عنوان پایان‌نامه
مقایسه بین نتایج آزمایش استاندارد خزش و آزمایش خزش فروروندگی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1938;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48989
- تاریخ دفاع
- ۲۱ خرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- فاطمه سادات رسولی
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- دانستن خواص مکانیکی مواد برای اهداف مهندسی چون طراحی مخازن، معادن و فضاهای زیرزمینی مانند چاه‌های عمیق، تونل‌ها و مغارها و هم‌چنین جهت کاربردهای ژئوفیزیکی، تکتونیکی و زمین‌لرزه بسیار حائز اهمیت می‌باشد. از میان این خواص، رفتارهای وابسته به‌زمان مواد به‌طور ویژه مورد توجه قرار دارند چرا که با شناخت آنها می‌توان میزان پایداری سازه را در طول زمان کاربری آن پیش‌بینی کرد. خزش از پدیده‌های وابسته به‌زمان مهمی است که به‌ویژه برای فضاهای زیرزمینی ذخیره‌ی نفت و گاز و یا محل‌های دفن زباله‌های خطرناک صنعتی تولید شده، بسیار حائز اهمیت می‌باشد چراکه نشت این مواد به سطح زمین پیامدهای ناگواری را به همراه دارد. در این تحقیق تلاش شده است تا به معرفی روشی جدید موسوم به روش خزش فروروندگی، که در این تحقیق برای نخستین بار بر روی سنگ‌ها صورت گرفت، برای شناخت پارامترهای خزشی مواد، پرداخته شده و مزایای آن بیان شود. برای اثبات کاربرد این روش بر روی سنگ‌های نرم، سه نوع سنگ مختلف نمک گرمسار، که شناخت رفتار خزشی آن به واسطه‌ی کرنش‌های قابل توجهی که در دماها و تنش‌های مختلف و در طی زمان نشان می‌دهد، بسیار اهمیت دارد، و هم‌چنین گلسنگ گتوند و توف اویای ژاپن که به علت دارا بودن مواد رسی از خود رفتارهای خزشی و آماس را با گذشت زمان نشان می‌دهند، انتخاب شدند. بر روی هر کدام از انواع این نمونه‌ها، آزمایش خزش فروروندگی و آزمایش‌های مرسوم انجام شده و پارامترهای خزشی مربوط به قانون توانی خزش به‌دست آمده از آنها، با یکدیگر مقایسه شده‌اند. با توجه به مقایسه‌های صورت گرفته، بازه‌ی اعداد مربوط به توان تنشی و انرژی فعال‌سازی برای هر دو روش به یکدیگر نزدیک می‌باشند که با افزایش تعداد آزمایش‌ها، احتمال افزایش هم‌پوشانی این بازه‌ها بیشتر خواهد شد. هم‌چنین در این تحقیق، اثر عوامل متعدد چون دما، رطوبت، سطح تنش و قطر فرورونده بر روی رفتار خزش فروروندگی نمونه‌های سنگ نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با توجه به این بررسی‌ها، شیب مرحله‌ی ثانویه یا حالت یکنواخت خزش، با افزایش سطح تنش، دما، رطوبت و قطر فرورونده افزایش می‌یابد که مورد آخر بیان‌گر غالب بودن سازوکار خزش نابجایی در انواع سنگ‌های نرم می‌باشد. کلمات کلیدی: خزش، آزمایش خزش تک‌محوری فشاری، آزمایش خزش برزیلی، آزمایش خزش فروروندگی، فرورونده، دما، تنش،
- Abstract
- Knowing the mechanical characteristics of materials is valuable in relation to engineering applications such as design of reservoirs, mines, underground structures like deep wells, tunnels and caverns, and also in relation to geophysical, tectonic and earthquake applications. Time dependent behaviors of materials have been specifically investigated among these behaviors since understanding such behaviors leads to predict the stability of structures. Creep behavior of materials is one of the most important time dependant phenomena which is especially fundamental to be investigating for oil and gas reservoir or dangerous industrial disposals; in that, presence of these fluids to the earth surface has hazardous consequences. In this study, a novel method called “Impression creep test”, which has been applied on soft rocks for the first time, has been introduced to be used as a measurement method for determination of creep parameters of materials with assumption of power law creep behaviour. Also, the benefits of this new method have been described in this thesis in details. In this study, three different kinds of soft rocks have been chosen to investigate the applicability of impression creep test on soft rocks. These are Garmsar rock salt for which it is so important to know its creep behavior due to significant strain it shows in different stress and temperature levels over long times, Gotvand mudstone and Japan’s Oya tuff which show swelling and creep behavior during long times due to their clay minerals content. Both impression and compression creep tests have been carried out on these different kinds of samples, and the resulted creep parameters of creep power law have been compared. With respect to these comparisons, the determined “power stress” and “activation energy” amounts for both kinds of tests were quite similar. It will be possible to observe better similarity between these parameter if one can increase the number of experiments. Furthermore, different environmental effects such as temperature, stress level and also indenter size have been investigated on impression creep behavior of rock samples. With respect to these investigations, the gradient of second creep stage or steady state creep increases while the stress level, temperature and indenter size increase. The last result shows the domination of dislocation mechanism in different soft rocks.
