per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
1
11
10.29252/anm.8.16.1
1233
Research Article
ارزیابی کارایی مدل های تجربی بر اساس طبقه بندی ژئومکانیکی (RMR) در پیش بینی مدول دگرشکلی توده سنگ و توسعه مدلی بر اساس سیستم فازی
Efficiency evaluation of empirical models on the basis of rock mass rating for prediction of deformation modulus in rock mass and developing a new models according to the fuzzy system
مهدی محمدی
mehdi.mohammadi@vru.ac.ir
1
گروه مهندسی معدن، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان
پیشبینی مدول دگرشکلی تودهسنگ برای تحلیل و طراحی سازههای سنگی از اهمیت خاصی برخوردار است. زیرا مدول دگرشکلی بیانگر رفتار تودهسنگ تحت تاثیر تنشها است. تاکنون مدلهای تجربی و هوش مصنوعی مختلفی برای پیشبینی مدول دگرشکلی توسعه داده شده است. از میان این مدلها مدلی بهینه است که کمترین پارامتر ورودی (زیرا هزینهها و زمان برای تعیین پارامترهای ورودی کاهش پیدا میکند) و قابلیت پیشبینی مدول دگرشکلی در بهترین حالت را داشته باشد. در این مقاله ابتدا کارایی 19 مدل مختلف، که پارامتر ورودی آنها تنها طبقهبندی ژئومکانیکی تودهسنگ (RMR) است؛ ارزیابی و دو مدل که بهترین تقریب را دارند، تعیین میشود. سپس به منظور پیشبینی دقیقتر مدول دگرشکلی، یک مدل بر اساس سیستم فازی توسعه داده شده (پارامتر ورودی آن RMR است) و نتایج با دو مدل انتخاب شده مقایسه گردید. برای این منظور 33 مجموعه داده از ساختگاه سدهای مختلف در کشور ایران جمعآوری شده است. برای ارزیابی مدلها و همچنین اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده، از شاخصهای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) ، ضریب تعیین ((R2 و میانگین درصد خطای مطلق (MAPE) استفاده شده است. نتایج نشان میدهد، پیشبینی مدول دگرشکلی با استفاده از مدل فازی توسعه داده شده نسبت به مدلهای تجربی دقیقتر است.
Summary Prediction of deformation modulus for rock mass in analysis and design of rock structures is very important. Because deformation modulus represents behavior of rock mass subjected to stresses. Up to now, various empirical models for prediction of deformation modulus have been developed. In this research, efficiency of different models for prediction of deformation modulus is evaluated. Then, according to the fuzzy model a sufficient model is developed and results are compared with the empirical models. Results indicated the efficiency of the new proposed model in comparison with the available models. Introduction Determining geo-mechanical parameters for analysis and design of rock structure is inevitable. Deformation modulus of rock mass is one of the most important geo-mechanical parameters. Estimation of deformation modulus for rock mass utilizing empirical models is widely used in civil and mining engineering projects. This is due to its less time requirement , cost and acceptable estimation. But there are differences between results of empirical model and real values of modulus which leads to uncertain decisions for designers in choosing appropriate model. Thus, it is important to investigate and evaluate the experimental models. Fuzzy model is one of the best models that is proposed for determining the deformation modulus in the present study. Methodology and Approaches For efficiency evaluation of 19 available models and also the proposed model, 33 data sets of different dam’s constructions in Iran is collected. Root Mean Squared Error , Mean Absolute Percentage Error and index of higher squared correlation coefficient are applied for evaluation of models’ performance. Results and Conclusions According to the performance indices, two models are selected from different empirical models that indicated the best predictions. In addition, results showed the efficiency of the proposed fuzzy model for prediction of deformation modulus.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1233_67da20695ac8c3d0b5db82a90a92d720.pdf
مدول دگرشکلی توده سنگ
مدل تجربی
مدل فازی
طبقه بندی ژئومکانیکی توده سنگ
Rock Mass Rating
Deformation Modulus of Rock Mass
Empirical Models
Fuzzy Models
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
13
27
10.29252/anm.8.16.13
1234
Research Article
بررسی تأثیر شدت درزهداری تودهسنگ بر عملکرد سیستمهای نگهداری در تونل با استفاده از مدلسازی عددی DFN-DEM (مطالعه موردی: تونل دسترسی سد رودبار لرستان)
Investigate the effect of rock mass joint intensity on performance of support systems in the tunnel by using DFN-DEM numerical modeling (Case study: the access tunnel of Rudbar Lorestan Dam plant)
مهدی نوروزی
mnoroozi.mine@gmail.com
1
رامین رفیعی
raminlamezi@gmail.com
2
مهدی باجولوند
mahdibajolvand@shahroodut.ac.ir
3
عابدین حجتی تواندشتی
abedinhojjati@shahroodut.ac.ir
4
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
در این مقاله، شبیهسازی DFN-DEM با استفاده از نرمافزار المان مجزای سهبعدی PFC3D به منظور بررسی تاثیر تغییرات شدت درزهداری تودهسنگ بر عملکرد سیستمهای نگهداری تونل انجام شده است. این نرمافزار به دلیل توانایی ایجاد درزههای با اندازه محدود و با ویژگیهای آماری مختلف و انعطافپذیری در برابر شرایط مختلف و همچنین امکان مشاهده تخریب و ریزشهای صورت گرفته به طور لحظهای در طول تحلیل پایداری تونل، برای مدلسازی عددی در نظر گرفته شده است. در این مقاله، با تمرکز بر تونل دسترسی به گالری سد رودبار لرستان، ابتدا با استفاده از مدلسازی سیستم درزههای تصادفی مجزاDFN و بر اساس خصوصیات برداشت شده از تودهسنگ پیرامون تونل، شکستگیهای منطقه در نرمافزار شبیهسازی شده و سپس با مدل سنگ بکر منطقه پیوند داده شده است. در ادامه عملکرد سیستمهای نگهداری شاتکریت و قاب فولادی تونل نسبت به تغییر شدت درزهداری تودهسنگ بررسی شده است. نتایج به دست آمده، نشاندهنده مقاومت بیشتر قاب فولادی نسبت به شاتکریت در برابر تغییر شدت درزهداری تودهسنگ دربرگیرنده تونل است. آسیب جدی به سیستم نگهداری شاتکریت با دو برابر شدن تعداد درزهها اتفاق میافتد، در حالی که در مورد قاب فولادی، تخریب جدی فضا با چهار برابر شدن تعداد درزهها اتفاق میافتد. لذا در مواردی که انتظار افزایش شدت درزهداری بر اثر عوامل مختلفی چون انفجار، زلزله و غیره میرود، سیستم نگهداری قاب فولادی دارای قابلیت اعتماد بالاتری است.
Summary In this paper, a DFN-DEM simulation using PFC3D software has been carried out to evaluate the effect of joint intensity variation on tunnel support systems performance. The obtained results indicated more resistance of steel frame against change of rock mass fracture intensity in relation to shotcrete. Introduction The geometric properties of joint sets, especially joint intensity, may be changed by various factors such as explosion, earthquakes, faulting etc. Therefore, it is essential to study the performance of tunnel support systems under various conditions of joint intensities. In this paper, by focusing on the access tunnel to the gallery of Rudbar Lorestan dam as a real case study, simulation of tunnel support systems and its surrounding rock mass close to the real condition using the DFN-DEM approach and PFC3D software is provided. Also for the first time, the dependence of the performance of shotcrete and steel frame to change the intensity of fracturing of rock mass, at this level of accuracy in simulation of jointed rock mass, has been investigated. Three dimensional distinct element software, PFC3D is considered for numerical modeling in this paper. This software has many advantages such as ability to create three-dimensional distinct joints with limited size and with different statistical characteristics, flexibility in different conditions and ability to monitor a momentarily caving and falling during tunnel stability analysis. Methodology and Approaches In this paper, at the first stage, by using the discrete fracture network (DFN) modeling and based on the surveyed data from the access tunnel, existing fractures in this region have been simulated in the PFC3D software. Then the model is linked with the intact rock model. Finally, the performance of tunnel support systems of shotcrete and steel frame relative to changes of the rock mass fracture intensity is investigated. Results and Conclusions Serious damage to Shotcrete support system occurs by doubling the number of joints, while serious damage occurs in the steel frame by quadrupling the number of joints. Therefore, by increasing joint intensity due to various factors such as explosions, earthquakes etc., the steel frame support system has higher reliability.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1234_151ef1ba228711addb1c45bf3f7f3907.pdf
مدلسازی عددی
سیستم نگهداری تونل
شدت درزه داری
نرم افزار PFC3D
سد رودبار لرستان
Numerical modeling
Tunnel support system
joint intensity
PFC3D software
Rudbar Lorestan dam
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
29
43
10.29252/anm.8.16.29
1231
Research Article
مدلسازی عددی تقاطع غیر همسطح تونل های حفاری شده به روش مکانیزه
Numerical investigation of mechanized shield tunnels cross-cut
سید سعید حسینی
hosseini_s1@yahoo.com
1
سید محمد اسماعیل جلالی
jalalisme@gmail.com
2
میثم جلالی
mjalali@shahroodut.ac.ir
3
عماد خراسانی
emad.khorasani@yahoo.com
4
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران
با افزایش روز افزون سازههای زیرزمینی، احداث این سازهها در مجاورت یکدیگر به ویژه ساخت یک تونل جدید در نزدیکی تونل پیشین در محیطهای شهری امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. در بخشی از مسیر احداث قطعه شرقی- غربی تونل خط 7 متروی تهران، ماشین حفاری مکانیزه با فاصله 25/2 متر از بالای تونل انتقال پساب ابوذر عبور میکند. در مقاله حاضر جهت بررسی اندرکنش بین دو تونل، مدلسازی عددی سهبُعدی با استفاده از نرمافزار FLAC3D انجام شده است. به این منظور ابتدا فرایند حفاری مکانیزه تونل ابوذر مدلسازی شده، سپس اثر حفر مرحلهای تونل متروی خط 7 بر سیستم نگهداری تونل ابوذر بررسی شده است. تاریخچه تغییرات نیروهای داخلی، لنگرهای خمشی و تغییر مکانهای سازه پوشش تونل ابوذر ارائه شده و مورد بررسی قرار گرفته است و توصیههای مهندسی در تحلیل تونلهای متقاطع غیر همسطح ارائه شده است. نتایج حاصل از مدلسازی نشان میدهد که پس از حفاری تونل مترو، سیستم نگهداری تونل ابوذر به دلیل افزایش ناحیه پلاستیک و آزاد سازی تنش، به سمت بالا جابجا خواهد شد. این جابجایی سبب ایجاد نیروهای داخلی بیش از مقادیر مجاز طراحی شده در لاینینگ تونل ابوذر خواهد شد.
Summary In parts of constructing east-west section of line7 Tehran subway, the excavating machine (EPB-TBM) passes from the top of the Abouzar’s wastewater conveyance tunnel with clear distance of 2.25 m. The FLAC 3D has been used to model this problem and find the deformations and forces of ground and linings. The modeling results showed that after excavating subway tunnel, lining of Abouzar tunnel will move upward due to the increasing plastic zones and stress relaxation. This rate of displacement induced the internal force more than allowable designed amount in concrete lining of Abouzar tunnel. Introduction Generally, excavating a tunnel near another tunnel may lead to significant interaction effects, which mainly depends on tunnels position relative to each other (parallel or cross), the distance between two tunnels, tunnel dimensions, lining rigidity, stress and boring environment condition as well as the method of tunnel boring. The interaction between adjacent tunnels have been investigated by different researchers using methods such as analytical and empirical, field observation, physical modeling and numerical modeling. In the current project, the tunnel of Tehran metro line7 passes with a distance of 2.25 meters from the top of the Abouzar tunnel. Because of the three-dimensional nature of the interaction problem between underground spaces, numerical modeling is an appropriate tool for the analysis of these complicated problems. Therefore, FLAC3D software has been used in order to investigate the interaction analysis. The purpose of modeling is to study stability of support system of Abouzar tunnel during tunnel excavation of Tehran metro line7. Methodology and Approaches In this paper, the finite difference method (FDM) is used for modeling and solving the problem. FLAC 3D program which uses FDM was selected in order to study the interaction between the two tunnels, in construction stage. For this purpose, at first Abouzar tunnel modeled and excavated, then impact of stepwise excavating of line7 Tehran subway on lining system of Abouzar tunnel is investigated numerically. History of Internal forces, bending moments and structural displacement of Abouzar’s tunnel lining have been provided and studied. Engineering recommendations have been proposed in different-leveled intersecting tunnels. Results and Conclusions The results of the modeling showed that after excavation of metro tunnel, the support system of Abouzar tunnel will be uplifted because of increasing plastic zone and stress relaxation. This displacement causes internal forces in Abouzar tunnel lining which are more than allowed values.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1231_81d025518f91b2e67f15a44f1c058bfe.pdf
تقاطع غیر همسطح تونلها
اندرکنش تونلها
تونل خط 7 متروی تهران
تونل ابوذر
پایداری سیستم نگهداری
Tunnels cross-cut
Tunnels interaction
Tehran Metro L7
Abouzar Tunnel
Stability analysis of tunnel linings
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
45
55
10.29252/anm.8.16.45
1136
Research Article
پیش بینی پرتاب سنگ ناشی از آتشباری با استفاده از تکنیک درختی M5P
Prediction of blasting-induced flyrock using M5P tree technique
ابراهیم قاسمی
e_ghasemi@cc.iut.ac.ir
1
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
پرتاب سنگ یکی از مسائل بحرانی عملیات آتشباری در معادن روباز است که به شدت ایمنی پرسنل و تجهیزات را تحت تأثیر قرار میدهد. یکی از راههای کاهش ریسک حوادث ناشی از پرتاب سنگ، پیشبینی دقیق آن است. طی سالیان گذشته با استفاده از روشهای هوش مصنوعی، مدلهای تجربی بسیاری برای پیشبینی پرتاب سنگ توسعه داده شده است. اغلب این مدلها شفاف و قابل فهم نبوده و در آنها ارتباط بین پارامترهای ورودی و خروجی به وضوح نشان داده نشده است. هدف از این مقاله ارائه مدلی صریح و قابل فهم برای پیشبینی پرتاب سنگ است. برای این منظور از تکنیک M5P استفاده و به کمک آن ساختاری درخت مانند برای تخمین فاصله پرتاب سنگ ارائه شده است. در این مدل پرتاب سنگ بر اساس یک سری معادلههای خطی پیشبینی میشود، از اینرو استفاده از آن بسیار ساده است. به منظور آموزش و آزمایش مدل درختی پیشنهادی، دادههای آتشباری معدن مس سونگون به کار گرفته شده است. در این مدل فاصله پرتاب سنگ با استفاده از مهمترین پارامترهای قابل کنترل آتشباری یعنی بار سنگ، فاصلهداری چالها، طول گلگذاری، طول چال، قطر چال، خرج ویژه و متوسط خرج در هر چال تخمین زده میشود. دقت و کارایی مدل پیشنهادی با استفاده از شاخصهای آماری R2، VAF و RMSEمورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار این شاخصها به ترتیب 1/92 درصد، 92 درصد و 9/3 به دست آمدند. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که تکنیک درختی M5P ابزاری مفید و قدرتمند برای پیشبینی پرتاب سنگ است. همچنین، نتایج نشان داد که بار سنگ و قطر چال به ترتیب با اهمیتترین و کم اهمیتترین پارامترها در پیشبینی پرتاب سنگ هستند.
Summary Based on statistics, flyrock is the main reason of 20 to 40% of blasting induced accidents in mines. Therefore, the accurate prediction of flyrock has a remarkable role on reducing its detrimental effects. In this paper, a model tree was developed for flyrock prediction using M5P technique. This model was trained and tested by the blasting database of Sungun copper mine. The results showed that the proposed model can estimate the flyrock with an acceptable error. Introduction Flyrock is one of the most challenging safety issues of blasting operation in open pit mines, which always threatens the safety of personnel and equipment. Thus, the accurate prediction of flyrock seems necessary for determination of safe blasting zone. During past years, many empirical models have been developed using artificial intelligence techniques for flyrock prediction. Most of these models do not indicate the relationship between input and output parameters, leading to ambiguous relation of input and output. The main purpose of this paper is to construct a transparent and understandable model for flyrock prediction. Methodology and Approaches In this paper, a model is developed for flyrock prediction using M5P technique. This technique presents a tree structure which contains linear equations in its leaves and using these equations the flyrock can be predicted easily. In this model, the flyrock distance is estimated using the most important controllable blasting parameters (i.e. burden, spacing, stemming, blasthole length, blasthole diameter, powder factor and mean charge per blasthole). Results and Conclusions The accuracy and efficiency of the proposed model was evaluated using various statistical indices such as coefficient and determination (R2), variance account for (VAF) and root mean square error (RMSE). These indices were obtained 92.1%, 92%, and 3.9, respectively. Therefore, it can be concluded that M5P technique is a suitable and efficient means that provides an acceptable prediction for flyrock. Furthermore, the results indicated that the burden and blasthole diameter are the most and the least effective parameters on flyrock prediction, respectively. The output of this model can be considered as a preliminary estimation of flyrock, based on which the risk of hazards and potential accidents can be reduced to a desirable extent.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1136_ed6382561101a1cdb064a6767796eeee.pdf
معادن روباز
آتشباری
پرتاب سنگ
مدل درختی
تکنیک M5P
معدن مس سونگون
Open pit mines
Blasting
Flyrock
Model tree
M5P technique
Sungun Copper Mine
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
57
70
10.29252/anm.8.16.57
1230
Research Article
ارزیابی تأثیر اندازه نمونه در سنگ های رسوبی و اندازه سنگدانه در نمونه بتنی بر مقاومت فشاری تک محوره
Evaluation of Specimen Size-Effect in Sedimentary Rocks and Grain Size Effect in Concrete Specimens on Uniaxial Compressive Strength
محمد داربر
m.darbor@mi.iut.ac.ir
1
لهراسب فرامرزی
lfaramarzi@cc.iut.ac.ir
2
مصطفی شریف زاده
m.sharifzadeh@curtin.edu.au
3
هومن رضایی
hooman.rezaee@mi.iut.ac.ir
4
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشگاه کرتین استرالیا
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
در مهندسی سنگ، انتخاب اندازه مناسب نمونه برای تعیین مقاومت فشاری سنگ که معرف خواص مقاومتی سنگ باشد، بسیار مهم است. پیشبینی مقاومت فشاری تک محوره در قطرهای مختلف با استفاده از تئوریهای تأثیر اندازه نمونه بسیار با ارزش است. این تئوریها، به پنج مدل تجربی، آماری، مولتی فراکتال، نظریه شکست و نظریه شکست فراکتال تقسیمبندی شدهاند. بررسیهای محدودی برای تعیین همبستگی تئوریهای تأثیر اندازه با نتایج آزمایشهای تجربی در طبقهبندیهای مختلف، بر روی سنگها و نمونههای مصنوعی انجام شده است. در این مقاله، مؤلفان با مروری بر مطالعات گذشته، تأثیر اندازه نمونه را روی مقاومت فشاری تک محوره سنگهای رسوبی و نمونههای مصنوعی با استفاده از مدلهای تأثیر اندازه و تحلیلهای آماری بررسی کردهاند. همچنین در مطالعه تجربی، 84 نمونه بتنی با چهار قطر 56، 68، 72 و 94 میلیمتر و با سه دانهبندی مختلف 12-0، 20-0 و 25-0 میلیمتر ساخته شد. یافتهها نشان داد که در سنگهای رسوبی، بررسی تأثیر اندازه نمونه با استفاده از نظریه شکست، همبستگی خوبی با نتایج آزمایشهای تجربی دارد. در نمونههای مصنوعی، مدل هوک و براون مقادیر بالایی از ضرایب را نشان داد، اما این مدل برای نمونههای با قطرهای بزرگ، محافظه کارانه است. در این قطرها، مدل مولتی فراکتال همبستگی بهتری با اطلاعات آزمایشگاهی دارد. نتایج مطالعات تجربی نشان داد که در دانهبندیهای 20-0 و 25-0 میلیمتر، با افزایش قطر، مقاومت فشاری تک محوره، ابتدا روند افزایشی و سپس روند کاهشی دارد. در نمونههای با دانهبندی 12-0 میلیمتر، مقاومت فشاری یک روند افزایشی با افزایش قطر نشان داد. در نمونههای بتنی با دانهبندی ریز، مدلهای مولتی فراکتال و تأثیر اندازه با استفاده از نظریه شکست، روند صعودی تغییرات مقاومت را به خوبی نشان میدهند. همچنین در نمونههای با دانهبندی درشت، مدل مولتی فراکتال، بیشترین ضرائب را نشان داد.
Summary In rock engineering, the effect of scale on the strength and deformation properties of the rock mass is one of the most important issues. Prediction of uniaxial compressive strength in different diameters using the specimen size-effect models is valuable. To specify the application scope of the specimen size-effect models in the rock and concrete specimens, a few significant study have so far been carried out. This paper proposes a model of appropriate size-effect in sedimentary rocks and concrete specimens. Another object of this paper is discussion on the effect of specimen size and grain size on uniaxial compressive strength of rock and concrete specimens using statistical and experimental methods. The results of this study can be used for engineering designs in or on rocks and are more useful for determining of the elastic constants and compressive strength of rock. Introduction Dependence of compressive strength on the specimen size has a fundamental role in the designing of rock structures. In the rock mechanics, many experimental and analytical methods have been used to determine the specimen size-effect on the mechanical behavior of intact rock. In the area of rock mechanics and solid mechanics, the most notable proposed analytical models to predict the specimen size-effect on the uniaxial compressive strength are including the Weibull statistical theory (1951), the Hoek and Brown empirical theory (1980), the specimen size-effect model using fracture energy theory (Bazant, 1983 and 1984), the multi-fractal scaling model (Carpinteri et al., 1995), the fractal fracture size-effect model (Bazant, 1997) and the unified size-effect model for intact rock (Masoumi et al., 2015). To specify the application scope of these models in the rock and concrete specimens, few significant study have so far been carried out. Methodology and Approaches Statistical analysis of this study, were conducted in each size-effect model by means of a non-linear least-squares fitting algorithm and Levenberg-Marquardt method using SPSS software. In the experimental study, three concrete blocks of approximately 500mm×500mm×500mm in size with three different grain sizes (0-12, 0-20 and 0-25) were manufactured. After the curing time, using a laboratory drilling machine, cylindrical specimens were obtained from blocks with diameters of 56, 68, 72 and 94 mm and with a length-to-diameter ratio of 2.0 (L/D=2.0) according to the recommendation of International Society of Rock Mechanics (ISRM, 2007). ACI-211 standard and ASTM C33 standard were utilized for mixture design of samples and required grain sizes respectively. Results and Conclusions In the sedimentary rocks and concrete specimens, respectively, there was a good agreement between outputs of laboratory tests with the specimen size-effect model using fracture energy and the multifractal scaling model. In experimental study, results of uniaxial compressive strength tests for grain sizes 0-20 and 0-25 mm indicated that increase of the specimens' diameter resulted in first increase and then decrease of uniaxial compressive strength. The results of this study confirmed grain size effect on the predictions of specimen size-effect models (i.e. increase of the grain size, leads to reduction of the value of correlation coefficient for different models. These results can be used for engineering designs in rocks and concrete mixtures.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1230_9297bf304b5ba54c93ba89cc6f3e1034.pdf
تأثیر اندازه نمونه
تأثیر ابعاد دانه بندی
مقاومت فشاری تک محوره
تحلیل آماری
انرژی شکست
Specimen Size-Effect
Grain Size Effect
Uniaxial Compressive Strength
Statistical Analysis
Fracture Energy
Elastic Constats
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
71
85
10.29252/anm.8.16.71
1232
Research Article
شبیه سازی مدار آسیای خودشکن چغارت با استفاده از نرم افزار JKSimMet و بررسی تاثیر نیمه خودشکنی آن
Simulation of Choghart AG mill circuit using JKSimMet software and investigating the possibility of converting to SAG mill
محمد رنجبر بافقی
m.ranjbarbafghi@gmail.com
1
علی دهقانی
a.dehghani@yazd.ac.ir
2
محمد مهدی خسروی راد
mehdikhosrav@gmail.com
3
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بافق
تغییر مشخصات بار اولیه مدار فرآوری چغارت موجب کاهش کارائی آسیای خودشکن این کارخانه شده است. افزودن گلوله جهت کمک به خردایش کانسنگ اکسیده به عنوان یکی از راههای بهبود راندمان خردایش بررسی شد. در این موارد معمولاً از نرمافزارهای قابل اعتماد جهت شبیهسازی و پیشبینی تاثیر نیمه خودشکنی استفاده میشود. به همین منظور شبیهسازی مدار آسیای خودشکن چغارت و بررسی امکان افزودن گلوله به این آسیا با استفاده از نرمافرار JKSimMet انجام شد. از جریانهای ورودی و خروجی به آسیای خودشکن نمونهگیری شد و آزمایشهای خردایش جهت خصوصیتسنجی بار اولیه انجام شد. سپس با استفاده از نتایج حاصل از آزمایشها و اطلاعات مربوط به بار اولیه و مشخصات آسیا، مدار آسیای خودشکن چغارت شبیهسازی شد. نتایج به دست آمده انطباق توزیع ابعادی محصول شبیهسازی شده و واقعی آسیا را نشان داد. با استفاده از نتایج این شبیهسازی، پیشبینی شده است که ظرفیت این مدار، با افزودن گلولههای 100 میلیمتری به میزان 5 و 10 درصد حجمی آسیا، به ترتیب حدود 3 و 7 درصد افزایش خواهد یافت. افزودن 5/2 درصد حجمی گلوله در شرایطی تقریبا مشابه منجر به افزایش ظرفیت به میزان حدود 8 درصد و افزایش ابعاد محصول به میزان حدود 90 میکرون گردید، در حالی که توان مصرفی نیز حالت پایداری داشت.
Summary The variation of feed characteristics of the Choghart Iron Processing Plant has resulted in the reduction of AG mill efficiency. In this research, the possibility of converting the Choghart AG mill to SAG mill to stabilize the mill power draw and improve the grinding process was investigated. The JKSimMet software was used to simulate the circuit and predict the effect of charging steel balls to the AG mill. The results of grinding tests on the ore samples were used to simulate the circuit. The product size distribution predicted by the software was very close to the actual product size of the AG mill. The simulation of the circuit, using different tonnage of 100 mm steel balls showed that the mill throughput could increase by around 6 percent with a slight increase in the mill product size. The actual results of adding the steel ball to the plant were in agreement with the simulation results. Introduction The throughput of Choghart AG mill circuit was lower than the expected level for grinding the oxidized (or high Fe/FeO ratio) ores. Converting the AG mill to SAG mill to increase the grinding of this type of ore was the investigated option. The circuit was simulated by JKSimMet software and then adding of steel ball to the system was evaluated. The results were validated using the plant-scale studies. Methodology and Approaches Samples from the feed and product streams were collected, the relevant grinding tests were conducted and the selection and breakage functions of the ore were determined. The ore breakage test results and the specification of the feed material and AG mill and vibrating screen were used as input data to the JKSimMet software. Then charging different tonnage of the steel balls to the AG mill was evaluated. Plant-scale experiments were also conducted. Results and Conclusions Based on the impact and abrasion tests of the feed samples this ore was considered as a medium hard type ore. The simulation result for the mill product size distribution was very close to the actual data of the plant. Therefore, this software could be used to predict other changes in the circuit. The simulation results showed that by adding 5 and 10 percent (volume) of 100 mm steel balls to the Choghart AG mill its throughput could be increased by around 3 and 7 percent, respectively. The plant scale experiments with the same type of steel ball were in agreement with the simulation results. As it was expected the mill product size increased slightly
https://anm.yazd.ac.ir/article_1232_24fd926f08b5e7a265a93d3dbfdbf77f.pdf
آسیای خودشکن چغارت
آزمایش های شکست
شبیه سازی
نرمافزارJKSimMet
شارژ گلوله
Ghoghart AG Mill
Breakage Test
simulation
JKSimMet
Ball Charge
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
87
94
10.29252/anm.8.16.87
1229
Research Article
مقایسه مدل های فرکتالی عیار -تعداد (C-N) و عیار -مساحت (C-A) در جداسازی آنومالی های ژئوشیمیایی از زمینه در برگه 1:100000 سیه رود، شمال غرب ایران
Comparative analysis between concentration- number (C-N) and concentration- area (C-A) fractal models for separating anomaly from background in Siahrood 100,000 sheet, NW Iran.
علی اکبر دایا
aliakbardaya@eng.usb.ac.ir
1
راحله مرادی
rmoradi@pgs.usb.ac.ir
2
گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی شهید ولی الله نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان
گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان
یکی از مهمترین بخش مطالعات اکتشافات ژئوشیمیایی جداسازی آنومالی از زمینه برای عناصر گوناگون است. روشهای مختلفی برای این امر بکار میروند. یکی از این روشها، الگوریتمهای مبتنی بر هندسه فرکتال است. در این مقاله مدلهای فرکتالی عیار- تعداد و عیار- مساحت به منظور جدایش بیهنجاریهای ژئوشیمیایی عناصر مس، مولیبدن، آهن و آنتیموان در برگه 1:100000 سیه رود (آذربایجان شرقی)، شمال غرب ایران مورد استفاده قرار گرفتند. نخست 1238 نمونه رسوب آبراههای از محدوده برداشت شده و مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفتند. در مرحله بعد با ترسیم منحنی لگاریتمی عیار-مساحت و عیار- تعداد حدود آستانه تعیین و جوامع زمینه و بیهنجاریها برای عناصر مورد نظر در منطقه مورد مطالعه از یکدیگر جدا شدند. منحنیهای لگاریتمی سه جمعیت یا فاز ژئوشیمیایی در منطقه را تأیید میکند که با ساختارهای زمین شناسی منطقه از قبیل واحدهای سنگ شناسی، گسلها و دگرسانیها در ارتباط هستند. با استفاده از نتایج حاصل از این مدلسازی فرکتالی نقشههای بیهنجاری این عناصر در این محدوده ترسیم و جوامع آنومالی به تفکیک مشخص شدند. نقشههای بیهنجاری عناصر با موقعیت نشانههای معدنی هر عنصر برای هر دو مدل فرکتالی عیار- مساحت و عیار- تعداد مقایسه گردید. نتایج نشان داد که انطباق خوبی بین موقعیت مکانی نشانههای معدنی شناسایی شده در برگه سیه رود و مناطق بیهنجاری در هر دو مدل فرکتالی وجود دارد اما بیهنجاریهای حاصل از مدل فرکتالی عیار- مساحت دربرگیرنده نشانههای معدنی بیشتری است. این نکته به خصوص برای عنصر مس مشهود است. علاوه بر این نتایج نشان داد بیشترین بیهنجاریهای مس، آهن و مولیبدن منطبق بر واحدهای آذرین، دگرسانیهای مربوط به آنها و گسلها است.
Summary In this paper Concentration-Number (C-N) and Concentration-Area (C-A) fractal models were used for separating anomaly from background for Cu, Mo, Fe2O3 and Sb in Siahrood 1:100,000 sheet, NW Iran. First, 1238 stream sediment samples were taken and analyzed. Then, the threshold values were obtained for anomaly separation from the log- log plots. The log–log plots can be divided into three segments or phases that correlate with lithological formation, faults and alteration in the study area. Using the results of fractal modelling, the anomaly maps were drawn and anomalous areas were identified. Elemental anomaly maps resulted from the C-A and C- N fractal models were compared withthe locations of mineralization/deposits in the study area.Results showed thatthere was a good correlation between the locations of mineralization/deposits and anomaly region for both fractal models. But the concentration-area fractal model could hit more mineralization/deposits. This is more obvious for Cu. Results also showed that most of the Cu, Fe and Mo anomalies located in igneous rocks, altered igneous rocks and faults. Because of activity of hydrothermal solutions in intrusive rocks in the northern part of the study area and volcanic rocks in central parts, intrusive and volcanic rocks, altered and quartzite veins, and mineralization zones occur. Introduction Delineation of anomalies from background is an essential task in geochemical exploration. Geochemical data are usually characterized by their spatial positions, meaning that elemental concentration varies spatially. The concentration–area model (C–A model) has been developed and applied by many geoscientists. Another useful model for separating anomaly from background is the number–size model (N–S model), which has been widely used by many geoscientists. Methodology and Approaches Concentration-number and concentration-area fractal models were used for separating anomaly from background. Then with drawingthe log-log elemental plot the threshold values obtained for anomaly separation. Using the results of fractal modelling the anomaly maps were drawn and anomaly regions were identified. Elemental anomaly maps resulted from the concentration-area and concentration- number fractal models were compared withthe locations of mine indexes in the study area. Results and Conclusions Results showed thatthere was a good correlation between the locations of mine indexes and anomaly region for both fractal models. In other words most of anomalies derived from C-A and N-S models hits mine indexes in the region. But the concentration-area fractal model hit more mine indexes. This is more obvious for Cu. Results also showed that most of the Cu, Fe and Mo anomalies located in igneous rocks, altered igneous rocks and faults.
https://anm.yazd.ac.ir/article_1229_78dea3373aa7606e9cdcd4f1ad877e3d.pdf
مدل فرکتالی عیار- تعداد
مدل فرکتالی عیار- مساحت
آنومالی های ژئوشیمیایی
آذربایجان شرقی
Fractal concentration- number model
Fractal concentration- area model
Geochemical anomalies
East Azerbaijan
per
دانشگاه یزد
روش های تحلیلی و عددی در مهندسی معدن
2251-6565
2676-6795
2018-10-23
8
16
95
106
10.29252/anm.8.16.95
839
Technical Note
تأثیر میزان تنش و ابعاد صفحه بر مدول تغییر شکل توده سنگ در آزمایش بارگذاری صفحهای
Effects of Stress Value and Loading Plate Dimensions on In-situ Deformation Modulus of Rock Mass in Plate Loading Test
محسن رضائی
rezaei.eng@stu-mail.um.ac.ir
1
محمد غفوری
ghafoori@um.ac.ir
2
رسول اجل لوئیان
rasajl@sci.ui.ac.ir
3
گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد
گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد
گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان
مدول تغییر شکل تودهسنگ که از مهمترین پارامترهای تودهسنگ در طراحیهای مهندسی سنگ است، به دو روش مستقیم(با استفاده از روابط تجربی) و غیر مستقیم(با استفاده از آزمایشهای برجا) به دست میآید. آزمایش بارگذاری صفحهای با توجه به حجم نسبتاً بزرگی از سنگ، که تحت تأثیر قرار میدهد و نیز روش انجام سادهتر آن، از معمولترین آزمایشها برای اندازهگیری مدول تغییرشکلپذیری برجای تودهسنگ است. این آزمایشها بسته به هدف آزمایش و کاربرد نتایج آن، با تنشهای متفاوت و اندازه صفحات بارگذاری متفاوت انجام میشوند. در این پژوهش، مقایسهای بین نتایج آزمایشهای انجام شده با دو تنش مختلف و همچنین صفحات با قطر متفاوت صورت گرفته است. در این مقایسه از روشهای آماری تحلیل همبستگی و آزمون t با زوج دادهها استفاده گردید. نتایج تحلیلهای انجام شده بر روی آزمایشهای با حداکثر تنشهای 20 و 40 مگاپاسکال، نشان میدهد که بین نتایج آزمایش با بارهای مختلف، اختلاف معنیداری وجود ندارد و میزان بیشینه تنش وارده بر سنگ، بر مدول تغییرشکلپذیری به دست آمده از آزمایش، تأثیری نداشته است ولی نتایج حاصل از آزمایشهایی که با دو صفحه با قطرهای متفاوت در یک موقعیت انجام شدهاند، نشان میدهد که، اختلاف معنیداری بین آنها وجود دارد و مدول تغییر شکلپذیری به دست آمده از آزمایش با صفحات با قطر بزرگتر، در تودهسنگهای با کیفیت بالا، بزرگتر از صفحات با قطر کمتر بوده و در تودهسنگهای ضعیف، برعکس است. به نظر میرسد، این اختلاف ناشی از تأثیر نسبت ابعاد صفحه بارگذاری به ابعاد گالری آزمایش باشد.
Summary The plate loading test is one of the most common in-situ tests used for evaluation of rock mass deformation modulus. In this test, during several cycles of loading and unloading, corresponding displacements are measured. These tests are carried out under different values of stress and by different plate dimensions. In this study, a comparison has been made between the results of this test considering two different stress values and two different plate sizes. Introduction Rock mass deformation modulus (Erm) is a basic input parameter for most rock engineering projects. For these purposes, it is necessary to obtain this parameter before starting numerical modeling. The plate loading test is a common test for determination of rock mass deformation modulus. This test has been used in several projects around the world. Erm of rock masses in Bakhtiari dam site is determined by Plate loading tests using different loading plate sizes and different stress values. Bakhtiari dam site is located in southwest part of Iran, almost 70 km northeast of Andimeshk city (Khuzestan province), and 65 km southwest of Doroud city (Lorestan province). In this paper, the obtained Erm from plate loading tests with different stress values and different plate sizes has been compared. Methodology and Approaches Plate loading tests at Bakhtiari Dam site are carried out using rigid loading plates with diameters of 650 and 915 mm and under maximum stresses equal to 20 and 40 MPa. In this test, two opposite areas in test galleries are loaded using rigid loading plates by means of hydraulic pump system. During the tests, the rock displacements are measured using borehole extensometers that fixed in several positions inside the drilled boreholes in the center of each loading area. The deeper extensometer in each borehole (used as a fixed point) is positioned at the end of borehole at depths more than 6 m. Erm is calculated according to ASTM D 4394 – 08. Results and Conclusions In the Bakhtiari dam site, plate loading tests carried out to determine deformation modulus of rock mass with different loading plate size and different stresses. In case of two maximum stress values of 20 and 40 MPa, no significant difference is evaluated. Conversely, using two different diameter plates in same position resulted in significant different results. For high quality rock masses, the larger the plate diameter is, the greater the evaluated Erm is. This difference is recognized to be related to the ratio of gallery dimension to loading plate size.
https://anm.yazd.ac.ir/article_839_3bbd1c01c88d350f40a56a9227dba789.pdf
مدول تغییرشکلپذیری
تودهسنگ
آزمایش بارگذاری صفحه ای
تنش
Rock Mass
Plate Loading Test
Stress
In Situ Test
Deformation Modulus