زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی اثر زمان تاخیر در بازیابی تنش پیشین سنگ آهک با استفاده از روش انتشار آوایی

نویسندگان
دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مکانیک سنگ
چکیده
مقدار تنش برجا یکی از مهمترین پارامترها در طراحی سازه های زیرزمینی می باشد. روشهای متداول اندازه گیری تنش برجا مانند روش شکست هیدرولیکی دارای دو ضعف عمده ی زمان و هزینه بر بودن می باشند، از این رو اندازه گیری تنش برجا به روش های غیر مستقیم در حال گسترش می باشد. از جمله روشهای غیر مستقیم اندازهگیری تنش برجا روشهای انتشار آوایی بوده که بر مبنای تئوری اثر کایزر استوار است. سنگ‌ وقتی تحت تنش قرار میگیرد، از خود سیگنالهای صوتی منتشر می کند. این پدیده انتشار آکوستیک نامیده میشود و اثر کایزر به عنوان فقدان انتشار آکوستیک در سطوح تنش پایینتر از تنش ماکزیمم اعمال شده قبلی تعریف می شود. به عبارت دیگر تا زمانی که سنگ به سطح تنش پیشین خود نرسد، انتشار آکوستیکی قابل توجهی از خود نشان نمی دهد. عوامل متعددی در اثر کایزر موثر است که از جمله آنها می توان به زمان تاخیر، دما، فابریک سنگ، تخلخل، سطوح درزه و ناپیوستگی و به طور کلی ساختارهای زمین شناسی نام برد. در این مقاله بررسی اثر زمان تاخیر در اثر کایزر مورد توجه قرار گرفته است. به زمانی که بین عملیات گرفتن مغزه و آزمایش انتشار آوایی سپری می شود، زمان تاخیر اطلاق می شود. نمونه سنگ های آهک برای مطالعه انتخاب و پس از پیش بارگذاری، آزمایش انتشار آوایی با زمان تاخیر های مختلف بروی این نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که نسبت تنش بازیابی شده به تنش پیشین تا یک محدوده زمانی، کمتر از یک و بعد از آن روند افزایشی داشته تا اینکه بعد از گذشت سه ماه از یک بیشتر می شود.
کلیدواژه‌ها

1. Yoshikawa S., Mogi K., "Experimental studies on the effect of stress history on acoustic emission activity-a possibility for estimation of rock stress", Journal of acoustic emission, vol. 8, No. 4 (1989) 113-123.## 2. Kurita K., Fujii N., "Stress memory of crystalline rocks in acoustic emission", Geophysical Research Letters, Volume 6, Issue 1 (January 1979) 9-12. ## 3. Momayez M., Hassani F.P., "Application of Kaiser effect to measure in-situ stresses in underground mines", Rock Mechanics, Tillerson JR and Wawersik, WR (eds), Proceeding og the 33rd US symposium on rock mechanics, Santa Fe, New Mexico, AA Balkema, Rotterdam (1992) 979-987. ## 4. Seto M., et al, "The relation between the variation of AE hypocenters and the Kaiser effect of Shirahama sandstone", Proc. 8th Int. Cong on Rock Mechanics, Vol. 1, Tokyo, Japan (1995) 201-205. ## 5. Jin Y., Z. Qi, et al., "Time-sensitivity of the Kaiser effect of acoustic emission in limestone and its application to measurements of in-situ stress", Petroleum Science 6(2) (2009) 176-180. ## 6. Li Y., Yang Y., Liu J., Zhao X., "Experimental and theoretical analysis on the procedure for estimating geo-stresses by the Kaiser effect", International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, Volume 17, Number 5 (October 2010) 514. ## 7. Lavrov A., "The Kaiser effect in rocks: principles and stress estimation techniques", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 40 (2003) 151-171. ## 8. Li H., Zhang B., "Laboratory determination of in-situ stress tensor using AE method", Rock Stress, Sugawara, Obara & Sato (eds), © 2003 Swets & Zeitlinger, Lisse, ISBN 90 5809 6394. ## 9. Amadei B., Stephansson O., "Rock stress and its measurement", Published by: Chapman & Hall, London (1997). ## 10. Villaescusa E., Seto M., Baird G., "Stress measurements from oriented core" Int. J. of Rock Mech. & Min. Sci. 39 (2002) 603-615. ## 11. Lehtonen A., Cosgrove J., et al. "An examination of in situ rock stress estimation using the Kaiser effect." Engineering Geology 124 (2012) 24-37. ## 12. نیکخواه مجید، بررسی آزمایشگاهی و عددی تأثیر بارگذاری سه‌محوره بر اثر کایزر، رساله دکتری، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس (1392). ## 13. The Working Group for estimating the primary state of stress in a rock mass using the acoustic emission technique, "Suggested method for in-situ stress measurement from a rock core using the acoustic emission technique", Proc, 5th International workshop on application of Geophysics in Rock Engineering, July 7, Toronto, Canada (2002) ## 14. آرینفر علی، مقایسه روش‌های AE و DRA دراندازه‌گیری تنش برجا و مطالعه موردی: سد سیمره، ،پایان نامۀ کارشناسی ارشد دانشکدۀ فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس (1390). ##