طراحی و ساخت دستگاه آزمایشگاهی برای تعیین نفوذپذیری شعاعی سنگها همراه با تغییرات تنش مؤثر
نویسندگان
1 گروه مهندسی معدن دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره) meh_hosseini@yahoo.com
2 آزمایشگاه 3S، گرونوبل، فرانسه
doi
چکیده
این مقاله به معرفی دستگاه آزمایشگاهی میپردازد که برای تعیین نفوذپذیری شعاعی در سنگهای اطراف حفریات زیرزمینی بهنگام تغییرات تنش مؤثر به کار میرود. نفوذپذیری، یک خصوصیت خیلی مهم در سنگها است زیرا جریان سیال را در داخل سنگها کنترل میکند. آزمایش روی نمونههای استوانهای توخالی با دیوارههای ضخیم یک روش ساده، اقتصادی و واقعی برای تعیین نفوذپذیری شعاعی سنگها میباشد. با این دستگاه امکان انجام آزمایش در شرایط خشک و در شرایط وجود جریان شعاعی همگرای سیال منفذی وجود دارد. در این تحقیق نتایج آزمایش در شرایط وجود جریان شعاعی سیال منفذی ارائه می شود. در حالت وجود جریان شعاعی سیال دو نوع آزمایش انجام می شود: الف) آزمایش تحت فشار جانبی (محصور کننده) افزایشی و فشار منفذی خارجی (فشار در محیط نمونه r=re) ثابت. ب ) آزمایش تحت فشار جانبی ثابت و فشار منفذی خارجی افزایشی. این پژوهش بر روی یک ماده متخلخل مصنوعی که CPIR09 نامیده میشود انجام شده است. فرم شکست نمونهها به صورت یک جفت صفحه شکست شعاعی می باشد. نتایج آزمایش نشان میدهد هنگامی که فشار منفذی خارجی ثابت است با افزایش فشار جانبی مقدار نفوذپذیری شعاعی سنگها کاهش مییابد. در حالتی که فشار جانبی ثابت ولی فشار منفذی خارجی افزایش مییابد، مقدار نفوذپذیری شعاعی اندکی افزایش مییابد. افزایش فشار منفذی باعث میشود، موادی (خرده سنگ) که در داخل ناحیه شکست وجود دارد، شسته شده و ناحیه مربوطه خالی شود و در نتیجه، نفوذپذیری به میزان قابل ملاحظهای افزایش یابد.
