Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Archives of Mining Sciences

1 2007

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: post-peak failure modulus

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The post-peak failure properties and deformational structures of rock under conventional triaxial compression conditions

Bukowska M., Sanetra U., Wadas M.

Archives of Mining Sciences

2007

Vol. 52, no 3

297-310

This paper presents the results of conventional triaxial compression tests conducted on samples of the Carboniferous and Triassic sandstones. The test results related to the Carboniferous sandstones from the Upper Silesian Coal Basin have been obtained for strain rates and confining pressures ranging from [...] and from O MPa to 70 MPa, respectively. The authors paid particular attention to the post-peak failure modulus, as it is the parameter which is most difficult to determine from the post-peak branch of the stress-strain curve obtained in a series of triaxial tests. Furthermore, a method is presented that has been designed to study microscopic deformational structures under conditions of high confining pressures of the order of 200 MPa to 300 MPa and the progressive axial shortening of the specimens ranging from 5% to 15%. The method makes it possible to determine the orientation of the microscopic fractures and cracks in rocks as a function of the distance from the macroscopic sliding surface.

W artykule przedstawiono wyniki testów konwencjonalnego trójosiowego ściskania karbońskich i triasowych piaskowców drobnoziarnistych. Eksperymenty w trójosiowym stanie naprężenia, w warunkach konwencjonalnego trójosiowego ściskania zmierzające do określenia zależności pomiędzy modułem pokrytycznym a prędkością odkształcenia i ciśnieniem okólnym, prowadzono w serwosterowanej maszynie wytrzymałościowej MTS-810 NEW. Sterowanie maszyną wytrzymałościową odbywało się za pomocą prędkości przemieszczenia tłoka; różnym stałym prędkościom przemieszczenia odpowiadały prędkości odkształcenia próbek z przedziału od [...]. W badaniach stosowano komorę ciśnieniową typu KTK firmy UNIPRESS, która umożliwiła prowadzenie eksperymentów przy ciśnieniu okólnym sięgającym 70 MPa. Wyniki badań modułu pokrytycznego piaskowców karbońskich z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego przedstawiono w postaci zależności między modułem pokrytycznym a prędkością odkształcenia, przy ciśnieniu okólnym jako parametrze. Wartości modułu pokrytycznego jako funkcji prędkości odkształcenia dla piaskowca drobnoziarnistego zmieniają się zgodnie z funkcją potęgową, podobnie jak w wielu innych przypadkach ciała stałego. Ponieważ jednak prędkości zmieniają się w szerokim zakresie pięciu rzędów wielkości, bo od W-s do 10-1 S-I, moduł pokrytyczny wyrażono jako funkcję dziesiętnego logarytmu prędkości odkształcenia uzyskując zależność liniową. Oceniając wpływ wzrostu ciśnienia okólnego na moduł pokrytyczny stwierdzono, że wielkość modułu jest zróżnicowana i zależy od wartości ciśnienia i od typu skały. Generalnie jednak wzrost ciśnienia okólnego powoduje zmniejszenie się wartości modułu pokrytycznego. W przypadku piaskowców drobnoziarnistych zależność tę dla stosowanego zakresu ciśnień od O do 70 MPa najlepiej opisuje funkcja wielomianu drugiego stopnia. W dalszej części artykułu zaprezentowano metodę badań mikroskopowych struktur deformacji w warunkach wysokich ciśnień okólnych od 125 do 300 MPa i postępującego skrócenia osiowego próbek w zakresie od 5 do 15%, która pozwala określić orientację mikropęknięć i mikroszczelin w skale w funkcji odległości od makroskopowej powierzchni poślizgu. Badaniami objęto mikroskopowe struktury deformacji powstałe w próbkach piaskowca tumlińskiego podczas przeprowadzonego testu trójosiowego ściskania. Na podstawie obserwacji mikroskopowych struktur deformacji w próbkach piaskowca stwierdzono dwa typy niszczenia materiału skalnego. Pierwszy typ zniszczenia, który charakteryzuje się wyraźnym pojedynczym pęknięciem zaobserwowano w próbkach piaskowca badanych przy ciśnieniu okólnym poniżej 200 MPa. Drugi typ zniszczenia występował przy ciśnieniu okólnym powyżej 200 MPa. W próbkach piaskowca pojawiały się wtedy pojedyncze lub podwójne intensywnie spękane strefy w postaci pasm biegnących między dolną a górną podstawą próbki piaskowca. Znajomość wartości parametrów pozniszczeniowych skał i górotworu ma pierwszorzędne znaczenie dla rozwiązywania wielu złożonych zagadnień inżynierskich, w tym do prognozowania zachowania się górotworu na różnych głębokościach, projektowania obudowy wyrobisk górniczych czy prognozowania zagrożenia tąpaniami. Szeroka analiza struktur deformacyjnych obserwowanych w skali mikro, które powstają w skałach w wyniku ich zniszczenia, może znaleźć, poprzez pewne podobieństwo z powstającymi strukturami deformacyjnymi w warunkach naturalnego zalegania skał, zastosowanie przy wykrywaniu stref uskokowych i spękań wokół nich. Przy szerszym rozpoznaniu zagadnienia analiza ta może również okazać się przydatna w prognozowaniu niekorzystnych zjawisk geomechanicznych w górotworze.