری (مطالعه موردی: تونل امیرکبیرتهران)}, abstract_fa = {هدف از این مقاله، بررسی اثر مدل‌های رفتاری الاستوپلاستیک شامل مدل موهر-کلمب، مدل سخت شونده و مدل سخت شونده با کرنش کوچک بر نتایج مدلسازی عددی اندرکنش تونل و زمین درونگیر (محیط اطراف تونل) است. بدین منظور، تونل T4 از پروژه امیرکبیر تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب و مدلسازی عددی اندرکنش تونل و زمین درونگیر این تونل با استفاده از روش المان محدود و مطابق با فرآیند اجرایی انجام و نتایج حاصل در قالب جابجایی های اطراف تونل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی با استفاده از نتایج رفتارسنجی و مقایسه با مقادیر اندازه‌گیری شده نشست سطح زمین اعتبارسنجی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد، جابجایی‌های قائم پیش‌بینی شده با مدل موهر-کلمب از هر دو مدل رفتاری سخت‌شونده کمتر بوده که این اختلاف با تکمیل مراحل حفر و نگهداری تونل افزایش می‌یابد. علاوه بر این، مدل موهر- کولمب برای تمام مراحل حفاری، یک بالازدگی شدید را در کف تونل و به صورت غیر واقعی پیش‌بینی می‌کند. همچنین، نتایج حاصل از مدل‌های سخت‌شونده، بیش‌ترین انطباق را با نتایج حاصل از رفتارسنجی داشته و با افزایش مراحل حفاری، انطباق بین نتایج حاصل از رفتارسنجی و تحلیل‌های عددی با مدل‌های رفتاری با مکانیزم سخت‌شونده، افزایش بیش‌تری می‌یابد. این افزایش انطباق به گونه‌ای است که در مراحل حفر پله و کف بند و نگهداری پله، اختلاف بین مقدار متوسط نشست اندازه‌گیری شده و نتایج پیش‌بینی شده با مدل‌های رفتاری با مکانیزم سخت‌شونده، به شدت کاهش یافته و این اختلاف به کم‌تر از 5/1 میلی‌متر می‌رسد.}, keywords_fa = {اندرکنش تونل و زمین,مدل رفتاری,خاک سخت شونده,مدل سازی عددی,نشست ناشی از حفر تونل}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1642.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1642_8e33e393e612229e988109a1e6b0c463.pdf} } @article { author = {mikaeil, reza and shaffiee haghshenas, sina and Ataei, Mohammad}, title = {Clustering of Ornamental Stones Based Upon the Sawability by Using the Fuzzy Clustering Technique}, journal = {Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering}, volume = {10}, number = {24}, pages = {137-148}, year = {2020}, publisher = {Yazd University}, issn = {2251-6565}, eissn = {2676-6795}, doi = {10.29252/anm.2019.1629}, abstract = {Summary The complete knowledge of the cutting process and the performance of the sawing machine can help increase the efficiency and quality of the manufactured product.  During the field studies, 12 rock samples from two kinds of ornamental stones were collected and some major mechanical properties including uniaxial compressive strength (UCS), Mohs hardness (Mh), Schimazek’s F-abrasiveness factors (SF-a), and young modulus (YM) were measured. Also, Fuzzy C-means has been used as a soft computing technique in this study. All different studied rock samples are classified into 3, 4, and 5 classes. Then, the results of classification were compared with consumed energy values. Finally, it can be concluded that FCM could be a simple but efficient tool in the evaluation of the sawability of ornamental stone as one of the most important factors to estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants.   Introduction The rock sawability and prediction of consumed energy is one of the most important factors in the estimation and prediction of production cost and productivity of processing plants. In this study, for laboratory tests, some rock blocks were collected from the studied quarries. Then, by using the fuzzy C-means clustering approached and considering laboratory results of rock samples, all of the rocks have been classified in 3, 4, and 5 separate clusters. The results clearly showed that the FCM algorithm was used as a reliable and efficient tool for classifying the ornamental stone.   Methodology and Approaches Nowadays, with the increasing growth of uncertain problems, the use of soft computing techniques with high ability in solving these kinds of problems has increased significantly. Assessment of the sawability of ornamental stone is the most important factor in the identification and prediction of production cost and productivity of processing plants. Given the unreliability of all experimental laboratory, one of the most important tasks in the sawability of ornamental stone’ classification is using a method with the highest possible accuracy. According to the importance of the issue, in this study, the Fuzzy C-means algorithm is used for the classification. Four important physical and mechanical characteristics of 12 rock samples are considered for the classification of sawability of ornamental stone from two kinds of ornamental stone, including hard and soft rock groups using Fuzzy C-means Optimization, including uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus. Finally, in this study, the results of the classification are compared with consumed energy.   Results and Conclusions In this study employing Fuzzy C-means as soft computing technique and some major mechanical properties such as uniaxial compressive strength, Mohs hardness, Schmiazek F-abrasivity factor, and Young's modulus to evaluate the sawability of ornamental stone, 3 to 5 classes are considered. Generally, according to this research, the following remarks can be concluded: 1- The 12 rock samples from two kinds of ornamental stones, including hard and soft rock groups, are evaluated and tested. 2- A comparison was made between 3 different models (3 classes from 3 to 5 classes) with consumed energy of the sawing machine. The results show that all 12 rock samples are classified as very suitable. 3- In comparison to all classes, it can be concluded that FCM is a reliable technique for clustering the sawability of ornamental stone with highly acceptable degrees of robustness.}, keywords = {Ornamental stone,Sawability,Mechanical properties,Fuzzy clustering}, title_fa = {کلاس‌بندی سنگ‏های ساختمانی از دیدگاه قابلیت برش با استفاده از روش خوشه‌بندی فازی}, abstract_fa = {پیش‌بینی قابلیت برش سنگ به عنوان یکی از فاکتورهای موثر در تخمین هزینه‏ها و پیش‌بینی میزان تولید یک کارخانه فرآوری سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین شناخت کامل سنگ‏های ساختمانی و ارزیابی توان اجرایی دستگاه‏های برش در کارخانه‏های فرآوری، طراحان و برنامه‏ریزان تولید را به سمت بهبود سرعت فرآوری و افزایش تولید سوق می‏دهد. از این رو، به کارگیری روش‏های نو و کاربردی برای دست‏یابی به این اهداف لازم و ضروری است. در این تحقیق سعی شده است پس از تعیین مهم‌ترین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی موثر در فرایند برش، قابلیت برش‌پذیری نمونه سنگ‏های ساختمانی با استفاده از روش خوشه‌بندی فازی (Fuzzy C-means) مورد ارزیابی و کلاس‌بندی قرار ‏گیرد. بدین ترتیب 12 نمونه سنگ ساختمانی مشتمل بر دو گروه از سنگ‏های ساختمانی سخت و نرم مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفت. نمونه‌ها در مدل‏های 3، 4 و 5 کلاسه مورد ارزیابی و کلاس‌بندی قرار گرفت، سپس نتایج با شدت جریان مصرفی دستگاه برش مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی‏ها پس از اعتبارسنجی با آزمایش‏های دقیق، نشان داد که روش خوشه‌بندی فازی می‏تواند به عنوان یکی از روش‏های نو و کاربردی برای طبقه‌بندی و بررسی قابلیت برش نمونه سنگ‏های ساختمانی با توجه به معیارهای تاثیرگذار نظیر مقاومت فشاری تک محوری، سختی موهس، سایندگی شیمازک و مدول الاستیسیته مورد استفاده قرار گیرد.}, keywords_fa = {سنگ‏ های ساختمانی,قابلیت برش,مشخصات مکانیکی,خوشه‌بندی فازی}, url = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1629.html}, eprint = {https://anm.yazd.ac.ir/article_1629_f9c0bbfcc5c483e085e2e3b853f459b6.pdf} }