پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک > مقطع دکتری > سال 1398
پدیدآورندگان:
محمدجواد نصری فخرداود [پدیدآور اصلی]، احمد رمضان زاده[استاد راهنما]
چکیده: شناخت رفتار جریان سیال در توده‌سنگ در فعالیت‌های مهندسی نظیر سدسازی، استحصال و ذخیره‌سازی مواد هیدروکربوری، زمین‌گرمایی و ذخیره‌سازی زباله‌های اتمی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر رفتار هیدرولیکی توده سنگ‌، ناپیوستگی‌های موجود در آن است. در پژوهش حاضر با انجام آزمایش جریان سیال به صورت توام با تنش جانبی در شکستگی طبیعی سنگ آهک رفتار هیدرومکانیکی شکستگی بررسی گردید. سه الگوی رفتاری رابطه خطی، رابطه غیرخطی مرسوم (اثر اینرسی مضاعف) و رابطه غیرخطی در اثر اتساع شکستگی در نتایج آزمایش مشاهده شده است. در سطوح پایین تنش جانبی و نرخ جریان‌های پایین، رفتار سیال به صورت خطی است. در سطوح بالاتر تنش و نرخ جریان با توجه به هندسه شکستگی (اندازه دهانه بازشدگی و زبری سطوح شکستگی) الگوی جریان تعیین می‌گردد. در نتایج آزمایشگاهی می‌توان مشاهد کرد که برای نمونه‌ای با کوچکترین دهانه بازشدگی و زبرترین سطح شکستگی الگوی رفتاری جریان غیرخطی در اثر اتساع رخ می‌دهد این در حالی‌ است که اگر دهانه بازشدگی شکستگی بزرگ باشد جریان غیر خطی مرسوم صورت می‌پذیرد. با استفاده از برازش آماری برروی نتایج آزمایشگاهی ضریب‌های دو رابطه فورچهمیر و ایزباش بدست آمد. این دو رابطه به خوبی رفتار غیرخطی را توصیف می‌کنند ولی ضریب‌های معادله فورچهمیر حساسیت بهتری نسبت به تغییر تنش از خود نشان می‌دهند. عدد رینولدز بحرانی برای نتایج آزمایشگاه محاسبه شد. این عدد به نسبت تنش جانبی به صورت کاهشی تغییر می‌کند که نشان‌دهنده آغاز زودتر رفتار غیرخطی در نمونه سنگ تحت تنش جانبی است. ضریب اصطکاک برای جریان سیال در شکستگی به صورت تابعی از عدد رینولدز و زبری نسبی شکستگی تعریف شده است. مقایسه نتایج آزمایش با روابط ارایه شده نشان می‌دهد که رابطه پیشنهادی به نسبت روابط قبلی تخمین بهتری از ضریب اصطکاک را بدست می‌دهد. با استفاده از نرم افزار Fluent یک مدل مرجع از نتایج آزمایشگاهی ساخته شد تا با کمک آن مطالعات تکمیلی در خصوص رفتارسیال در شکستگی انجام شود. این نرم افزار به خوبی رفتار غیرخطی جریان سیال را مدلسازی می‌نماید، نتایج نشان داد، که با افزایش مقدار دهانه بازشدگی ضریب‌های خطی و غیرخطی رابطه فورچهمیر کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش دهانه بازشدگی شکستگی تاثیر زبری سطح بر افت فشار کاسته می‌شود. برای بررسی رفتار سیال در مقیاس بزرگ‌تر از مقیاس آزمایشگاهی از نتایج آزمایش فشار آب در سد بختیاری استفاده شد. سه الگوی رفتاری مشاهده شده در نتایج آزمایشگاهی را می‌توان در نتایج آزمایش درجا هم ملاحظه کرد. عدد رینولدز بحرانی برای جریان سیال در توده سنگ هم بررسی شد. مقادیر عدد رینولدز بحرانی در مقیاس توده‌سنگ کمتر از مقیاس آزمایشگاهی است. در نهایت با استفاده از مدلسازی عددی به بررسی رفتار اثر توامان هیدرومکانیک توده‌سنگ درزه دار پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار 3DEC و براساس داده‌های بدست آمده از برداشت صحرایی شبکه شکستگی مجزا (DFN)برای توده‌سنگ ساخته شده است. نتایج مدلسازی نشان می‌دهد که بدون احداث سامانه پرده آب در مغار ذخیره‌سازی امکان کنترل نشت امکان‌پذیر نیست.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#جریان سیال #شکستگی سنگ #جریان غیرخطی #عدد رینولدز #سامانه پرده آب #مغار بدون پوشش ذخیره‌سازی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)