Różne sposoby kształtowania się ciśnienia efektywnego w skale znajdującej się na granicy wytrzymałości

• Autorzy: Nowakowski A.

Warianty tytułu

EN

Some different forms of the effective pressure law evaluated at the rock strength border

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki badań nad kształtowaniem się ciśnienia efektywnego w skale, w której naprężenia osiągnęły granicę wytrzymałości. Studiowano wyniki eksperymentów klasycznego trójosiowego ściskania z płynem porowym pod ciśnieniem wykonanych dla dwóch: piaskowca „Tumlin” i opoki „Benatký”. Stosowano sorbujące (CO2 i H2O) i niesorbujące (nafta, azot) płyny porowe. Prace te były kontynuacją badań prowadzonych w latach 2003 i 2004. Badania próbek opoki nasączonych CO2 potwierdziły wyrażane już przypuszczenia (Gustkiewicz i in., 2004), że równanie ciśnienia efektywnego może być nieliniowa funkcją ciśnienia porowego. Z kolei wyniki testów piaskowca nasączonego H2O pozwoliły zweryfikować dotychczasowe poglądy (Gustkiewicz i in., 2003, 2004) na temat wpływu jaki woda pod ciśnieniem, jako płyn porowy, wywiera na właściwości skały.

EN

The article contains research results on shaping of the effective pressure law in rock specimen, in which stresses achieved the differential strength border. Some results of individual triaxial compression tests with pressurized pore fluids made for two ricks: sandstone “Jumlin” and gaize “Benatký” were studied. The carbon dioxide and distilled water were used as pore fluids. These works were a continuation of researches conducted in years 2003 and 2004. Examinations of specimens of the gaize saturated with CO2 confirmed conjectures expressed already (Gustkiewicz al all, 2004), that the effective pressure law can be in this case a non-linear function of the pore pressure. The test results obtained for saturated H2O sandstone permitted to modify current views (Gustkiewicz at all, 2003, 2004) about the influence which water under the pressure, as pore liquid, is exerting on rocks’properties.

Słowa kluczowe

PL

trójosiowe ściskanie; różnicowa granica wytrzymałości; ciśnienie okólne; ciśnienie porowe; ciśnienie efektywne; równanie ciśnienia efektywnego; wartość ciśnienia efektywnego

EN

triaxial compression; differential strength; confining pressure; pore pressure; effective pressure; effective pressure law; effective pressure value

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 7, no. 3-4
• Strony: 189--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Nowakowski A.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

Bibliografia

• Biot M. A., 1941: General theory of three dimensional consolidation. J. Appl. Phys. 12: 155-168.
• Brace W.F., 1972: Pore pressure in geophysics. In: “Flow and Fracture of Rocks. Geophys. Monogr. Series. Heard H.C., Borg I.Y., Carter N.L., Raleigh C.B. (eds.), AGU, Vol. 16, pp. 265-273, Washington DC.
• Geertsma J., 1957: The effect of fluid pressure decline on volumetric changes of porous rocks. Trans. AIME. 210: 331-340.
• Gustkiewicz J., 1990: Deformacje i wytrzymałość skał w trójosiowym stanie naprężenia z uwzględnieniem płynów porowych. W: Górotwór jako ośrodek wielofazowy. J. Litwiniszyn (red.). AGH, Kraków, 97-136.
• Gustkiewicz J., 1989: Objętościowe deformacje skały i jej porów. Arch. Min. Sci., t. 34, cz. 3, s. 593-609.
• Gustkiewicz J., 1985: Deformation and failure of the Nowa Ruda sandstone in a three-axial state of stress, with gas under pressure in the pores. Archiwum Górnictwa, Vol. XXX, p. 401–424.
• Gustkiewicz J., Nowakowski, A., 2005: Kształtowanie się ciśnienia efektywnego w skałach, na granicy wytrzymałości. (w:) „Geotechnika w budownictwie i górnictwie”, Mat. XXVIII Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu i Geoinżynierii, Szklarska Poręba 13-18 III 2005, Ofi cyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, str. 195-205.
• Gustkiewicz J., Nowakowski, A., 2004: Deformacje i pękanie skał w warunkach laboratoryjnych. Arch. Min. Sci., Vol. 49, Special Issue, s. 5-50.
• Gustkiewicz J., Nowakowski A., Nurkowski J., Stanisławski L., Lizak Z., 2004: Kształtowanie się ciśnienia efektywnego w klasycznym, trójosiowym stanie naprężenia, na podstawie wyników pękania i deformacji wybranych skał. Prace IMG PAN, t. VI, s. 3-17.
• Gustkiewicz J., Nowakowski A., Lizak Z., 2003: Zmiany niektórych właściwości piaskowca pod wpływem sorbujących i niesorbujących płynów porowych pod ciśnieniem. Prace IMG PAN, t. 5, nr 3-4, s. 367-375.
• Handin J., Hager R.V., Friedman M., Feather J.N., 1963: Experimental deformation of sedimentary rocks under confining pressure: pore pressure effects. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol. 47: 717-755.
• Hołda S., 1990: Wpływ sorpcji gazów, par I cieczy na wytrzymałość skał. W: Górotwór jako ośrodek wielofazowy. J. Litwiniszyn (red.). AGH, Kraków, 443-453.
• Kovári K., Tisa A., Einstein H.H., Franklin J.A., 1983: Suggested Methods for Determining the Strength of Rock Materials in Triaxial Compression: Revised Version. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 20, No. 6, p. 283–290.
• Lasoń M., 1988: Specific surface of porous material. Arch. Min. Sci., 33, 475-497.
• Nowakowski A., Młynarczuk M., Ratajczak T., Gustkiewicz J., 2003: Wpływ warunków termicznych na zmianę niektórych właściwości fizycznych i strukturalnych wybranych skał, Prace IMG PAN. Rozprawy, Monografi e, nr 5, 104 s.
• Nur A., Byerlee J.D., 1971: An exact effective stress law for elastic deformation of rock with fluids. J. Geophys. Res. 76(26): 6414-6419.
• Rehbinder P., Lichtman V., 1957: Effect of surface active media on strains and rupture in soils. In: Electrical Phenomena and Soil/Liquid Interface. J. H. Schulman (ed.), Proc. 2nd Int. Congr. Surface Activity, Vol. III, London, Butterworths, 563-582.
• Robin P.-Y.F., 1973: Note on effective pressure. J. Geophys. Res., 78, 2434-2437.
• Skempton A.W., 1960: Effective stress in soils, concrete and rocks. Proc. Conf. on Pore Pres. Sustion in Soils. London, Butterworths, 4-6.
• Terzaghi von K., 1923: Die Berechnung der Durchlässigkeitsziffer des Tones aus dem Verlauf der Spannungs-erscheinungen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien Math.-Naturwiss. Kl., Abt. 2A, 132, 105.
• Zoback M.D., Byerlee J. D., 1975: The effect of microcrack dilatancy on the permeability of Westerly granite. J. Geophys. Res., 80, 752-755.