تحلیل رشد ترک هیدرولیکی در مقیاس سختی با درنظرگرفتن اثر اندرکنش فراسنجهای ماند و گرانروی: ترمهای مرتبۀ بالاتر
نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
2 دانشگاه تربیت مدرس
doi
10.22060/ceej.2018.14498.5673چکیده
در فرآیند شکست هیدرولیکی معمولاً فراسنجهای مختلف مانند گرانروی، جرم مخصوص سیال و چقرمگی محیط اثرات مشابه و یکسانی بر چگونگی رشد ندارند و ممکن است یک یا چند تا از فراسنجها اهمیت بیشتری داشته باشند؛ در نتیجه منجر به یک یا چند رژیم خاص خواهدشد. رژیمها بر اساس روند هدر رفت انرژی نامگذاری میشوند که مهمترین آن ها عبارتند از: اول( رژیم سختی که بیشترین انرژی تزریق سیال از طریق شکافتن سنگ به دلیل چقرمگی اتلاف میشود دوم( رژیم گرانروی که بیشترین اتلاف توان ورودی سیال ناشی از حرکت سیال لزج در ترک است. در این نوشتار به بررسی رشد ترک هیدرولیکی دو بعدی، در حالت کرنش صفحهای در یک محیط کشسان پرداخته میشود. سیال به صورت غیرقابل تراکم و نیوتنی فرض میشود و همچنین رشد ترک در قالب مکانیک شکست خطی کشسان بررسی میشود. هدف از این پژوهش، دستیابی به اثرات انواع فراسنجها ازقبیل چقرمگی، گرانروی، جرم مخصوص سیال و همچنین اثربخشی اندرکنش بین برخی از فراسنجها به طور خاص اثرات توام گرانروی و جرم مخصوص سیال برای یک ترک دو بعدی در رژیم سختی است. برای ارزیابی اندرکنش بین فراسنجهای اشاره شده یک روش اصلاحشده-روش اغتشاش- ارائه شده است. این روش قابلیت تحلیل مسائل مشابه با دیگر هندسه و رژیم را دارد. نتایج نشان میدهد که درنظرگرفتن ترم اندرکنشی باعث برآورد کمتری از طول ترک خواهد شد و طول ترک با افزایش گرانروی کاهش مییابد و روند کاهشی با افزایش فراسنج جرم مخصوص (ماند) شدت مییابد. از طرف دیگر، اثرات گرانروی سیال در فرآیند تزریق شکست هیدرولیکی بیشتر از اثرات فراسنج ماند با فرض جریان آرام میباشد. مسلما، در نظرنگرفتن اثرات ماند میتواند خطای چشمگیری را وارد کند .این خطاها با افزایش فراسنج ماند، افزایش مییابد و ممکن است به 300% نیز برسد. به طور کلی نتایج با مستندات موجود مقایسه شده است که روند منطقی در آنها را تصدیق میکند.
