به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

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

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

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

علی لکی روحانی

  • علی لکی روحانی*، محمد حدادیان
    بتن مسلح به الیاف فولادی به عنوان پوشش موقت یا دائمی بر روی جدار سنگی تونل ها و یا شیب مجاور جاده ها استفاده می شود، بنابراین بررسی رفتار اندرکنشی بتن متصل به سنگ زیرین دارای اهمیت ویژه ای است. در این مقاله با استفاده از آزمون مقاومت فشاری تک محوری رفتار مقاومتی نمونه های کامپوزیت ماسه سنگ/بتن مسلح به الیاف فولادی، مورد بررسی قرار می گیرد. برای ساخت نمونه های کامپوزیت، از درصد های مختلف الیاف فولادی برای بخش بتنی نمونه ها استفاده شد و همچنین ارتفاع بخش بتنی و سنگی نمونه ها نیز متغیر در نظر گرفته شد. مطابق با نتایج بدست آمده، همبستگی مثبت متوسطی بین مقاومت فشاری تک محوری و درصد الیاف فولادی وجود دارد، به عبارت دیگر با افزایش درصد الیاف فولادی مقاومت نمونه کامپوزیت افزایش می یابد. با افزایش ارتفاع بخش بتنی نمونه ها، مقاومت فشاری تک محوری کاهش می یابد و همبستگی منفی متوسطی بین مقاومت فشاری و ارتفاع بخش بتنی نمونه ها وجود دارد. در همه نمونه ها مقاومت فشاری تک محوری نمونه کامپوزیت بین مقاومت فشاری تک محوری نمونه بتنی و مقاومت فشاری نمونه سنگ بکر قرار دارد. فرم ترک خوردگی پیش از گسیختگی در بخش بتنی به صورت مورب و در بخش سنگی به صورت ترک های طولی می باشد. با کاهش ارتفاع بخش بتنی، محصور شدگی بخش بتنی بین فکه صلب بالایی از یک طرف و بخش سنگی از طرف دیگر، بیشتر می شود و مقاومت نمونه افزایش می یابد. همبستگی معنی داری در نمونه های کامپوزیت بین سرعت موج فشاری و درصد الیاف فولادی یا بین سرعت موج فشاری و نسبت ارتفاع بخش بتنی به ارتفاع کل نمونه، مشاهده نشد.
    کلید واژگان: سنگ-بتن، نمونه کامپوزیت، سطح تماس، مقاومت فشاری تک محوری، ماسه سنگ
    Ali Lakirouhani *, Mohammad Hadadian
    Steel fiber reinforced concrete is used as a temporary or permanent lining on the rock wall of tunnels or the slope of roadways, so investigating the interaction behavior of concrete attached to the surrounding rock is of particular importance. In this article, using uniaxial compressive strength test, the strength behavior of sandstone/steel fiber reinforced concrete composite samples is investigated. To make composite samples, different percentages of steel fibers were used for the concrete part of the samples, and also the height of the concrete and rocky parts of the samples were considered variable. According to the obtained results, there is a moderate positive correlation between the uniaxial compressive strength and the percentage of steel fibers, in other words, by increasing the percentage of steel fibers, the strength of the composite sample increases. As the height of the concrete part of the samples increases, the uniaxial compressive strength decreases and there is a moderate negative correlation between the compressive strength and the height of the concrete part of the samples.The pattern of cracking before failure is diagonal in the concrete part and longitudinal cracks in the stone part. By reducing the height of the concrete part, the confinement of the concrete part between the upper rigid plate on one side and the rock part on the other side increases and the strength of the sample increases.
    Keywords: Rock-Concrete, Composite Specimen, Contact Surface, Uniaxial Compressive Strength, Sandstone
  • علی لکی روحانی*، فرزاد موسی خانی، علیرضا معظمی
    اندازه ذرات خاک های دانه ای و دانه بندی آنها تاثیر زیادی بر رفتار برشی آنها دارند. تحقیق در مورد ناحیه برش در آزمایش برش مستقیم، اهمیت زیادی در پروژه های مرتبط با تسلیح خاک با استفاده از ژیوگرید دارد. هدف این مقاله بررسی آزمایشگاهی رفتار برشی خاک های دانه ای با اندازه ذرات متفاوت می باشد. آزمایشات برش مستقیم بزرگ مقیاس در سه بخش انجام شده اند. بخش اول آزمایشات مربوط به 4 نوع خاک دانه ای با دانه بندی و اندازه ذرات متفاوت می باشد. بخش دوم مربوط به آزمایشات انجام شده بر روی نمونه های ترکیبی است و در بخش سوم تاثیر یک قطعه بتنی بر روی مقاومت برشی خاک دانه ای بررسی می شود. مطابق با نتایج بدست آمده با بزرگترشدن اندازه ذرات، پوش گسیختگی برشی بالاتر رفته و نمونه از مقاومت برشی بالاتری برخوردار می شود، با بزرگ شدن اندازه ذرات، زاویه اصطکاک مصالح و زاویه اتساع نیز افزایش می یابد. یافته اصلی پژوهش انجام شده اینست که مصالح قرار گرفته در ناحیه برش تاثیر زیادی در مقاومت و رفتار نمونه دارد. در نمونه های ترکیبی اگر ماسه در ناحیه برش قرار داشته باشد، اگرچه بالا و پایین نمونه از شن باشد، رفتار و مقاومت نمونه نزدیک به ماسه خالص است و اگر شن در ناحیه برش قرار گیرد هرچند بالا و پایین نمونه ماسه باشد، رفتار و مقاومت برشی نمونه ترکیبی نزدیک به نمونه شنی می شود. همچنین ضخامت ناحیه برش وابسته به ابعاد ذرات است، با بزرگ شدن دانه بندی ضخامت ناحیه برش افزایش می یابد. وجود قطعه بتنی در ناحیه برش، باعث افزایش مقاومت برشی و زاویه اصطکاک داخلی نمونه ماسه ای می شود.
    کلید واژگان: پوش گسیختگی، اثر اندازه، زاویه اتساع، آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس، صفحه برش
    Ali Lakirouhani *, Farzad Mousakhani, Alireza Moazzami
    The particle size of granular soils have a great effect on their shear behavior. The purpose of this article is to investigate the shear behavior of granular soils with different particle sizes. The large-scale direct shear tests are conducted in three parts. The first part of the experiments is related to 4 types of granular soil with different particle size. The second part is related to the tests performed on composite samples and in the third part, the effect of a concrete block on the shear strength of granular soil is investigated. According to the results, as the particle size of the material increases, the push of the shear failure increases and the sample has a higher shear strength, in the same way, as the size of the particles increases, the friction angle of the materials and the dilation angle increases. The main finding of this article is that the materials located in the shear zone have a great impact on the strength of the sample. In composite samples, if the sand is compacted in the shear zone, although the top and bottom of the sample is gravel, the behavior and strength of the sample is close to that of pure sand. The thickness of the shear zone is dependent on the size of the particles, the thickness of the shear zone increases as the grain size increases. The concrete block in the shear zone increases the shear strength and internal friction angle of the sand sample.
    Keywords: Failure push, size effect, Dilation Angle, Large scale direct shear test, Shear plane
  • علی لکی روحانی*، محمد بهره دار

    تعیین جهت و مقدار تنش های برجا به عنوان اساسی ترین پارامتر مورد نیاز برای ارزیابی پایداری دیواره گمانه بسیار با اهمیت هستند. یکی از روش ها برای تعیین جهت و مقدار تنش های برجا، پدیده ی بریک-آوت گمانه است. پدیده ی بریک-آوت گمانه که منجر به خرابی و ریزش جدار گمانه حفاری شده می شود، ناشی از افزایش تنش برشی به علت تمرکز تنش فشاری در پیرامون گمانه است. در این مقاله با تلفیق روابط تنش پیرامون گمانه بر پایه تیوری الاستیسیته با معیار خرابی موگی-کولمب عرض و عمق خرابی بدست آمد. سپس حداقل فشار سیال داخل گمانه برای جلوگیری از خرابی دیواره گمانه مورد ارزیابی قرار گرفت و همچنین تاثیر مشخصات فیزیکی مصالح، نسبت تنش های برجا و فشار سیال بر روی ابعاد بریک-آوت بررسی شد. در بخش دوم مقاله برای ماسه سنگ انتخابی215 تحلیل بریک- آوت برای مشخصات مکانیکی و تنش های برجای مختلف انجام شد. هدف این مقاله ارزیابی ارتباط بین عرض و عمق خرابی می باشد. ضریب همبستگی بین عرض و عمق خرابی با استفاده از رگرسیون ساده خطی R=0.74 بدست آمد همچنین بر اساس روش برنامه ریزی بیان ژن (GEP) مقدار ضریب همبستگی R=0.82 نتیجه شد. این بدین معنی است که همبستگی متوسط تا زیادی بین این دو پارامتر وجود دارد و اگر قرار باشد مقادیر تنش برجای σ_h و σ_H را بر اساس هندسه بریک- آوت بدست آورد، با توجه به همبستگی بالای عرض و عمق خرابی فقط می توان یکی از این دو تنش را بدست آورد.

    کلید واژگان: موگی-کولمب، بریک-آوت گمانه، برنامه ریزی بیان ژن، عرض و عمق خرابی، تنش برجای
    Ali Lakirouhani *, Mohammad Bahrehdar

    Determining the directions and the values of in-situ stresses is of great importance as the most fundamental parameter needed to evaluate the borehole wall's stability. One of the methods for determining the directions and values of in-situ stresses is the borehole breakout phenomenon, which is developed by an increase in shear stress due to the concentration of compressive stress around the borehole and leads to the failure and collapse of the drilled borehole wall. In the present article, the width and depth of the failure were obtained by combining the stress relations around the borehole based on the theory of elasticity and through the Mogi-Coulomb failure criterion. Then, the minimum fluid pressure inside the borehole was evaluated to prevent damage to the borehole wall, and the effect of physical properties of materials, in situ stress ratio, and fluid pressure on the breakout dimensions was investigated. In the second section of this article, 215 breakout analyzes for different mechanical properties and in situ stresses were carried out for the selected sandstone. The objective of the present study is to evaluate the relationship between the width and depth of failure. The correlation coefficient between the width and depth of failure was equal to R=0.74 using simple linear regression. Moreover, the correlation coefficient's value was calculated to be R=0.82 based on the gene expression programming (GEP) method. It means that there is a moderate to strong correlation between these two parameters, and if the values of in situ stresses σ_h, σ_H to be obtained based on the breakout geometry, only the value of one of these stresses can be obtained due to the high correlation between width and depth of failure.

    Keywords: Mogi-Coulomb, Borehole breakout, Gene expression programming, width, depth of failure zone, in-situ stress
  • علی لکی روحانی، محمد بهره دار*

    حفر گمانه موجب از بین رفتن تعادل تنش های موجود در ساختار پیرامون گمانه و تمرکز تنش فشاری بر روی دیواره خواهد شد. چنین تغییراتی در تنش های پیرامون گمانه می تواند موجب آسیب سازند و حالت متفاوتی از ناپایداری گمانه نظیر ریزش دیواره تحت اثر شکست برشی شود. پدیده ی بریک-آوت گمانه (ریزش دیواره تحت اثر شکست برشی) ناشی از افزایش تنش برشی در دیواره ی گمانه به دلیل افزایش تنش محیطی در پیرامون دیواره است. در مقاله ی حاضر هدف، مقایسه چهار معیار گسیختگی موهر-کولمب، هوک-براون، گریفیث و فیرهرست در تخمین عمق و عرض زاویه ای ناحیه خرابی بدست آمده از دیواره گمانه، تحت اثر تنش های برجای ناهمسان افقی است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از تابع خرابی معیارهای گسیختگی (F) در صفحه ی σ1-σ3 می توان مناطق خرابی، دست نخورده و مرز گسیختگی پیرامون گمانه را بدست آورد. مساحت زیر منحنی هر یک از این معیارها در صفحه ی  σ1-σ3 هر چقدر بیشتر باشد، ناحیه خرابی کمتری برای آن معیار در پیرامون گمانه رخ خواهد داد، به طور مثال مساحت زیر منحنی در صفحه ی σ1-σ3 برای معیار گریفیث کمتر از مساحت زیر منحنی سایر معیارها است، بنابراین منطقه خرابی با در نظر گرفتن معیار گریفیث بیشتر از سه معیار دیگر است. عرض زاویه ای بدست آمده از معیارهای هوک-بروان، موهر-کولمب و فیرهرست برخلاف معیار گریفیث بر هم منطبق اند زیرا هر سه معیار محور σ1 را در عرض یکسانی در صفحه ی σ1-σ3قطع می کنند. همچنین مقدار عمق خرابی در راستای تنش برجای کمینه برای دو معیار فیرهرست و گریفیث به ازای مقدار ثابت برای اختلاف تنش های برجا σd=σH-σh، بیشتر از دو معیار دیگر بدست آمده است. با مقایسه معیارهای گسیختگی مشاهده شد، نتایج معیار فیرهرست و گریفیث با افزایش نسبت تنش های برجا (σH/σh)، برخلاف معیارهای هوک-براون و موهر-کولمب به نتایج آزمایشگاهی نزدیک تر است.

    کلید واژگان: ..، عمق، عرض زاویه ای، ناحیه خرابی، بریک-آوت گمانه
    Ali Lakirouhani, Mohammad Bahrehdar*

    Actually, after drilling a borehole, some materials would be eliminated from the original rock mass. The exhumed materials no longer can carry the stresses transferred to the rock surrounding the borehole. The process represents a stress concentration in the rock around the borehole. The so-called borehole breakout failure results from an enhancement in shear stress on the borehole wall because of the excavation-induced increase of the hoop stress surrounding the wall. Vertical borehole breakouts generated via un-equal horizontal in-situ stresses are usually focused in two opposed areas along the least horizontal in-situ stress. Excavation cause loss of balance stresses around the borehole and also cause compressive stress concentration on the walls. Changes in stresses around the borehole may cause formation damage. This status results in other modes of borehole instability such as collapsing of the wall due to shearing failure. Breakout phenomenon (collapsed walls under shear failure) will occur by increased shear stress at the borehole wall which by itself is due to an increase in hoop stress on the wall. In this paper, the goal is to compare four failure criteria including, Mohr-Coulomb, Hoek-Brown, Griffith and Fairhurst to estimate the depth and angular width of the borehole wall in damaged zone, where the stresses are heterogeneous. The results show that damaged zone, undamaged zone and boundary curve of failure around the borehole, can be obtained using the function of failure criteria (F) in σ1-σ3 plane. The more that the area under the curves of these criteria would be in σ1-σ3 plane, the less damaged zone will occur around the borehole.  For instance, the area under the curve for Griffith criteria in σ1-σ3 plane, is less than the area of other criteria. So damaged area in Griffith criteria is more than 3 other criteria. Angular width obtained from Hoek-Brown criterion, Mohr-Coulomb criterion and Fairhrust criterion (unlike Griffith) coincide, because these 3 criteria cut the σ1 axis with the same width in σ1-σ3 plane. Also, with the constant value for difference of in-situ stresses (σd=σH-σh), depth of the failure in minimum in-situ stress direction is more in Griffith and Fairhrust criteria in compare with 2 other criteria. By comparing the failure criteria, it has been observed that, with an increase in in-situ stresses ratio (σH/σh), the results of Griffith and Fairhrust criteria are more close to experimental results in compare with 2 other criteria (Hoek-Brown and Mohr-Coulomb).

    Keywords: .., Depth, Angular width, Damage zone, Borehole breakout
  • علی لکی روحانی*، مجید بخشی، افشین زهدی

    ترکیب، بافت و ریزساختار سنگ ها بر روی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها، مانند وزن مخصوص، سرعت موج فشاری و موج برشی و مقاومت کششی و فشاری آنها موثر هستند. یکی از پارامترهای مهم در بخش ریزساختار سنگ ها، درصد کانی کوارتز می باشد. در این پژوهش، هدف بررسی تاثیر ویژگی های کانی شناسی ماسه سنگ ها بالاخص درصد کانی کوارتز بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی سه گروه ماسه سنگ با میانگین درصد کوارتز کم (کمتر از 65 درصد)، متوسط (مابین 65 تا 80 درصد) و بالا (بیشتر از 80 درصد) می باشد. تعداد 26 نمونه از جنوب استان زنجان جمع آوری و طی برنامه ی جامعی از آزمون های مکانیک سنگی، ویژگی های کانی شناسی و پارامترهای مهندسی مانند وزن مخصوص خشک، درصد تخلخل، سرعت موج فشاری و آزمایش کششی برزیلی تعیین و ارتباط آنها با استفاده از آنالیز رگرسیون تک متغیره بررسی شد. نتایج نشان می دهد که ترکیب کانی شناسی بر روی ویژگی های مقاومتی تاثیرگذار بوده و با افزایش درصد کانی کوارتز در نمونه ها دو پارامتر فیزیکی وزن مخصوص خشک و سرعت موج فشاری و پارامتر مکانیکی مقاومت کششی برزیلی افزایش می یابند. همچنین با توجه به همبستگی مابین پارامترهای فیزیکی می توان سرعت موج فشاری را با تقریب مناسبی با استفاده از پارامتر تخلخل برای ماسه سنگ های مناطق مورد مطالعه پیش بینی نمود.

    کلید واژگان: ماسه سنگ، ترکیب کانی شناسی، سرعت موج فشاری، درصد تخلخل، مقاومت کششی برزیلی
    Ali Lakirouhani *, Majid Bakhshi, Afshin Zohdi

    The composition, texture and microstructure of rocks affect their physical and mechanical properties such as dry unit weight, porosity, p-wave velocity and Brazilian tensile strength. The aim of this study was to investigate the effect of mineralogy sandstone characteristics on physical and mechanical properties of sandstone in three groups with low mean quartz (less than 65%), moderate (65 to 80%) and high (more than 80% ) and 26 samples were collected from southern province of Zanjan city Then, a comprehensive program of rock mechanic tests are planned and mineralogical properties and engineering parameters such as dry unit weight, porosity, P-wave velocity and Brazilian tensile strength were determined and their relationship was investigated using linear regression analysis. The results show that the mineral composition is effective on the strength properties and increasing the quartz mineral content in the samples, two physical parameters of dry unit weight and P-wave velocity and a mechanical parameter Brazilian tensile strength increase. Also, due to the correlation between physical parameters, P-wave velocity can be predicted with appropriate approximation using porosity parameter for sandstone in studied regions and the results can be used in geomechanical studies.

    Keywords: Sandstone, Mineralogical composition, P-wave velocity, POROSITY, Brazilian tensile strength
  • علی لکی روحانی*، جبار الدین عباسی

    با حفرگمانه در توده سنگ و در اعماق زیاد توزیع تنش پیرامون آن برهم خورده و در مجاورت آن تمرکز تنش ایجاد می شود. اگر تنش های برشی ایجاد شده ناشی از فشار تنش های برجا، در سنگ پیرامون گمانه از مقاومت آن بیش تر شوند، باعث رخداد نوعی از خرابی در پیرامون گمانه می گردد که به آن خرابی بریک- اوت گفته می شود. مشاهده شده که نواحی خرابی بریک- اوت در امتداد تنش اصلی کوچک تر ایجاد شده و توسعه پیدا می کنند. در این مقاله با فرض رفتار الاستیک توده سنگ، به حل تحلیلی خرابی بریک- اوت با استفاده از معیار خرابی موهر- کولمب و هوک- براون برای مدل های دوبعدی پرداخته می شود و گستره خرابی با استفاده از این دو معیار بدست می آید. مطابق با نتایج بدست آمده از مدل ریاضی، پارامترهای موثر در عمق و عرض بریک- اوت رخ داده در پیرامون گمانه، وابسته به مشخصات مکانیکی مصالح موجود در معیار خرابی انتخاب شده و همچنین مقدار و نسبت تنش های برجا می باشند. درصورتیکه نسبت تنش های برجا یک باشد، خرابی از نوع بریک- اوت رخ نخواهد داد. همچنین با افزایش کیفیت سنگ، گستره خرابی بریک- اوت کم تر می شود و با کاهش مشخصات مکانیکی سنگ و افزایش مقدار و نسبت تنش های برجا محدوده خرابی بزرگ تر می شود.

    کلید واژگان: مدل ریاضی دوبعدی، خرابی بریک-اوت، معیار خرابی موهر-کولمب، معیار خرابی هوک- براون، رفتار الاستیک
    Ali Lakirouhani *, Jabbar Addin Abbassi

    By drilling borehole in the ground, the distribution of stress around it changes and stress concentration is created. If the shear stresses induced by in- situ stresses is more than rock strength, it causes a kind of failure around the borehole, which is called breakout. It has been observed that breakout failure zones are initiated and propagated in the direction of minimum in- situ stress. In this paper, by assumption of elasticit behavior of rock mass, the analytical 2D analysis of breakout failure using the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown failure criteria is addressed and the failure zone is obtained by using these two criteria. According to the results of the mathematical model, the effective parameters in the depth and width of the breakout occurring around the borehole are depended on the mechanical properties of the materials in the medium as well as the amount and ratio of in- situ stresses. If the ratio of stresses is one, breakout failure will not occur. Also, with increasing the rock quality, the breakout depth decreases, and with decreasing rock strength and increasing the amount and ratio of stresses, the breakout area becomes larger.

    Keywords: 2D Analytical Model, Breakout Failure, Mohr-Coulomb Failur Criterion, Hoek-Brown Failure Criterion, elastic behavior
  • علی لکی روحانی*، مژگان عباسیان
    رفتار و مقاومت برشی فصل مشترک خاک دانه ای-ژئوسنتتیک مورد توجه برخی از محققین بوده است. اهمیت این مساله به دلیل کاربرد زیاد ژئوسنتتیک ها در لایه های خاک به منظورهای مختلف می باشد. از خانواده بزرگ ژئوسنتتیک ها می توان گفت که ژئوگرید بیشترین کاربرد و سطح استفاده شده را در میان لایه های خاک داراست. این مقاله شرح و نتایج پژوهشی است که بر روی فصل مشترک خاک دانه ای- ژئوگرید انجام گرفته است. روش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس برای ژئوگرید با اندازه های مختلف چشمه، و خاک دانه ای با درصد تراکمهای مختلف می باشد. شاخص ارزیابی نتایج بر مبنای منحنی های رفتاری خاک یعنی منحنی های تنش-جابجایی و مقاومت پیک می باشد. هدف بررسی تاثیر اندازه چشمه ژئوگرید و درصد تراکم نسبی خاک بر روی رفتار و مقاومت برشی می باشد، چرا که مقدار مقاومت برشی ناشی از سه مولفه می باشد 1 ): مقاومت ناشی از اصطکاک و قفل و بست دانه های خاک با یکدیگر. 2) مقاومت ناشی از اصطکاک دانه های خاک با سطح ژئوگرید. و 3 )مقاومت ناشی از برخورد خاک با نوارهای عرضی ژئوگرید. به منظور ارزیابی راحت تر، پارامتر αبه صورت نسبت تنش برشی حداکثر در سطح مشترک خاک-ژئوگرید به تنش برشی حداکثر در خاک تعریف شد. نتایج نشان می دهد با افزایش تراکم خاک، کاهش مقاومت در فصل مشترک خاک-ژئوگرید بیشتر می شود و همچنین با کاهش فواصل نوارهای عرضی ژئوگرید، مقاومت برشی فصل مشترک خاک-ژئوگرید بیشتر کاهش خواهد یافت.
    کلید واژگان: خاک دانه ای، ژئوگرید، آزمایش برش مستقیم، نسبت تنش برشی، فصل مشترک خاک- ژئوگرید
    A. Lakirouhani *, M. Abbasian
    It has been of great interest among the researchers to investigate the behavior of soil_geogrid interface. Due to the wide use of geogrids between different layers of soil; these investigations are very important. This paper shows the results of experimental tests on soil_geogrid interface. This study conducts a series of large scale direct shear tests to investigate the interface shear strength of granular soil with various degrees of compaction and various sizes of geogrid apertures. The shear stress versus shear displacement curves and peak shear strength are important for evaluating the results. The interactions between soil and geogrid may include the following mechanisms: 1) shear resistance between soil and the surface of the geogrids; 2) internal shear resistance of the soil in the opening area; and 3) passive resistance of the transverse ribs. The value of α was defined to evaluate the effect of geogrid on the shear strength of the soil which is the ratio of geogrid_soil shear strength to internal shear strength of soil. The results showed that a larger degree of compaction reduces the resistance in soil_geogrid interface and shear strength of soil_geogrid interface will be reduced further by reducing the distances of transverse ribs of geogrid.
    Keywords: Granular soil, Geogrid, Direct Shear Test, Shear stress ratio, Soil-Geogrid Interface
  • علی لکی روحانی *، سعید فرخنده
    اگرچه شکست هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی می باشد اما فشار شکست بدست آمده از پروسه شکست هیدرولیکی دارای اهمیت فراوانی است، از این جهت که این فشار به تنش های برجای محیطی ارتباط پیدا می کند. در شکست هیدرولیکی سیال در طی زمان، به درون یک گمانه تزریق می شود تا زمانیکه فشار آن به حدی برسد که در جدار گمانه شکست کششی رخ دهد. فشار سیال درون گمانه، در لحظه رخداد شکست را فشار شکست می گویند که معادل است با نقطه پیک بدست آمده از منحنی فشار- زمان. روابط ساده و کلاسیکی وجود دارد که فشار شکست را به تنش های برجای محیطی ارتباط می دهد و تخمین تنش های برجا از چالش های مهم در ژئومکانیک می باشد. در این مقاله به مدل سازی شکست هیدرولیکی با استفاده از شبکه تفاضل محدود پرداخته می شود. مدل سازی به صورت دوبعدی با فرض کرنش مسطح می باشد. هدف از مدل سازی بررسی بر روی پارامترهای موثر بر فشار شکست می باشد، پارامترهایی که در روابط کلاسیک وجود ندارند اما موثر بر فشار شکست هستند. پس از صحت سنجی مدل و مطابق با نتایج این مقاله فشار شکست نه تنها به تنش های برجا و مقاومت کششی سنگ ارتباط دارد، بلکه شعاع گمانه ای که در آن شکست انجام می شود و ترک های از قبل موجود در جدار گمانه پارامترهایی موثر در شکست هیدرولیکی و فشار شکست هستند. تغییرات شعاع گمانه در حالت تنش های برجای همسان، تاثیری بر فشار شکست ندارد، اما در حالت تنش های ناهمسان، افزایش شعاع گمانه موجب کاهش فشار شکست می شود و با افزایش تنش انحرافی (اختلاف بین تنش های برجا) ، نرخ کاهش فشار شکست نیز افزایش می یابد.
    کلید واژگان: شکست هیدرولیکی، تفاضل محدود، مدل سازی عددی، فشار شکست، تنش های برجا
    Ali Lakirouhani *
    Although hydraulic fracturing has many applications, but breakdown pressure from hydraulic fracturing process is very important, since this pressure is related to the in situ stresses. In hydraulic fracturing fluid over time, injected into a borehole until it reaches to the limit such that tensile fractures occur in the wellbore wall. At the moment of occurrence of fracture, fluid pressure within the wellbore, said the breakdown pressure that is equivalent to the peak point of the pressure-time curve. There are simple and classic relations that related breakdown pressure to the in situ stresses. Estimation of in-situ stresses is a major challenge in Geomechanic. In this paper, the finite difference modeling of hydraulic fracturing will be discussed. Modeling is base on two-dimensional plane strain assumptions. The purpose of the modeling is to study on parameters affecting the breakdown pressure, parameters that do not exist in the classical relations but affect the breakdown pressure. After validation of the model and in accordance with the results of this paper breakdown pressure not only is related to the in-situ stresses and rock tensile strength but also wellbore radius and pre-existing cracks in the wall of the wellbore are parameters that involved in hydraulic fracturing and breakdown pressure. For isotropic in situ stresses variation of wellbore radius dont effect on the breakdown pressure but for non-isotropic in situ stresses with increasing wellbore radius breakdown pressure decreases and with increasing deviatoric stresses (difference between in situ stresses), the rate of breakdown pressure reduction increases.
    Keywords: Hydraulic Fracturing, Finite Difference Method, Numerical modeling, Breakdown Pressure, In situ stresses
  • علی لکی روحانی *، محمد بهره دار، سیدمسعود حسینی

    هدف از انجام آزمایش حاضر، بررسی تاثیر زاویه و وضعیت قرارگیری ژئوتکستایل در پارامترهای مقاومتی خاک است. رفتار نمونه های مورد
    آزمایش براساس نتایج آزمایش برش مستقیم و نمودارهای به دست آمده از آن تحلیل و بررسی شده اند. در بررسی های انجام شده، سه حالت چیدمان مدنظر بود که شامل 3 وضعیت افقی، قائم و مورب است. هر کدام از وضعیت های مذکور نیز چیدمان های دیگری داشتند که در مجموع 17 نوع چیدمان مختلف تحت 3 تنش سربار در نوشتار حاضر آزمایش شده اند. جنس خاک مورداستفاده در آزمایش انجام شده از نوع ماسه است. نتایج نشان می دهد در چیدمان های افقی، نمونه های مسلح سختی برشی اولیه ی کمتری دارند و همچنین رفتار نرم تری از خود نشان می دهند. در چیدمان های قائم با افزایش تعداد لایه ها، مقاومت برشی نیز افزایش پیدا می کند. مقاومت برشی چیدمان مورب 2 لایه نسبت به چیدمان قائم 2 لایه بیشتر است. مثلا برای سربار 2 کیلوگرم بر سانتی مترمربع، برای چیدمان 2 لایه ی قائم، 23\٪ و 2 لایه ی مورب، 33\٪ افزایش مقاومت بوده است. همچنین در چیدمان های مورب، هر چقدر زاویه ی قرارگیری نسبت به افق کمتر شود، مقاومت برشی نیز افزایش خواهد یافت.

    کلید واژگان: ژئوتکستایل، مقاومت برشی، ماسه ی مسلح، ناحیه برش
    A. Lakirouhani *, M. Bahrehdar, S. M. Hosseini

    Investigation of the effect of angle and geotextile position on the sand resistance parameters is the aim of this experiment. The behaviors of the tested samples were analyzed by the direct shear tests results and charts derived from it. In this study, three positions, including vertical, horizontal and oblique, were studied. Each of these items also has other arrangements. In total, 17 different arrangements were tested under three overload stresses. The type of soil is have lower initial shear sand. The results show that soil reinforced horizontal arrangements stiffness. Also, they have softer behavior. In vertical arrangements, the shear strength increases with increasing number of layers. Shear strength in oblique arrangement with two layers is greater than the vertical arrangement with two layers. For example, for stress of 2 kg per square centimeter, in arrangement with two-layer vertical and double-layer, there are oblique 23 and 33 percent increases in resistance. In oblique arrangement, the less the position angle relative to the horizon is, the more the shear strength will be. Using reinforcement elements in improving geotechnical properties of soil has been considered by a human for many years. In recent years, many improvements have been made in the field of improving poor soils and reinforcing them. Soil reinforcement has been used as an effective method to improve the soil layers in order to increase the bearing capacity and reduce the settlement. In oblique arrangement, the results showed that if the direction of moving geotextile is in line with that of cutting, then we can observe an increase in the rate of resistance; if the direction of moving is in opposite direction with shearing direction, then we can observe a decrease in the rate of resistance. The results of vertical arrangement showed that by increasing geotextile layers, the rate of resistance increased. The results of the test showed that in horizontal arrangement, the rate of flexibility decreased and not significant difference in the rate of resistance was seen. The results of the study on different samples showed that using geotextile almost in all the conditions caused an increase in the rate of flexibility and resistance.

    Keywords: Geotextile, Shear Strength, Sand Reinforcement, Shear Zone
  • علی لکی روحانی *، سمیه جلفایی
    در این مقاله به مدل سازی سه بعدی و کامل تونل با در نظرگرفتن حفاری و نصب پوشش به صورت گام به گام پرداخته می شود. مدل سازی کامل سه بعدی تونل با روش اجزا محدود می تواند تا حد بسیار مطلوبی نشان دهنده رفتار طولی و عرضی زمین در مقابل پیشرفت مراحل حفر و نصب پوشش باشد. با مقایسه نشست طولی بدست آمده از تحلیل عددی با روابط تجربی ارائه شده، تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. همچنین دیده شد که اثر شرط مرزی ابتدای مدل تا 5 برابر قطر تونل وجود دارد و از این طول به بعد نشست به حالت پایدار و بیشینه خود می رسد. با افزایش عمق تونل نشست سطحی زمین در قبل از سینه کار کمتر و بعد از سینه کار بیشتر می گردد. مطابق با دیگر نتایج بدست آمده، پروفیل های طولی نشست حاصل از عمق های مختلف تونل، در محل سینه کار یکدیگر را قطع می کنند، یعنی نشست سطحی زمین در محل سینه کار برای تونل های با عمق مختلف یکسان می شود. در بخش دیگر این مقاله پروفیل عرضی بدست آمده از تحلیل دوبعدی با پروفیل متناظرش از تحلیل سه بعدی مقایسه می گردد، با تطابق سطح زیر نمودار این دو پروفیل، می توان به پارامتر درصد آزاد سازی تنش که یکی از پارامترهای کلیدی در تحلیل های دوبعدی است، رسید.
    کلید واژگان: تحلیل سه بعدی تونل، پروفیل طولی نشست، درصد آزادسازی تنش، مدل دوبعدی، حفاری مرحله ای
    A. Lakirouhani *, S. Jolfaei
    In this paper 3D and full tunnel modeling with considering step by step excavation and installation of lining, will be discussed. Full 3D modeling of tunnel by finite element method (FEM) can be ideally represents the behavior of longitudinal and transverse ground settlement by progress of excavation and installation of lining. Results of numerical analysis showed good agreement with empirical formulations for longitudinal settlement. It is also seen that the effect of boundary condition of the model, there are up to five times the diameter of the tunnel and then reaches its maximum and steady-state condition. With increasing the tunnel depth, ground surface settlement decreases before the tunnel face and increases after the tunnel face. Also according to the results, settlement longitudinal curves of different depths intersect in the tunnel face, which means ground surface settlements in the tunnel face are the same for different depths. In the other section of the paper transverse settlement curve obtained by 2D analysis compared with the corresponding trough from 3D analysis, by comparing these two profiles area, can be reached to the stress release factor, that is one of the key parameters in the 2D analysis.
    Keywords: 3D Analysis of Tunnel, Longitudinal Settlement Trough, Stress Release Factor, 2D Analysis, Sequence Excavation
  • علی لکی روحانی *، فرهاد عاصمی، افشین زهدی
    بر پایه مطالعات گسترده ای که تاکنون انجام شده است، بی شک، نقش داده های سرعت عبور امواج از سنگ ها در ارزیابی مخازن هیدروکربنی حیاتی است. در این بین، مطالعه سرعت عبور امواج در سنگ های دولومیتی که اغلب در سیستم های کربناته یکی از بهترین بخش مخازن هیدروکربنی را تشکیل می دهند، از اهمیت زیادی برخوردار است. مسلما بافت سنگ ها، نوع و جنس کانی ها، اندازه بلورها، درصد کوارتز موجود در سنگ و بسیاری از خواص ریزساختار بر رفتار فیزیکی و مهندسی آنها اثر می گذارد. در راستای مطالعات گذشته و برای درک بهتر این ارتباط، برنامه جامعی از آزمایشات برروی 3 دسته سنگ دولومیتی ریز بلور، متوسط بلور و درشت بلور طراحی شد. در این مقاله نتایج مرتبط با اندازه گیری دانسیته، سرعت موج برشی و فشاری برای 32 نمونه شامل 12 نمونه دولومیت ریزبلور، 9 نمونه دولومیت متوسط بلور و 11 نمونه دولومیت درشت بلور آورده شده است. مطابق با نتایج به دست آمده با افزایش اندازه بلور ها، دانسیته سنگ کاهش می یابد. سرعت موج فشاری و برشی برای نمونه های ریز بلور حدود 9% و برای نمونه های درشت بلور 12% کمتر از نمونه های متوسط بلور می باشد. نتایج نشان داد که برای نمونه های ریزبلور، متوسط بلور و درشت بلور نسبت V P/V S به ترتیب برابر 78/1، 81 /1و 77/1 است. همچنین مشاهده شد که مدول یانگ دینامیکی برای نمونه های متوسط بلور حدود 15% از نمونه های ریز بلور و حدود 27% از نمونه های درشت بلور بیشتر می باشد. علاوه بر این دیده شد که با افزایش در اندازه بلور تغییر قابل توجهی در نسبت پواسون سنگ های دولومیتی رخ نمی دهد.
    کلید واژگان: دولومیت، اندازه بلور، سرعت موج برشی و فشاری، ثابت های الاستیک دینامیکی، سازندهای سلطانیه و الیکا
    Ali Lakirouhani *, Farhad Asemi, Afshin Zohdi
    Based on the extensive studies which have been done, undoubtedly, the role of the wave velocity data of rocks in hydrocarbon reservoir evaluation is absolutely vital. Within, it is important to study the wave velocities in the Dolomites, which often make up one of the best parts of hydrocarbon reservoirs in the carbonate system. Certainly, the texture of rocks, mineralogical composition, grain size, percent of quartz in rocks, and many microstructure properties affect the Engineering and Physical Behavior of rocks. According with previous studies and to better understanding this relationship, a comprehensive program of tests on the three categories of dolomite with fine, medium and coarse grained were designed. In this paper, the results related to the measurement of compressive (Vp) and shear wave velocity (Vs) for 32 samples are given. According to the results, with increasing in grain size, density of rock decreases. The compressive and shear wave velocity for fine grain and coarse grain samples were found to be %9 and %12 lower, respectively, than those for the medium grain samples. The results showed that for fine, medium and coarse grain samples; moreover, the ratio of Vp/Vs is 1.78, 1.81, and 1.77 respectively. It was also observed that the dynamic Young›s modulus for the medium grain samples approximately 15% of the fine grain samples and approximately 27% of the coarse grain samples is more. In addition, it was found that a significant change does not occur in Poisson›s ratio of the studied rocks with an increase in grain size.
    Keywords: Dolomite, Grain Size, Compressive, Shear Wave Velocity, Dynamic Elastic Constants, Soltanieh, Elika Formations
  • علی لکی روحانی *، حسن وجودی
    منحنی پاسخ زمین یکی از اجزای روش همگرایی همجواری در تحلیل اندرکنش حائل سنگ است که برای تعیین جابجایی ها در پیرامون تونل حفر شده به روش جدید اتریشی به کار می رود. حل تحلیلی منحنی پاسخ زمین براساس فرض میدان تنش برجا ایزوتروپ می باشد و قابل کاربرد برای تونل های عمیق است. اما امروزه تونل های شهری در سطح و اغلب تحت نسبت تنش های برجا غیرایزوتروپ حفر می شوند. در این مقاله برای مدل های دوبعدی با هندسه و مشخصات محیطی مشخص، منحنی های پاسخ زمین برای عمق های مختلف و همچنین نسبت تنش های برجا مختلف، به دو روش تعیین می شوند: 1-با استفاده از حل تحلیلی و معادل سازی میدان تنش غیرایزوتروپ به یک میدان تنش ایزوتروپ. 2- حل عددی. سپس نتایج این تحلیل ها با یکدیگر مقایسه و محدوده کاربرد حل تحلیلی منحنی پاسخ زمین تعیین می شود. مطابق با نتایج، جابجایی های دیواره تونل بیشتر از نسبت تنش های برجا اولیه متاثر می شود تا عمق قرارگیری تونل. همچنین جابجایی های بدست آمده از حل عددی برای تاج و کف تونل، نسبت به دیواره تونل، انحراف بیشتری از حل تحلیلی دارند. تنها جابجایی که میتوان با دقت مناسبی از حل تحلیلی برای تونل های سطحی بدست آورد، جابجایی دیواره تونل تحت تنش های ایزوتروپ است. جابجائی های تاج و کف تونل تحت شرایط ایزوتروپ و برای عمق های بیش از 14 برابر شعاع تونل با دقت مناسبی می توانند از حل تحلیلی بدست آیند، اما با افزایش نسبت تنش های برجا، حل تحلیلی و عددی از یکدیگر بیشتر و بیشتر فاصله می گیرند حتی برای تونل های عمیق.
    کلید واژگان: منحنی پاسخ زمین، تونل سطحی، نسبت تنش های برجا، روش تحلیلی
    A. Lakirouhani *, H. Vojoudi
    Ground response curve is a component of convergence-confinement method in rock support interaction analysis which is used for determining the displacement around tunnels excavated by New Austrian Tunneling Method. Analytical solution of the ground response curve is based on the assumption of isotropic in-situ stress field and is applicable for deep tunnels. Today, urban tunnels mainly excavated in shallow levels and often under anisotropic in-situ stress field. In this paper, for 2D models with geometry and specific environmental characteristics, the response curves for different depths and different in-situ stress ratios, are determined in two ways: 1) By analytical solution and using anisotropic stress field equivalent to an isotropic stress field. 2) Numerical solution. The results of these analyzes were compared with together and range of application of analytical solution of the ground response curve is determined. Based on the results, tunnel wall displacement is mainly influenced by the ratio of the initial in-situ stresses in comparison of tunnel depth. The results showed that crown and floor numerical displacements deviate more from analytical solution than the wall displacement. The only displacement that can be accurately obtained from the analytical solution for the shallow tunnel is the displacement of the tunnel wall under isotropic stress. In the case of isotropic stress field, the results given by the analytical solution agree with the numerical ones at depths higher than 14 times radius of the tunnel. The difference between numerical and analytical solutions becomes higher while increasing the initial in-situ stress ratio, even for deep tunnels.
    Keywords: Ground Response Curve, Shallow Tunnel, In-Situ Stress Ratio, Analytical Solution
  • افشین زهدی، فرهاد عاصمی، علی لکی روحانی
    در این پژوهش، به منظور تعیین مدل دولومیتی شدن سازند سلطانیه، از یک رخنمون مناسب در 35 کیلومتری جنوب باختر شهر زنجان استفاده شده است. سازند سلطانیه در برش مورد مطالعه، 985 متر ستبرا دارد که به طور همشیب و مشخص روی شیل ها و ماسه سنگ های سازند بایندر قرار گرفته است و در بالا نیز توسط شیل ها و ماسه سنگ های سرخ رنگ سازند باروت پوشیده شده است. توزیع و گسترش دولومیت های سازند سلطانیه، موازی با رده بندی و لایه های رسوبی و دارای گسترش جانبی قابل ملاحظه ای است. درون لایه های دولومیتی آثار جلبک های سبز- آبی (استروماتولیت ها) و همچنین گرهک و نوارهای چرت به فراوانی شناسایی شده است. بر پایه شواهد صحرایی، سنگ نگاری و ژئوشیمیایی (XRD و ICP-OES)، چهار نوع دولومیت، در سازند سلطانیه تشخیص داده شده است، که عبارتند از دولومیت های ریزبلور یا دولومیکرایت، دولومیت های متوسط بلور متراکم و نیمه شکل دار، دولومیت های درشت بلور نیمه شکل دار تا بی شکل و در پایان سیمان دولومیتی پر کننده حفرات سنگ. در این دولومیت ها، شواهدی از وجود بلورهای دولومیت زین اسبی یا سدل دیده نشده است. نتایج این پژوهش بیانگر تشکیل این دولومیت ها در یک محیط دیاژنزی دفنی کم ژرفا تا به نسبت ژرف توسط سیال های دریایی با شوری متوسط (میانگین سدیم 325 پی پی ام)، در اثر تراوش آب دریای تبخیر شده به درون سکوی کربناته سازند سلطانیه در منطقه مورد مطالعه است. مقادیر پایین استرانسیم (میانگین 47 پی پی ام) و به نسبت بالاتر آهن (میانگین 3088 پی پی ام) و منگنز (میانگین 453 پی پی ام) در دولومیت های درشت بلورتر، احتمالا بیانگر افزایش اندازه بلورهای دولومیت و تبلور دوباره بلورهای دولومیت در طی تدفین است. مقادیر ناچیز باریم (میانگین 12 پی پی ام) و نبود دولومیت های زین اسبی درون توالی دولومیتی سازند سلطانیه نیز احتمالا بیانگر دخالت نداشتن محلول ها و سیال های گرمابی در طی فرایند دولومیتی شدن کربنات های سازند سلطانیه در منطقه مورد مطالعه است.
    کلید واژگان: دولومیتی شدن، مدل تراوش، تبلور دوباره، سازند سلطانیه، زنجان
    A. Zohdi, F. Asemi, A. Lakirouhani
    In this study, to determine a dolomitization model for the Soltanieh Formation a suitable outcrop 35 km southwest of Zanjan city has been studied. The Soltanieh Formation with a total thickness of 985 m sharply laid on the shales and sandstones of the Bayandor Formation and was covered by shales and red-sandstones of the Barut Formation. Distribution and extension of the dolomite layers in the Soltanieh Formation, is parallel with the sedimentary layers and bedding and also has considerable lateral extension. Abundant relict of blue-green algae (stromatolites) and nodules and bands of cherts, have been recognized into the dolomitic layers of the Soltanieh Formation. Based on fieldwork, petrography and geochemistry evidences (ICP-OES and XRD), four different types of dolomite have been distinguished in Soltanieh Formation. These dolomites include: (1) fine crystalline dolomites or dolomicrite; (2) subhedral, dense and medium crystalline dolomite; (3) subhedral to anhedral coarse crystalline dolomite and finally (4) pore-filling dolomite cements. In the studied dolomites of Soltanieh Formation, saddle dolomite were not observed. The results of this research indicate that these dolomites have been formed in shallow to relatively deep diagenetic environments by moderately saline marine fluids (mean Na 435 ppm), via seepage reflux of evaporate seawater into the Soltanieh Formation platform in the study area. Low Sr values (mean 47 ppm) and relatively high Fe (mean 3088 ppm) and Mn values (mean 453 ppm) in coarse crystalline dolomites, likely indicate increase in dolomite crystal size and recrystallization process during the burial. The very low Ba concentration (mean 12 ppm) and the absence of saddle dolomite into the dolomitic sequences of the Soltanieh Formation, indicates ineffectiveness of hydrothermal fluids acting during dolomitization process of the Soltanieh Formation carbonates into the study area.
    Keywords: Dolomitization, Seepage Reflux, Recrystallization, Soltanieh Formation, Zanjan
  • علی لکی روحانی، شبنم ولی اسکویی
    یکی از روش های حفر و ساخت تونل، روش حفر و پوش است که در آن حفاری از سطح زمین شروع و بعد در عمق مورد نظر کف، دیواره ها و سقف بتنی تونل ساخته می شود. در این روش خاص، مقطع تونل دیگر دایروی نیست و مستطیلی می شود. هدف این مقاله به طور ویژه تحلیل لرزه ای تونل های مستطیلی است. برای یک شتابنگاشت خاص، هندسه تونل، عمق روباره و شرایط زمین، سه دسته عوامل تاثیر گذار بر روی رفتار دینامیکی تونل ها می باشند. بدین منظور و با کمک روش عددی، مدل هایی دوبعدی از این نوع تونل ها در شرایط کرنش مسطح ساخته و تحلیل شدند. مطابق با نتایج، بیشینه نیروهای ایجاد شده در پوشش تونل و تمرکز تنش، در گوشه های مقطع تونل مستطیلی ایجاد می شوند. در حالت لرزه ای، نیروهای داخلی ایجاد شده در پوشش تونل نسبت به حالت استاتیکی تا چندین برابر افزایش می یابد. همچنین در این وضعیت، پروفیل نشست سطحی زمین نامتقارن شده و مقدار نشست نسبت به حالت استاتیکی افزایش می یابد. در تونل های با عرض زیاد در صورتیکه در مدل های دو بعدی، یک ستون در وسط قرار داده شود، نسبت به تونل تک دهانه با ابعاد یکسان، نشست زمین، لنگر خمشی و نیروی برشی کمتر می شود.
    کلید واژگان: تحلیل لرزه ای، روش حفر و پوش، تونل مستطیلی، نشست سطحی زمین، روش عددی
    Ali Lakirouhani, Shabnam Valioskooyi
    One of tunneling methods is cut and cover method, in which the excavation start from the ground surface and deep in the ground, then a concrete box is made as a tunnel. Thus in this method, the cross section of the tunnel is not circular but rectangular. The aim of this paper is seismic analysis of rectangular tunnels. For a special accelerogram, tunnel geometry, depth of overburden and ground conditions, are the three main factors affecting the dynamic behavior of the tunnels. By numerical methods, and by assuming the plane strain condition, models of this type of tunnels were analyzed. According to the results, the maximum internal forces that are generated in the tunnel lining and the stress concentration are at the corners of the cross section of rectangular tunnel. In seismic mode, the internal forces of concrete lining are several times of static mode. In this situation, the ground surface settlement profiles are asymmetric and the settlement is greater than the static mode. In tunnels with large width, in 2D cases, if a column be placed in the middle of span, the ground settlement, bending moment and shear forces is decreased in comparison with 1 span tunnel with the same dimension
    Keywords: Seismic analysis, Cut, Cover Method, Rectangular tunnel, Surface Settlement of the Ground, Numerical analysis
  • علی عسگری، علی اکبر گلشنی، علی لکی روحانی
    در این نوشتار، یک روش تحلیلی برای حل مسئله ی شکست هیدرولیکی در حالت کرنش صفحه برای سنگ شکننده ی نفوذناپذیر و سختی زیاد و تحت شرایط متقارن ارائه شده است. جریان سیال غیرقابل تراکم و آرام فرض شده و ترک در همه ی زمان ها کاملا از سیال پر شده است. انتشار ترک در چارچوب مکانیک شکست خطی (L E F M) است. این مسئله توسط گاراگاش در سال 2006 در مجله ی «E n g i n e e r i n g F r a c t u r e M e c h a n i c s» بدون درنظرگرفتن اثر اندرکنش پارامترهای اینرسی و گرانروی بررسی شده است. در این پژوهش با درنظرگرفتن اثر مذکور، بازشدگی، فشار داخلی سیال در ترک، و میزان رشد ترک تحت تزریق سیال از روش اغتشاش تعیین و نتایج این کار با اسناد موجود مقایسه و بررسی شده است.
    کلید واژگان: شکست هیدرولیکی، سنگ های شکننده، سختی، اندرکنش گرانروی و اینرسی، روش اغتشاش
    A. ASGARI, A. GOLSHANI, A. LAKIROUHANI
    Modeling of fluid-driven fractures, arguably one of the most challenging computational problems in geoengineering, has been the subject of numerous investigations. The thrust of these efforts has been directed, however, towards the mechanics of deep hydraulic cracks, with subsurface hydraulic fractures receiving comparatively little attention. Nonetheless, there are numerous circumstances when the propagation of a fluid driven fracture in a solid medium is influenced by the presence of a free surface: remediation of contaminated soils, excavation of hard rock by injection of fluids, preconditioning and cave inducement in mining, waste disposal, and fracture propagation in dams. Furthermore, there are also spectacular examples of geological processes that involve near-surface magma-driven fractures. Investigations have addressed various aspects of the problem, both analytically and numerically, for some further references. It is, however, only recently that there has been a rigorous effort to study the parametric dependence of a fluid-driven fracture and the corresponding different limiting regimes. An explicit solution for fracture propagation in the toughness-dominated regime has been constructed by Garagash [Engineering Fracture Mechanics, 2006], when the energy dissipated in the viscous fluid flow inside the fracture is negligibly small compared to the energy expended in fracturing the solid medium. It was also shown that the established method of asymptotic expansion in small parameters is equally applicable to study other small effects (e.g., fluid inertia) on the otherwise toughness-dominated solution. This paper represents an analytical method for solving the problem of plane-strain hydraulic fracture propagating in an impermeable brittle rock under large toughness and axisymmetric conditions. The flow of incompressible fluid in the fracture is unidirectional and laminar. Fracture propagation is described in the framework of linear elastic fracture mechanics (LEFM). The fracture is fully fluid-filled at all times. This problem has been examined by Garagash [Engineering Fracture Mechanics, 2006] without considering the interaction effect of inertia and viscosity parameters. In this work, the net pressure in the fracture, the crack opening, and the fracture half-length are obtained from the perturbation solution considering this interaction effect on the otherwise toughness-dominated solution. The results are compared with analytical reference solutions.
    Keywords: Hydraulic fracture, interaction effect, inertia, viscosity, perturbation method
  • شبنم ولی اسکویی، علی لکی روحانی
    سازه های زیرزمینی از جمله تونل ها، المان های مهمی در شبکه های حمل و نقل و سرویس هستند که به دلیل محصورشدگی در زمین و تحمل تنش های برجای بزرگ رفتار لرزه ای متفاوتی با سازه های سطحی از خود نشان می دهند. در این مقاله حل های تحلیلی ارائه شده برای تونل های دایروی، در مقابل بارهای استاتیکی و لرزه ای نشان داده می شود، سپس برای یک مقطع از تونل شهری بانکوک، نیروهای داخلی ایجاد شده در پوشش تونل با استفاده از حل های تحلیلی بدست آمده و مورد ارزیابی قرار می گیرند. همان مساله به صورت عددی و با استفاده از روش تفاضل محدود و برای شتاب های افقی و قائم مختلف، نیز حل می شود و با حل های تحلیلی مقایسه می گردد. مطابق با نتایج بدست آمده با افزایش ضریب شتاب افقی زلزله، نیروی محوری و لنگر خمشی پوشش تونل افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که با افزایش عمق تونل، نیروی ایجاد شده در پوشش بتنی تونل، افزایش می یابد اما شتاب قائم زمین تاثیر کمی بر روی تنش ها دارد. در مورد تاثیر نسبت تنش های برجا، هر چه که این نسبت از محدوده عدد یک دورتر شود (کمتر یا بیشتر)، تنش ایجاد شده در پوشش افزایش می یابد.
    کلید واژگان: سازه های زیر زمینی، حل تئوری، حل عددی، ضریب شتاب افقی زلزله، نسبت تنش های برجا
    Shabnam Valioskooyi, Ali Lakirouhani
    Underground structures like tunnels are important elements of transportation, network, and service, which due to being surrounded by the ground and withstanding in situ stresses show different seismic behavior in comparison of surface structures. This paper presents analytical solutions for seismic and static loads in circular tunnels, and then they have been used to evaluate internal forces of lining for a section of Bangkok’s urban tunnel. The problem is solved using numerical analysis of finite difference for both horizontal and vertical acceleration coefficients and the results compared with analytical solutions results. According to the results by increasing the horizontal seismic acceleration, the axial force and bending moment increases. And with increasing the depth of tunnel, the forces of lining increases but vertical acceleration of earth has small effect on stresses. For the in- situ stress coefficient it has been seen that as the ratio is further more away from the number one, the created stress increases in the lining.
    Keywords: UNDERGROUND STRUCTURES, THEORETICAL SOLUTION, Numerical Solution, HORIZONTAL ACCELERATION COEFFICIENT, IN, SITU STRESS RATIO
  • علی لکی روحانی*، محمد بهره دار
    به کارگیری عناصرتسلیح کننده در بهسازی و اصلاح خواص مهندسی خاک از دیرباز موردتوجه بشر بوده است. در سال های اخیر پیشرفت های فراوانی در زمینه استحصال زمین های غیر مرغوب و تقویت آن ها صورت پذیرفته است. امروزه تسلیح خاک به عنوان روشی کارآمد در بهسازی لایه های خاک به منظور افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست های آن مورداستفاده قرار می گیرد. سیستم کیسه-خاک یکی از مصنوعات پلیمری نوین است، که می تواند به عنوان عنصر تقویت کننده ی خاک در پروژه های مختلف عمرانی استفاده شود. در راستای افزایش ظرفیت باربری خاک و کاهش نشست های آن، سیستم کیسه-خاک ابداع شده است. در این نوشتار با استفاده از روش عددی، مدل خاک بستر در شرایط مسلح و غیرمسلح (دست نخورده) بررسی شده است. بررسی عددی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود Abaqus در حالت سه بعدی انجام شده است. همچنین در این نوشتار، تاثیر سیستم کیسه -خاک در افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست مورد ارزیابی قرارگرفت. تطبیق مناسبی میان نتایج به دست آمده از بررسی های عددی و پژوهش های میدانی پژوهشگران دیگر وجود دارد. افزون بر آن نتایج نشان می دهد ظرفیت باربری بستر تسلیح شده با سیستم کیسه- خاک تقریبا 2 برابر بیشتر از بستر غیرمسلح است.
    کلید واژگان: سیستم کیسه، خاک، ظرفیت باربری، خاک بستر
    Ali Lakirouhani *, Mohammad Bahrehdar
    Using of reinforcement elements in improving geotechnical properties of soil has been considered by a human for many years. In recent years, many improvements have been made in the field of improving poor soils and reinforcing them. Soil reinforcement is used as an effective method to improve the soil layers in order to increase the bearing capacity and reduce the settlement. Soil-bag system is one of the new polymer products. That can be used as a soil reinforcing element in various projects. Soil-bag system was developed in order to increase the bearing capacity of the soil and reduce its settlement. The kind of filling materials mostly depends on the application of soil-bag system and availability of materials. The most important characteristic implemented into the structure of soil-bag system is tension strength of the polymer implemented in the bag. Bags implemented into soil-bag system are generally built of polyethylene or polypropylene polymers. When soil-bag system undergoes vertical loading, tension force produced into the bag cover causes to increase vertical force (N), consequently, this causes to increase the force between soil particles (= soil friction coefficient and F=.N). Earth reinforcement using of soil-bag system causes to increase bearing capacity and it causes to minimize transformation of foundation bed influenced by the imposed load. The results of simple pressure test on the foundation reinforcement with soil-bag system by Yongfu Xu show that when soil-bag system is exposed on external load, it exhibits high strength which a fundamental portion of this strength is resulted from tension force generated in the cover of polymeric bag. Of other characteristics of soil bags, the absorption of vibrations resulted from traffic load can be addressed.
    In this study, the bed soil models in reinforced and non-reinforced conditions have been investigated using numerical method. Numerical studies have been done in three dimensional cases using finite element method (Abaqus). In this method sand and polypropylene polymer bag behavior were defined by using Mohr-coulomb and Elastic- Perfect Plastic models. Also, the effects of soil-bag system in increasing the bearing capacity and reducing settlement were evaluated. Another resistance-based parameters of soil-bag system which was examined in this research, is the effect of internal friction angle of soil on the bearing capacity of soil-bag system. Regarding the results of numerical method, it is observed that the maximum tension concentration in the above-mentioned model is placed in the corners of polymeric bag. The results show that the more is the friction angle between soils particles, the resistance of soil-bag system will also be increased against the external loading. There are proper matching between the results obtained from numerical studies and field studies done by other researchers. The results show that the bearing capacity of reinforced bed is almost 2 times bigger than the non-reinforcement bed.
    Keywords: soil, bag system, bearing capacity, bed soil
  • علی لکی روحانی*، مژگان عباسیان
    در زمینه تحلیل استاتیکی شیروانی ها به روش تعادل حدی مطالعه و روش های مختلفی از گذشته تاکنون ارائه شده است. اما در زلزله دیده شده که شیروانی ها دچار لغزش های گسترده ای می شوند. از اینرو بررسی پایداری لرزه ای آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله با استفاده از روش عددی، شیروانی هایی با ارتفاع و زوایای مختلف مورد تحلیل لرزه ای با اعمال شتاب نگاشت زلزله طبس قرار گرفتند. مطابق با نتایج بدست آمده دیده شد که در حین زلزله و با افزایش زمان ناحیه ای پلاستیک در پای شیب ایجاد می شود و به سمت میانه و تاج شیب شروع به گسترش می کند. ناحیه پلاستیک ایجاد شده در حالت لرزه ای نسبت به تحلیل استاتیکی دارای عمق و محدوده بزرگتری است و این به دلیل نیروی اینرسی زیادی است که نیروی زلزله به زمین اعمال می کند. همچنین با افزایش ارتفاع شیروانی، محدوده ای که در آن کرنش برشی پلاستیک رخ می دهد بزرگتر می شود اما همه شیب ها در همان زمان قبلی دچار لغزش می شوند.
    کلید واژگان: تحلیل لرزه ای، شیروانی ماسه ای، تحلیل عددی، ناحیه پلاستیک
    A. Lakirouhani*, A.Ghadiri
    Static analysis of slope stability using limit equilibrium method has been studied and different methods have been presented. But in the earthquake it is seen that the slopes undergo with a wide slips. Thus investigation of seismic stability of slopes has special important. In this paper by using numerical method, slopes with different heights and angles were seismic analysis by applying Tabas earthquake accelerogram. According to the results it is seen that during the earthquake and with increasing the time, a plastic zone at the foot of the slope is created and began to propagate into the middle and the crown of slope. Plastic zone created in seismic analysis is deeper and larger than the static analysis and it is because of the large inertia forces that are applied by the earthquake. Also with increasing the height of slopes, areas in which it occurs plastic shear strain increases but at the same time they slip.
    Keywords: Seismic Analysis, Sandy Slope, Numerical Analysis, Plastic Zone
  • علی لکی روحانی*، شبنم ولی اسکویی
    نتیجه طراحی یک تونل زیرزمینی، تعیین نیروهای ایجاد شده در پوشش تونل در حالت استاتیکی و لرزه ای می باشد. برای محاسبه این نیروها در حالت استاتیکی و شبه استاتیکی روابطی ارایه شده است که به طور مختصر در این مقاله به آنها اشاره شده است. در ادامه بر روی دو تونل با مقاطع دایره و مربع تحلیل عددی- لرزه ای انجام شده و نتایج به دست آمده با یکدیگر مقایسه می گردند. مطابق با نتایج به دست آمده، نیروی محوری ایجاد شده در تونل دایروی در حالت استاتیکی و لرزه ای، بیشتر از تونل مستطیلی است. اما لنگرخمشی و نیروی برشی تونل مربعی بیش از تونل دایروی است. نیروهای حاصل از تحلیل لرزه ای در تونل دایروی به طور میانگین 12 برابر تحلیل استاتیکی و در تونل مربعی 6 برابر تحلیل استاتیکی می باشند. پروفیل نشست سطحی زمین در حالت استاتیکی متقارن و نشست در بالای تونل مستطیلی بیش از تونل دایروی است. نشست سطحی زمین در حالت لرزه ای نامتقارن می شود اما مقادیر نشست برای هر دو مقطع تونل تقریبا یکسان است.
    کلید واژگان: تحلیل لرزه ای، نیروهای داخلی پوشش تونل، نشست سطحی زمین
    A., Lakirouhani*, Sh. Valioskooyi
    Result of an underground tunnel designation is determining the static and seismic forces generated in the tunnel lining. For calculating of these forces in static and quasi- static mode¡ several relationships have been presented that briefly in this article is cited. Then for two tunnels with circular and square sections¡ numerical- seismic analysis were done and the results are compared with each other. According to the results¡ the axial force created in the circular tunnel lining in static and seismic conditions¡ is greater than those in square tunnels¡ but bending moment and shear force in square tunnel are larger than those for the circular tunnel. The resulting forces of seismic analysis of circular tunnel averagely are 12 times of static analysis and for the square tunnel are 6 times of the static analysis. Ground surface settlement profile in static mode is symmetric¡ and settlements above the square tunnel are greater than those for circular tunnel. Ground surface settlement profile is asymmetric in seismic condition¡ but the settlement values are almost identical for both sections of the tunnel.
    Keywords:
    Keywords: Seismic Analysis, Internal Forces of Tunnel Lining, Ground Surface Settlement
  • نقدی بر روابط تجربی- تحلیلی ارایه شده برای پروفیل نشست سطحی زمین بر اثر حفر تونل
    علی لکی روحانی*، سمیه جلفایی
    اولین عارضه حفر تونل بالاخص در مناطق شهری، نشست سطحی زمین است. برای تخمین شکل پروفیل نشست دو دسته روش وجود دارد: روش های تجربی و تحلیلی، در سال های اخیر با توسعه روش های عددی این روش نیز به دو دسته روش دیگر افزوده شده است. هدف از این مقاله مقایسه ای بین روش های ارائه شده و نقدی بر دو دسته روش اول است. بدین منظور مدل هایی از یک تونل شهری در فضای دو بعدی با استفاده از سه دسته روش تحلیل و پروفیل های نشست آن بدست می آید. با مقایسه پروفیل های نشست مشاهده می شود که فقط در برخی از حالات خاص، پروفیل های به دست آمده از روش های تجربی یا تحلیلی نزدیک به پروفیل های به دست آمده از روش عددی می شوند و در اغلب حالات دیگر، پروفیل های ارائه شده توسط دو دسته روش اول فاصله زیادی از روش عددی دارند. دلیل آنست که دو دسته روش اول همه پارامترهای موثر بر پروفیل نشست سطحی زمین را در نظر نمی گیرند، حال آنکه روش عددی با در نظر گرفتن همه پارامترهای موثر بر پروفیل نشست و تخمین نسبتا دقیقی که از آن می دهد، می تواند روشی جایگزین برای دو دسته روش اول باشد.
    کلید واژگان: پروفیل نشست سطحی زمین، روش تجربی، روش های تحلیلی، نسبت تنش های برجا، عمق تونل
    Criticizing of Empirical- Analytical Relation of Profile of Ground Surface Settlement due to Tunneling
    A. Lakirouhani*, S. Jolfaee
    The first phenomenon related to tunneling especially in urban area¡ is ground surface settlement. For estimating the settlement trough there are two
    Methods
    empirical methods and analytical solutions¡ also¡ in recent years with the development of numerical method¡ this method has been added to the other two methods. This paper discusses the comparison between the proposed methods and critique of the first two methods. Hence¡ for obtaining the settlement trough with three analytic methods¡ the models of an urban tunnel was built under the plane strain condition. By comparison settlement troughs¡ it can be seen that except some particular cases the troughs provided by the first two methods are far from the numerical methods. It''s because of the first two methods are not considered all the effective parameters on the surface settlement ground¡ whereas¡ the numerical method are considered¡ thus the numerical method has a relatively accurate estimate of settlement trough. Therefore¡ the numerical method can be a good alternative for the first two methods.
    Keywords: Tunneling, Surface Settlement Trough, Analytical Solutions, Numerical Method
  • علی لکی روحانی*، حسن وجودی
    با حفاری تونل در یک توده سنگ، تنش در محیط اطراف آن توزیع جدیدی می یابد و ناحیه پیرامون آن خرد می گردد و وارد فاز پلاستیک می شود. منحنی پاسخ زمین و شعاع ناحیه پلاستیک از اجزای مهم روش همگرایی- همجواری و دو پارامتر مهم در طراحی حائل تونل هستند که برای تعیین آن ها تاکنون روابطی تحلیلی با فرض میدان تنش ایزوتروپ در پیرامون تونل ارائه شده است. در این مقاله، هدف تحلیل عددی و دو بعدی با فرض شرایط کرنش مسطح بر روی تونل های دایروی است که در آن، بر خلاف مدل های تحلیلی، اثر وزن توده زمین و شرایط تنش های میدانی غیر ایزوتروپ در نظر گرفته شده و اثر آنها بر منحنی پاسخ زمین، شعاع ناحیه پلاستیک و توزیع تنش پیرامون تونل مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده، برای دیواره تونل برای یک فشار حائل مشخص، با افزایش نسبت تنش های افقی، مقدار فشار مورد نیاز حائل برای ایجاد ناحیه پلاستیک (فشار بحرانی) و همچنین شعاع ناحیه پلاستیک کاهش می یابد. در مورد تاج تونل، با افزایش نسبت تنش های جانبی، فشار بحرانی و شعاع ناحیه پلاستیک افزایش یافته و مقاومت تاج در مقابل تغییرشکل های پلاستیک کم می شود.
    کلید واژگان: منحنی پاسخ زمین، تنش های میدانی غیر ایزوتروپ، تحلیل عددی، شعاع ناحیه پلاستیک
    Ali Lakirouhani*, Hasan Vojoudi
    By excavation of a tunnel in a rock mass, the stresses in the medium redistributed and base on theses new stresses a plastic zone created in the tunnel periphery. Ground reaction curve and radius of plastic zone are two important parameters in the design of tunnels lining and are key components of convergence- confinement method. Analytical relationships assuming isotropic stress field around the tunnel to determine these two parameters have already been proposed. In this paper, two-dimensional numerical analysis assuming plane strain conditions are conducted on circular tunnels. In contrast to analytical models, the weight of the rock mass as well as non-isotropic stress conditions considered and their effect on the ground reaction curve, the radius of the plastic zone and stress distribution around the tunnel is investigated. In accordance with the results obtained for the tunnel wall for a given lining pressure, with increasing horizontal stress ratio, the amount of pressure required to create plastic zone (critical pressure) and the radius of the plastic zone decreases. In the crown of the tunnel, with increasing the horizontal stresses, critical pressure and the radius of the plastic zone increases, and resistance of the crown against the plastic deformations decreases.
    Keywords: Ground reaction curve, Non, isotropic stress field, Numerical analysis, Plastic zone radius
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر علی لکی روحانی
    دکتر علی لکی روحانی
    (1386) دکتری مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال