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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

displacement discontinuity method

در نشریات گروه مهندسی معدن
تکرار جستجوی کلیدواژه displacement discontinuity method در نشریات گروه فنی و مهندسی
تکرار جستجوی کلیدواژه displacement discontinuity method در مقالات مجلات علمی
  • محسن خانی زاده بهابادی، علیرضا یاراحمدی بافقی، محمد فاتحی مرجی، حسین شهامی، ابوالفضل عبداللهی پور
    Mohsen Khanizadeh Bahabadi *, Alireza Yarahamdi Bafghi, Mohammad Fatehi Marji, Hossein Shahami, Abolfazl Abdollahipour

    Complexity of geomaterial’s behavior is beyond the capabilities of conventional numerical methods alone for realistically model rock structures. Coupling of numerical methods can make the numerical modeling more realistic. Discontinuous Deformation Analysis (DDA) and Displacement Discontinuous Method (DDM) are hybridized for modeling block displacement and crack propagation mechanism in a blocky rock mass. DDA is used to compute the displacements of the blocks, and DDM is used to predict the crack propagation paths due to the specified boundary conditions. The displacements obtained from DDA are converted into stress and considering Kelvin's solution of the problem the crack propagation mechanism within each block is investigated. Boundary stresses are updated due to crack propagation and new stress boundary conditions in DDA. This cycle continued until crack propagation stopped or a new block formed. Numerical solutions of the experimental rock samples including two random cracks with crack 1 fixed and crack 2 created with different angles and one crack with a slope angle of 30 degrees are compared with the existing experimental and numerical results. This comparison validates the accuracy and effectiveness of the proposed procedure because crack propagation paths predicted are in good agreement with the corresponding experimental results of rock samples.

    Keywords: Geomaterials, Discontinuous Deformation Analysis, Displacement Discontinuity Method, Crack Propagation, Coupled Numerical Methods
  • محمدحسین دهقانی فیروزآبادی، محمد فاتحی مرجی*، ابوالفضل عبدالهی پور، علیرضا یار احمدی بافقی، یوسف میرزائیان
    M.H. Dehghani Firoozabadi, M. Fatehi Marji *, A. Abdollahipour, A.R. Yarahamdi Bafghi, Y. Mirzaeian

    In this work, an effective methodology is introduced for simulation of the crack propagation in linear poroelastic media. The presence of pores and saturated cracks that can be accompanied by fluid flow makes the use of poroelastic media inevitable. In this work, involvement of the time parameter in crack propagation is of particular importance. The order of doing the work is such that first, derives the fundamental solutions of a poroelastic higher order displacement discontinuity method (PHODDM). Then will be provided a numerical formulation and implementation for PHODDM in a code named linear element poroelastic DDM (LEP-DDM). Analytical solutions use different times to check the correctness and validity of the proposed solution and the newly developed code. The numerical results show a good agreement and coordination with the analytical results in time zero and 5000 seconds . The code is able to pursue crack-propagation in time and space. This topic is introduced and shown in an example.

    Keywords: displacement discontinuity method, Linear elements formulation, Poro-elastic media, Crack propagation' Rock fracture mechanics
  • زهرا پیرنیا، رقیه عزیزی، علیرضا یار احمدی بافقی، محمد فاتحی مرجی
    سنگ ها در طبیعت دارای دسته درزه های ناممتد هستند و در تحلیل پایداری سنگ ها عموما درزه ها بصورت ممتد بررسی میگردند در حالیکه نوک درزه ها ی ناممتد محل تمرکز تنش می باشد و این تمرکز تنش در اندازه و جهت رشد درزه های موجود در سنگ و پایداری سازه های ایجاد شده در آن مثل شیب های سنگی موثراست. مکانیک شکست سنگ علمی است که امکان رشد ترک و تعیین جهت انتشار آن را مطالعه می کند. توسعه این علم امکان استفاده از مدل های درزه ای واقعی ناممتد در تحلیل پایداری شیب های سنگی و کنترل رفتار مکانیکی ناپیوستگی ها بخصوص پیرامون نوک ترک را فراهم می کند. با ایجاد شیب های سنگی و تغییر ماتریس تنش منطقه ای، در نوک درزه ها تمرکز تنش بوجود می آید. درصورت غلبه این تنش بر پارامترهای مقاومتی درزه رشد می کند و با انتشار درزه ها بلوک های سنگی تشکیل می گردند. این مطالعه برآنست با استفاده از اصول مکانیک شکست، رشد و توسعه درزه ها ی ناممتد و تصادفی در شیب سنگ های درزه دار را مدل سازی نماید. روش عددی قابل قبول مدل سازی مکانیسم شکست درزه ها، روش المان مرزی با عنوان روش ناپیوستگی جابجایی (DDM) انتخاب گردید. بعنوان مطالعه موردی مدل هندسی3 بعدی ناپیوستگی های دیواره بلوک تکتونیکی 2-4 معدن چغارت بروش دیسک های تصادفی توسط برنامه 3DGM یاراحمدی گودرزی در محیط نرم افزاری متمتیکا ساخته و مقطع 2 بعدی مورد نظر تهیه گردید. با اعمال شرایط مرزی، تنش های برجا، ماتریس سختی، مقدار و جهت انتشار درزه ها محاسبه گردید. پارامترهای مکانیکی توده مورد مطالعه بر اساس ویژگی های ژئومکانیکی گزارش شده در تحلیل های پایداری شیب این دیواره استفاده شد. مش بندی ناپیوستگی ها با ابعاد 3 متر و گام انتشار 2/0 طول درزه در نظر گرفته شد و مدل برای 4 مرحله رشد ترک اجرا گردید. مدل هندسی بوجود آمده شامل درزه های اولیه و رشد یافته قابل استفاده در نرم افزارهایی است که مدل های هندسی ناپیوستگی ها در آنها پایه اصلی تحلیل بوده ولی قابلیت انتشار ترک را ندارند. پس کد تهیه شده به عنوان مکمل روش های تحلیلی مثل گروه های کلیدی و عددی مثل روش های المان مجزا (نرم افزار UDEC) در تحلیل توده سنگ های درزه دار ناممتد قابل استفاده می باشد.
    کلید واژگان: شیب سنگی، روش ناپیوستگی جابجایی، انتشار درزه
    Zahra Pirnia, Roghaye Azizi, Alireza yarahmadi Bafghi, Mohammad Fatehi Marji
    In nature, rocks contain non persistent joints and in rock slope stability analyses it is assumed that discontinuity is persistent, while stress intensity is centralized attips of non-persistent joints and this stress intensity affects the size and orientation of joint growth in rock and also stability of structures created in it such as rock slope. Fracture mechanics is a science that discusses the probability of joints growth and also fracture propagation path. The development of this science provides the possibility of using actual non persistent joints modeling in rock slope stability as well as controlling mechanical behavior of discontinuities especially in crack tips. By creating rock slopes and changing the matrix of regional stress, intensity of stress occurs in joints tips. If this stress overcomes strength parameters of the joint, it will grow and joint propagation will result. One type of failure that occurs in rocky environments due to crack propagation is toppling whose analysis is one of the most difficult problems in aeromechanics. The aim of this study is to model joint propagation by using the principles of rock fracture mechanics, growth and publication ofnon -persistent and random joints in rock slope with potential of toppling failure. An acceptable numerical method for joint propagation modeling that is boundary element method as displacement discontinuity method (DDM) was selected. As a case study tectonic block IV-2 of Choghart open pit mine was selected and3D geometrical model by random disk method by 3DGMMathematica program was simulated and also 2D cross section was prepared. The amount and direction of joint propagation were calculated by applying boundary conditions, in-situ stresses and stiffness matrix. The mechanical model was created according to geomechanical characteristics reported in stability analysis of this wall. Length of linear elements in joints was considered 3m and propagation step applied was 0.2 over the joint length and the model was run typically in four stages of crack growth. Obtained geometrical model contains early and propagation joints can be used in softwares that geometrical model of joints is essential I analysis but the propagation of joint is not available. So the program code can be used as a complementary method for analysis method as key-groups method and distinct element method (UDEC) to analyze the jointed rock mass
    Keywords: Rock slope, Displacement Discontinuity Method, Crack Propagation
  • محمود بهنیا، سید حسین میرزینلی یزدی
    شکست سازه های سنگی و گسترش ترک در آن ها اغلب تحت مد ترکیبی رخ می دهد. از این رو تعیین پارامترهای مکانیک شکست مصالح سنگی در حالت مد ترکیبی (چقرمگی مد I و II)، به عنوان معیاری برای شروع و گسترش ترک بسیار ضروری است. نمونه هایی با هندسه مختلف برای اندازه گیری پارامترهای بیان شده استفاده شده است. ولی نمونه دیسکی با یک ترک مرکزی (CSCBD) به دلیل در دسترس بودن مغزه های حفاری و همچنین سهولت آماده سازی، توسط محققین مختلف بیشتر استفاده شده است. در این مطالعه یک برنامه عددی (2DFPM) بر مبنای روش المان مرزی (ناپیوستگی-جابجایی (Displacement Discontinuity))که قابلیت بسیار مناسبی در مدل سازی توسعه ترک دارد،توسعه داده شده و نحوه گسترش ترک در نمونه های دیسکی دارای ترک مرکزی در هندسه های مختلف ترک بررسی شد. برای افزایش دقت محاسبات از المان های مرتبه بالا (Higher Order Elements) برای مدل سازی مرز ترک و محیط اطراف آن و المان نوک ترک استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی توسعه داده شده در مدل سازی فرایند رشد ترک و استخراج پارمترهای مکانیک شکست تعدادی از مسائل دارای حل تحلیلی و عددی با استفاده از برنامه عددی، مدل سازی شد و نتایج آن با نتایج ارائه شده توسط دیگر محققین مقایسه شد. مطالعه عددی گسترش ترک در نمونه های دیسکی نشان داد که زاویه قرارگیری ترک مرکزی نسبت به امتداد بارگذاری و همچنین طول ترک بر میزان بازشدگی، تنش های کششی و فشاری و فاکتور شدت تنش ایجادی در نوک ترک تاثیر داشته و این عوامل تعیین کننده مسیر گسترش شکستگی در نمونه دیسکی می باشند.
    کلید واژگان: گسترش ترک، مد ترکیبی (I، II)، نمونه CSCBD، روش ناپیوستگی، جابجایی
    Mahmoud Behnia, Seyed Hossein Mirzeinali Yazdi
    Fracturing of rock structures occurs usually under mixed mode I-II loading. The determination of the complete fracture toughness envelopes (KI-KII) for rocks is essential since it may serve as a fracture criterion for crack initiation under mixed mode I-II loadings. A number of methods have been developed to determine the fracture toughness of these modes using different specimen configuration. The Brazilian disk specimens with a central crack is proposed by many researchers for investigating modes I, II, and mixed fracture toughness in brittle materials. In this study, the numerical program (2DFPM) was developed based on the boundary element method (displacement discontinuity method) for studying the fracture propagation on Central Straight through Crack Brazilian Disk (CSCBD) specimens. In-order to enhance the capability and accuracy of the numerical program, special elements (crack tip, and quadratic element) were used. The validity of the program was verified by different analytical and numerical results. The results from numerical analysis show that the inclination angle of the crack with respect to the diametrical load and the crack length have the most important impact on the SIFs (Stress Intensity factor) and fracture propagation path.
    Keywords: Crack propagation, Mixed mode (I, II), CSCBD specimen, Displacement Discontinuity Method
  • محمود بهنیا
    شکست هیدرولیکی یکی از روش های انگیزش مخازن هیدروکربوری است که با هدف افزایش برداشت از مخازن با نفوذپذیری کم، توسعه یافته است. به منظور طراحی ایمن و بهینه ی این فرآیند، ضروری است که پارامترهای موثر بر گسترش ترک هیدرولیکی قبل از اجرای آن بر سنگ مخزن مورد ارزیابی قرار گیرد. در مخازن شکسته شده و دارای ناپیوستگی های از پیش موجود، نحوه ی گسترش شکست هیدرولیکی به دلیل اندرکنش آن با شکستگی های طبیعی متفاوت است به گونه ای که این ناپیوستگی ها می توانند فشار موردنیاز برای گسترش شکست هیدرولیکی را افزایش داده و بر جایگیری پروپانت و قدرت انتقال سیال در درون شکستگی تاثیر عمده ای داشته باشند. در همین راستا در این مطالعه یک برنامه ی عددی (2DFPM) با تلفیق روش المان مرزی (ناپیوستگی- جابجایی (DDM)) و روش تفاضل محدود (FDM) با هدف مدلسازی هندسه ی شکست هیدرولیکی در مخازن شکسته شده توسعه ی داده شد و با استفاده از مدل KGD اعتبارسنجی گردید. در ادامه حالات مختلف برخورد شکست هیدرولیکی با ناپیوستگی مدلسازی شد و تاثیر ناپیوستگی های از پیش موجود بر تغییرات فشار سیال درون شکستگی هیدرولیکی و میزان بازشدگی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نحوه ی برخورد شکست هیدرولیکی به ناپیوستگی طبیعی و پارامترهای تزریق از عوامل عمده ی کنترل کننده ی گسترش شکست هیدرولیکی در مخازن شکسته شده هستند.
    کلید واژگان: شکستگی هیدرولیکی، شکستگی طبیعی، فشار سیال، روش ناپیوستگی - جابجایی، روش تفاضل محدود
    M. Behnia
    Hydraulic Fracturing method was developed to increase the productivity of low permeability reservoirs. In this method، it is very important to predict the hydraulic fracturing geometry to ensure a safe and optimum design. Hydraulic fracture propagation is affected from natural discontinuities (fault، joint…) in fractured reservoirs. In this study، the interaction of hydraulic fracture with natural fractures and consequently the fracture propagation and variation of fluid pressure inside the hydraulic fracture is studied numerically. The numerical program (2DFPM) was developed based on combination of boundary element method (displacement discontinuity method (DDM)) and finite difference method (FDM). The validity of the numerical program was verified by KGD model. Different conditions of hydraulic and natural fracture interaction are modeled and the effect of natural fracture on distribution of fluid pressure profile along the hydraulic fracture length is studied. The results show that the interaction condition and injection parameters of fluid have more influence on the hydraulic fracturing method.
    Keywords: Hydraulic Fracturing, Natural Fracture, Fluid Pressure Profile, Displacement Discontinuity Method, Finite Difference Method
  • سهیلاا نظری، محمد فاتحی مرجی، علیرضا یاراحمدی بافقی
    در توده سنگ های درزه دار مانند شیب سنگ ها، نوک درزه ها به عنوان نقاط ضعیف سنگ به شمار می روند با این وجود، کدهای تحلیل عددی پایداری توده سنگ های درزه دار تنها حرکت بلوک بر سطوح موجود ناپیوستگی ها را مورد توجه قرار می دهند و امکان ایجاد شکست و ناپیوستگی جدید در نقاطی که دارای شدت تنش بالا و یا دارای حالت پلاستیک است را ندارند.
    هدف از این تحقیق ارائه مدلی است که بتواند با استفاده از تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی سنگ، مکانیسم انتشار ترک پایدار یا ناپایدار در ناحیه پل سنگی و اتصال آن تا تشکیل بلوک های سنگی در شیب سنگ های درزه دار شامل چند دسته درزه را شبیه سازی کند. جهت دستیابی به این هدف، تلفیق روش عددی المان مرزی غیرمستقیم با عنوان ناپیوستگی جابجایی مرتبه سوم و معیار حداکثر تنش مماسی، در محیط نرم افزاری Mathematica برنامه نویسی شده و با نتایج حاصل از تحقیقات در این زمینه اعتبارسنجی شده است.
    نتایج حاصل از این برنامه، پیش بینی حالت شکست، زاویه شروع رشد ترک و مدلسازی مسیر انتشار و اتصال ترک ها در ناحیه پل سنگی دیواره خواهد بود. پس از انتشار و اتصال ترک ها، حرکت و جابجایی برشی بلوک ها روی ناپیوستگی های جدید به عنوان نقاطی با شدت تنش بالا یا نواحی دارای حالت پلاستیک با روش اجزای مجزا بوسیله نرم افزار UEDC، تحلیل شده است.
    کلید واژگان: مدلسازی عددی، شیب سنگ درزه دار، مکانیسم انتشار ترک، روش ناپیوستگی جابجایی
    In the jointed rock masses such as rock slopes، the joints considered as cracks in which their tips are the weak points for fracture initiation. Some of the numerical codes for the stability analysis of jointed rock masses have considered only blocks movement on the surfaces of the existing fractures. The tips of these rock joints may act as the fracture creation points and some new discontinuities containing high stress intensity points or plasticity situation may develop. The purpose of this research is to simulate the stable or unstable crack propagation mechanism in the rock bridge area and the cracks coalescence phenomena until the blocks can be created in the fractured rock slopes using linear elastic fracture mechanics (LEFM) theories. Thus، combining the displacement discontinuity based indirect boundary element method (called the higher order displacement discontinuity method) with the maximum tangential stress criterion and programming it by Mathematica software has been used for the crack analysis in this study. The fracture types or modes of fracturing predicted and the crack propagation and cracks coalescence estimated in the rock bridge area for several examples of typical rock slopes. After cracks propagation and coalescence، blocks velocity and shear displacement on new discontinuities obtained as high stress concentration points or plastic mode zones using a distinct element method (UDEC).
    Keywords: numerical modeling, Jointed rock slopes, Crack propagation mechanism, Displacement discontinuity method
  • محمود بهنیا*، کامران گشتاسبی، محمد فاتحی مرجی، علی اکبر گلشنی
    شکست هیدرولیکی به عنوان روشی برای تحریک مخازن نفتی به عوامل مختلفی از جمله خصوصیات محیطی که شکستگی در آن رشد می کند بستگی دارد. خصوصیات مکانیکی لایه ها به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر روند پیشروی شکست هیدرولیکی و هندسه ی آن شناخته می شوند. در این تحقیق با تغییر پارامترهای مقاومتی محیط دربرگیرنده ی شکست هیدرولیکی، فرآیند گسترش شکست هیدرولیکی در محیط های چند لایه(محیط نرم و سخت) و تحت تاثیر پارامترهای الاستیک، مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور روش المان مرزی بر اساس فرمول بندی ناپیوستگی- جابجایی برای حل گسترش شکست هیدرولیکی در سازندهای لایه ای مورد استفاده قرار گرفت. از المان های مرتبه ی بالا برای مدلسازی مرز ترک و محیط به همراه المان نوک ترک برای افزایش دقت این روش عددی ارائه شده در محیط های ناهمگن(2DFPM) استفاده شده است. صحت روش عددی ارائه شده در مدلسازی مواد ناهمگن، به وسیله ی تعدادی مسئله ی دارای حل تحلیلی تایید گردید. در این مطالعه تنش های کششی ایجادشده در امتداد فصل مشترک به همراه فاکتور شدت تنش موجود در نوک ترک برای بررسی رفتار گسترش شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف محاسبه گردیدند. نتایج نشان می دهد که بسته به وضعیت قرارگیری شکست هیدرولیکی نسبت به فصل مشترک (عمود، گذرنده و موازی) و همچنین پارامترهای محیط در برگیرنده ی شکستگی، میزان فاکتور شدت تنش ایجادی در نوک ترک و تنش های کششی در امتداد فصل مشترک متفاوت خواهند بود، که این دو پارامتر امکان گسترش شکستگی و یا احتمال توقف آن را تعیین می نمایند. همچنین میزان بازشدگی شکست هیدرولیکی به خصوصیات الاستیک لایه ها وابسته بوده و تغییر خصوصیات الاستیک لایه ها می تواند هندسه شکستگی را تحت تاثیر قرار دهد.
    کلید واژگان: شکست هیدرولیکی، محیط های لایه ای، گسترش شکستگی، روش ناپیوستگی - جابجایی
    Mahmood Behnia*, Kamran Goshtasbi, Mohammad Fatehi Marji, Aliakbar Golshani
    Hydraulic fracturing as a method for reservoir stimulation depends on the properties of the media that fracture propagates in it. The elastic properties of layers greatly affect the geometry and propagation of hydraulic fractures. In this research study، the hydraulic fracturing propagation in multi-layered media (stiff and soft) with different elastic properties is investigated. Therefore، boundary element method based on the displacement discontinuity formulation is presented to solve general problems of hydraulic fracturing propagation in layered formations. The crack tip element and a higher order boundary displacement collocation technique are used to increase the accuracy of the method (2DFPM) in modeling of non-homogenous media. The stress intensity factor and tensile stress near the crack tip under different elastic modulus are evaluated to study the hydraulic fracture propagation. Related to the position of the fracture with interface (vertical، intersect and parallel) these factors have different values and finally، they control the fracture propagation. In comparison between the width of fractures in soft and stiff layers، the study displays that the fracture width in soft layers is greater than width of fracture in stiff layers.
    Keywords: Hydraulic fracturing, layered formation, fracture propagation, Displacement discontinuity method
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال