Kształtowanie się ciśnienia efektywnego w skałach, na granicy wytrzymałości

• Autorzy: Gustkiewicz J. , Nowakowski A.

Warianty tytułu

EN

Shaping of the effectime pressure in the rock at the strength limit

• Konferencja: Geotechnika w budownictwie i górnictwie: XXVIII Zimowa Szkoła Górotworu i Geoinżynierii, Szklarska Poręba, 13-18 marca 2005
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ciśnienie efektywne, traktowane jako pewna funkcja ciśnień okólnego i porowego, jest wygodnym środkiem opisu zachowań skały pozostającej w trojosiowym stanie naprężenia i wypełnionej znajdującym się pod ciśnieniem płynem porowym. Do opisu zmian tego ciśnienia wykorzystano definicję ciśnienia efektywnego sformułowaną przez Robina (1973) oraz wzór na ciśnienie efektywne zaproponowany przez Terzaghiego (1923) z jego późniejszymi modyfikacjami (Geertsma 1957, Skempton 1960). Studiowano sposób kształtowania się ciśnienia efektywnego na granicy wytrzymałości w zależności od zastosowanego płynu porowego. Wyodrębniono trzy sposoby kształtowania się ciśnienia efektywnego na granicy wytrzymałości skały: dla obojętnych płynów porowych (nafta, azot), dla nieobojętnego gazu (CO2) i dla nieobojętnej cieczy (H2O). Eksperymentalnie udowodniono, że pewne ograniczenia nakładane przez wspomnianych autorów na równania opisujące ciśnienie efektywne nie mają zastosowania w przypadku skał.

EN

Effective pressure is usually used as a very convenient parameter for the description of rock behaviour especially if the rock is considered in the triaxial state of stress with pressurized fluid (liquid or gas) in the pore space. In the paper a definition of the effective pressure formulated by Robin (1973) as well as formula proposed by Terzaghi (1923) and modified by Geertsma (1957) and Skempton (1960) for calculating the effective pressure, are used for studies on the shaping of the effective pressure when the rock is at its strength limit. According to the laboratory tests results the effective pressure at the strength limit is described by different mathematical formulas for inert and non-inert pore fluid. In case of rock saturated by non-inert pore gas the mathematical formula given for effective pressure by Terzaghi should be modified in different way than that proposed by Geertsma or Skempton.

Słowa kluczowe

PL

trójosiowe ściskanie; różnicowa granica wytrzymałości; ciśnienie okólne; ciśnienie porowe; ciśnienie efektywne; konwencjonalne ciśnienie efektywne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 75, nr 41
• Strony: 195--204
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Gustkiewicz J.

• PAN, Instytut Mechaniki Górotworu

autor

Nowakowski A.

• PAN, Instytut Mechaniki Górotworu

Bibliografia

• Geertsma J., 1957: The effect of fluid pressure decline on volumetric changes of porous rocks. Trans. AIME. 210: 331-340.
• 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, pp. 401-424.
• 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, str. 367-375.
• Gustkiewicz J., Nowakowski A., Nurkowski J., Stanisławski L., Lizak Z., 2004: Ksztaltowanie się ciśnienia efektywnego w klasycznym, trójosiowym stanie naprężenia, na podstawie wyników pękania i deformacji wybranych skał. Prace IMG PAN (w druku).
• 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.
• Kovari K., Tisa A., Einstein H. H., Franklin J. A., 1983: Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression: revised version. lnt. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 20(6), 283-290.
• Murrell S. A. F., 1965: The effect of triaxial stress systems on the strength of rocks at atmospheric temperatures. Geophys. J. R. Astron. Soc., 10, 231-281.
• 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 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.