Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zależność postaci prawa ciśnienia efektywnego od prędkości obciążania próbki dla piaskowca nasączonego gazem inertnym

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 4

147--156

PL

Artykuł zawiera omówienie wyników badań, których celem było określenie wpływu prędkości deformacji na postać prawa ciśnienia efektywnego. Wykonano dwie serie testów konwencjonalnego trójosiowego ściskana próbek piaskowca, których przestrzeń porowa wypełniona była sprężonym inertnym płynem porowym (azotem). Serie różniły się prędkością deformacji próbki, która wynosiła odpowiednio 5 μm×s–1 i 50 μm×s–1. Ciśnienia okólne (p) i porowe (pp) zmieniane były w zakresie od 0 do 300 MPa. Badania wykazały, że zmiana prędkości deformacji ma znaczący wpływ na sposób zachowania próbki przedmiotowego piaskowca podczas testu konwencjonalnego trójosiowego ściskania. Wyniki testów dowodzą, że ze wzrostem prędkości deformacji zwiększa się zakres ciśnień okólnych, przy których próbka pęka krucho oraz rośnie zakres umocnienia dylatacyjnego badanego materiału. Wykazano również, że wzrost prędkości deformacji próbki skutkuje znaczącymi zmianami wartości parametrów prawa ciśnienia efektywnego, przy czym kierunek tych zmian potwierdza istnienie zależności między prędkością deformacji a umocnieniem dylatacyjnym materiału.

EN

The article contains a discussion of the results of researches, which aim was to determine the influence of deformation rate on the shape of the effective pressure law. Two series of tests of conventional triaxial compression test were made, when pore space of tested rock sample was filled with pressurized inert fluid (nitrogen). Samples were tested with two different deformation rates: 5 μm×s–1 and 50 μm×s–1. Confining pressure p and pores pp were varied in the range of 0 to 300 MPa. Results of laboratory tests have shown that a change in deformation rate has a significant impact on the sandstone sample behaviour during the conventional triaxial compression test. The results prove that increase of sample deformation rate increases the confining pressure range at which the sample cracks in a brittle way as well as the range of dilatantial strengthening of tested material. It was also shown that the increase in sample deformation rate results in significant changes in values of parameters of effective pressure law. The observed changes confirmed the existence of a relationship between the deformation rate and dilatantial strengthening of tested material.

2

Wpływ niektórych efektów fizycznych i fizykochemicznych na wartości parametrów prawa ciśnienia efektywnego

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2015

|

Vol. 17, no. 3-4

77--90

PL

Wykonano kilka serii eksperymentów konwencjonalnego trójosiowego ściskania na próbkach wyciętych z różnego typu skał. Wyznaczono prawo ciśnienia efektywnego dla próbek skał, w których naprężenia osiągnęły różnicową granicę wytrzymałości. Pokazano, że dla tego stanu naprężenia postać prawa ciśnienia efektywnego silnie zależy od dwóch przeciwstawnych procesów: osłabienia próbki – będącego skutkiem zachodzących w skale procesów fizykochemicznych (sorpcja, efekt Rebindera), oraz umocnienia próbki (tzw. umocnienia dylatancyjnego), – które jest konsekwencją spadku ciśnienia porowego wskutek zwiększenia objętości przestrzeni porowej, które zachodzi podczas niszczenia próbki.

EN

Some series of triaxial compression tests/individual tests were made on specimens cut from different types of rocks. Form of an effective pressure law for rock samples where the stress reached differential strength limit was determined. It was shown, that, for this state of stress, form of an effective pressure law strongly depends on the two opposing processes: the weakening of the specimen – arising from occurring in the rock physico-chemical processes (sorption, the Rebinder effect) and mechanical strengthening of the sample, the so-called dilatantial strengthening – which is a consequence of the rapid drop of the pore pressure due to the volume increase of the pore space that occurs during the destruction of the specimen.

3

Wpływ prędkości obciążania na wartości pewnych stałych materiałowych uzyskiwanych w teście konwencjonalnego trójosiowego ściskania

Nowakowski A., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

45--60

PL

Artykuł zawiera omówienie wyników czterech serii testów trójosiowych wykonanych na zmodernizowanym urządzeniu GTA-10. Badano próbki z piaskowca „Tumlin” w stanie powietrznie suchym oraz w stanie pełnego nasączenia naftą. Testy wykonano dla dwóch prędkości przesuwu tłoka: „wysokiej” – 100 μm×s-1 i „niskiej” – 1 μm×s-1. Potwierdzono poprawność działania wykonanego układu stabilizacji prędkości, doprecyzowano zakres prędkości w jakim układ działa poprawnie i przeprowadzono badania wpływu jakości poszczególnych elementów układu na sposób jego pracy. Uzyskane wyniki badań wytrzymałościowych potwierdziły fakt wzrostu różnicowej granicy wytrzymałości Rσ1-σ3 ze wzrostem prędkości obciążania próbki. Porównanie wyników uzyskanych dla próbek powietrznie-suchych i nasączonych naftą pozwoliło stwierdzić znaczące spadkiRσ1-σ3 dla próbek nasączonych naftą i ciśnień okólnych wyższych od ciśnienia zamykania spękań. Wykorzystując prawo ciśnienia efektywnego Terzaghiego oszacowano wartości ciśnień porowych indukowanych w próbce ciśnieniem okólnym, które a następnie wykorzystano do obliczenia tzw. współczynnika Skemptona B.

EN

The article discusses the results of the four series of triaxial tests performed on an upgraded GTA-10 device. The subject of the analysis were samples of the “Tumlin” sandstone, both in air-dry condition and fully saturated with kerosene. The tests were performed for two velocities of piston slide: the “high” one, i.e. 100 μm×s-1, and the “low” one, i.e. 1 μm×s-1. Proper functioning of the developed speed stabilization system was confi rmed; a precise speed range necessary for the proper functioning of the system was established; finally, the influence of the quality of particular elements of the system upon its functioning was examined. The obtained results confirmed an increase of differential stress limit Rσ1-σ3, coupled with an increase in crosshead speed. Comparison of the results obtained for air-dry samples and samples saturated with kerosene revealed signifi cant decreases of Rσ1-σ3 for the kerosene-saturated samples, as well as decreases in confining pressures greater than the crack closing pressure. The application of the Terzaghi effective stress principle made it possible to estimate the values of the pore pressures induced in the sample by means of the confining pressure. These values were subsequently used in calculating the co-called Skempton coefficient B.

4

Porównanie wybranych właściwości fizycznych brykietu węglowego w stanie powietrznie-suchym w atmosferze CO2

Nowakowski A., Topolnicki J., Nurkowski J., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

3--10

PL

Przeprowadzono wytrzymałościowe testy trójosiowe próbek wykonanych z brykietu węglowego i pozostających w stanie powietrznie-suchym oraz nasączonych gazem sorbującym (CO2). Wyniki badań wykazały, że obecność w przestrzeni porowej próbki brykietu gazu sorbowanego nie wpływa na wartość różnicowej granicy wytrzymałości tej próbki. Natomiast z analizy wartości modułu odkształceń podłużnych wynika, że jego wartość spada w obecności CO2 co oznacza, że gaz sorbowany może zwiększyć odkształcalność próbki.

EN

Samples of coal briquettes in the dry air conditions and saturated with CO2 were subjected to the triaxial stress tests. Results show that the presence of a sorbing gas in the briquette’s porous structure does not affect the differential stress limit of the sample. On the other hand, the analysis of the longitudinal modulus of elasticity reveals that its value tends to decrease in the presence of CO2, which indicates that the sorbing gas improves the sample’s elasticity.

5

Kształtowanie się ciśnienia efektywnego w skałach, na granicy wytrzymałości

Gustkiewicz J., Nowakowski A.

Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2005

|

Vol. 75, nr 41

195-204

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.

6

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

Nowakowski A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2005

|

Vol. 7, no. 3-4

189--202

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.

7

Kształtowanie się ciśnienia efektywnego w klasycznym, trójosiowym stanie naprężenia na podstawie wyników pękania i deformacji wybranych skał

Gustkiewicz J., Nowakowski A., Nurkowski J., Stanisławski L., Lizak Z.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2004

|

Vol. 6, no. 1-2

3--17

PL

Artykuł zawiera podsumowanie prowadzonych w latach 2003 i 2004 badań nad kształtowaniem się ciśnienia efektywnego w skale, w której naprężenia osiągnęły granicę wytrzymałości. W ramach badań laboratoryjnych wykonano eksperymenty klasycznego trójosiowego ściskania z płynem porowym pod ciśnieniem dla trzech skał: piaskowca „Tumlin”, wapienia „Pińczów” i opoki „Benatký”. Stosowano sorbujące (CO2 i H2O) i niesorbujące (nafta, azot) płyny porowe. Studiowano sposób zachowania ciśnienia efektywnego na granicy wytrzymałości w zależności od zastosowanego płynu porowego. Wyodrębniono trzy różne sposoby kształtowania się ciśnienia efektywnego na granicy wytrzymałości skały: dla obojętnych płynów porowych (nafta, azot), dla nieobojętnego gazu (CO2) i dla nieobojętnej cieczy (H2O). Podano prawdopodobne przyczyny zachodzących różnic. Uzyskane wyniki wykorzystane zostaną do dalszych badań nad kształtowaniem się w skałach ciśnienia efektywnego.

EN

In the paper some results of laboratory researches that had been conducted in the years 2003 and 2004 were presented. During those researches an effective pressure at the strength limit of rock was studied as a function of confining pressure and pore pressure. The individual triaxial compression tests with inert and non-inert fluids in the pore space of rock were conducted for three rocks: “Tumlin” sandstone, “Pińczów” limestone and „Benatký” gaizé. Kerosene and nitrogen as non-inert and water and carbon dioxide as inert pore fluids were used in the tests. Effective pressure at the strength limit was studied as a function of applied pore fluid. Three different ways of shaping of effective pressure were shown: for non-inert fluids (kerosene nitrogen), inert gas (carbon dioxide) and inert liquid (water). Some possible reasons of differences in rock behaviour were presented and discussed.