عنوان پایان‌نامه
ارزیابی نتایج آزمایش نفوذ در تخمین مقاومت فشاری تک محوری سیلت استون ها
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی- مهندسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6431;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78426;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6431;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78426
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- گلناز حاجی پورعلمداری
- استاد راهنما
- اکبر چشمی, جعفر حسن پور
- چکیده
- مقاومت تراکمی تک‌محوری (UCS) سنگ پرکاربرد‌ترین پارامتر ژئومکانیکی در پروژه‌های ژئوتکنیکی، معدنی و مخازن نفتی است. برای اندازه‌گیری مقاومت تراکمی تک‌محوری تهیه مغزه استاندارد (NX) لازم است و این فرایند در برخی شرایط مانند رخنمون‌های سطحی، سست بودن سنگ‌ها، نازک‌لایه بودن و درزه‌داری زیاد محدودیت‌هایی دارد. همچنین تهیه مغزه هنگام حفاری چاه‌های نفتی یا فضاهای زیر‌زمینی هزینه‌بر و زمانبر است. بنابراین سعی می‌شود تا با استفاده از روش‌های غیرمستقیم این پارامتر تعیین شود. در تحقیق حاضر امکان استفاده از آزمایش نفوذ برای تخمین مقاومت تراکمی تک‌محوری و مدول الاستیسیته شیل‌ها با استفاده از خرده‌های حفاری بررسی شده و بدین منظور 13 بلوک شیلی از سازند شیلی کرتاسه سنندج تهیه شد. پس از اندازه‌گیری مقاومت تراکمی تک‌محوری استاندارد بلوک‌ها، برای حذف اثر شکل خرده‌ها و بررسی اثر اندازه، خرده‌های مکعبی با اندازه 4، 5 و 7 میلی‌متری تهیه و برای بررسی تأثیر احاطه‌کننده بر آزمایش نفوذ، این خرده‌ها در سه نوع احاطه‌کننده (رزین اپوکسی، رزین پلی‌استر و چسب سنگ) تثبیت گردید. در مجموع حدود 1170 آزمایش نفوذ انجام شد. از نمودارهای بار-جابجایی حاصل از آزمایش نفوذ پارامترهای نیروی انتقال بحرانی (CTF) و مدول نفوذ (IM)تعیین و با استفاده از این دو پارامتر مقاومت تراکمی تک‌محوری و مدول الاستیسته تخمین زده شد و مشخص شد که اندازه دانه‌ها و نوع احاطه‌کننده بر روابط تجربی پیشنهاد‌شده مؤثر است. ضرایب همبستگی حاصل از انطباق UCS-CTF و UCS-IM در هر سه نوع ماده احاطه‌کننده به‌ترتیب بیشتر از 0.77 و 0.83 و بیشترین ضرایب همبستگی مربوط به خرده‌های تثبیت‌شده در رزین پلی‌استر است. با افزایش اندازه خرده‌ها از 4 میلی‌متر به 7 میلی‌متر ضرایب همبستگی روابط پیشنهادی بیشتر می‌شود. ضرایب همبستگی حاصل از انطباق E-IM نیز برای خرده‌های تثبیت‌شده در احاطه‌کننده‌ها بیشتر از 0.70 است. بیشترین ضرایب همبستگی مربوط به خرده‌های تثبیت‌شده در رزین اپوکسی است. برای حذف اثر اندازه دانه در روابط تجربی پیشنهاد شده، پارامتر بدون بعد سطح (S) تعریف و روابط تجربی بین UCS-CTF/S، UCS-IM/S و E-IM/S برای خرده‌های تثبیت‌شده در هر سه احاطه‌کننده با همبستگی قابل قبول پیشنهاد گردید.نتایج اعتبارسنجی بین مقاومت تراکمی تک‌محوری استاندارد و مقاومت تراکمی تخمین‌زده‌شده از رابطه پیشنهادی UCS-CTF برای خرده‌های تثبیت‌شده در احاطه‌کننده‌های رزین اپوکسی، رزین پلی‌استر و چسب سنگ به طور میانگین مشابهت 84، 83 و 89 درصدی دارد. درصد شباهت از رابطه پیشنهادی UCS-IM برای خرده‌های تثبیت‌شده در رزین اپوکسی، رزین پلی‌استر و چسب سنگ با مقاومت تراکمی تک‌محوری استاندارد به‌ترتیب مقادیر 70، 76 و 78 است. همچنین درصد شباهت از رابطه پیشنهادی E-IM برای خرده‌های تثبیت‌شده در احاطه‌کننده‌های مذکور با مدول الاستیسیته اندازه‌گیری‌شده به‌ترتیب 86، 88 و 84 است.
- Abstract
- Rock's Uniaxial compressive strength (UCS) is one of the most usable geomechanical parameters in geotechnical, mining and oil drilling projects. In order to determine the uniaxial compressive strength of rock, standard cores(NX) are essential. The process of core drilling is associated with troubles and limitations in certain situations like surface outcrops, loose rocks, thin and Jointed layers. Obtaining cores during oil well drilling or caverns excavation is also a time-consuming and costly procedure. therefore there has been an attempt to determine this parameter using indirect methods. In present research the possibility of using indentation test on drill cuttings as an indirect method of estimating uniaxial compressive strength and the modulus of elasticity of Shales been studied. For this purpose number of 13 shale blocks from Sanandaj Cretaceous shale formation were collected. After evaluation of uniaxial compressive strength using standard procedure some cubic shaped pieces with diameter of 4,5and 7mm were prepared with the aim of elimination the effect of fractures shape and estimating the effect of size furthermore in order to estimate the effect of surrounding material on the results of indentation test the pieces were entrenched in three different surrounding materials (Polyester resins . Epoxy resins Adhesive Stone). In total, number of 1170 indentation test were conducted. using the Load-Displacement curves obtained from indentation test, critical transition force and indentation modulus parameters were determined, using these two parameters uniaxial compressive strength and elastic modulus were estimated. It was found that pieces size and the surrounding material affect the proposed empirical relationships.The correlation coefficients resulted from Conformity of UCS-CTF and UCS-IM in all three surrounding materials were more than 0.77 and 0.83 respectively. Highest correlation coefficient value were related to pieces entrenched in polyester resin. and it was observed that the increase in size of pieces from 4 to 7 mm, correlation coefficients of proposed relationships will also increase. The correlation coefficients obtained from compliance of E-IM for pieces entrenched in all surrounding materials are also more than 0.70. The highest correlation coefficients are related to pieces entrenched in Epoxy resins.In order to eliminate the effect of particle size in proposed relationships a dimensionless parameter (S) were defined and empirical relationships between UCS-CTF/S ,UCS-IM/S and E-IM/S for peaces entrenched in all three types of surrounding materials were proposed with acceptable correlation coefficient.Results of validation between standard uniaxial compressive strength and estimated value from proposed relationship UCS-CTF for peaces entrenched in. epoxy resins, polyester resins and adhesive stone on
