بررسی آزمایشگاهی تاثیر تنش حرارتی بر روی شکست سنگ آهک

بررسی آزمایشگاهی تاثیر تنش حرارتی بر روی شکست سنگ آهک

الهام مریانجیان ،دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی از دانشگاه تهران ، maryanajyan_tehran_un@yahoo.com

بهمن بهلولی، دکتری مکانیک سنگ از دانشگاه چالمرز سوئد،1380، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران ،

bahman. bohloli@.gmail.com

محمد رضا ملکی جوان، دکتری ژئومکانیک از دانشگاه تهران،1386، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران ، malekijavan@yahoo.com

چکیده :

درمخازن ژئوترمال و نفتی­،­سیال منفذی و در نتیجه سنگ دارای درجه حرارت بالایی است.در طی فرایند­های تزریق آب­،­به عنوان یک روش ازدیاد برداشت­،­سنگ به طور متوالی سرد و گرم می­شود. این تغییرات درجه حرارت سبب ایجاد تنش القایی در سنگ بکر می­گردد . از نظر تئوریک چنانچه مقدار تنش­های القایی به بیش از مقاومت کششی سنگ برسد­،­سنگ باید بشکند. رفتار مکانیکی سنگها در میدان گرادیان حرارتی هنوز یک موضوع چالش برانگیز است و هیچ روش استانداردی برای این رفتار سنجی وجود ندارد­،­لذا به منظور سنجش نحوه شکست نمونه­های سنگی پس از چند سیکل گرم و سرد کردن آزمون­های آزمایشگاهی طراحی گردید.در این پژوهش 6 نمونه سنگ آهک سازند آسماری به دوگروه سه تایی تقسیم شده و هریک از آنها در بازه حرارتی 80 و 120 درجه سانتیگراد سه بار متوالی مورد آزمایش حرارتی قرار گرفته است. سپس نحوه گسترش شکستگی درسنگ با تهیه تصاویر CT-Scan قبل و پس از انجام 1 و3 بار آزمایش بر روی هریک از نمونه ها بررسی گردیده است.لازم به ذکر است قبل از انجام آزمایش­های حرارتی،­ مقاومت کششی نمونه­ها تعیین شده و سپس بعد از انجام آزمایش حرارتی­،­ تنش حرارتی در نقاط مختلف نمونه محاسبه شده است. جهت تعیین مدت زمان لازم جهت گرم و سرد شدن نمونه­ها و مشخص نمودن دما در نقاط مختلف نمونه از ماژول حرارتی­(Thermal Option)­نرم افزار FLAC 2D استفاده شده است. نتایج آزمایش­ها نشان می­دهد تمرکز تنش حرارتی در نزدیکی محل سرمایش بیشتر بوده و متناسب با افزایش فاصله از آن کاهش می­یابد.ریز شکستگی­های جدید با جهت یافتگی تصادفی عمدتا درحدود 3/. ارتفاع نمونه مشاهده می­شوند.

کلید واژه ها:( 6کلمه)تنش حرارتی­،­ریز شکستگی­،­سی تی اسکن­،­سنگ آهک