Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ oddziaływania CO2 na dynamiczne parametry geomechaniczne w systemie geotermalnym

Moska Rafał

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

199--212

PL

Sekwestracja CO2 w formacje geologiczne wiąże się z szeregiem zjawisk fizycznych mających wpływ na strukturę skały, takich jak m.in. absorpcja CO2 przez matrycę skalną, a także wytwarzanie w solankach złożowych kwasu węglowego, mającego zdolność rozpuszczania węglanów. Zjawiska te mogą powodować zmniejszenie sztywności skał i w konsekwencji wpływać na zmianę warunków geomechanicznych w górotworze, ze szczególnym uwzględnieniem stref przyotworowych. Mogą także powodować zmniejszenie funkcji uszczelniającej skał nadkładu. Skały zróżnicowane pod względem składu mineralnego oraz warunków depozycji (ciśnienia, temperatury, obecności mediów porowych) mogą wykazywać charakterystyczne cechy zwiększonej lub zmniejszonej odporności na kontakt z CO2. W pracy zostały przedstawione laboratoryjne badania przypadków oddziaływania CO2 na piaskowce o spoiwie węglanowym oraz ilastym podczas hipotetycznej sekwestracji do poziomu zbiornikowego jednego z polskich złóż geotermalnych. Wyznaczono wpływ obecności mediów porowych zawierających CO2 (rozpuszczony w solance złożowej oraz w stanie nadkrytycznym) w skałach na ich właściwości geomechaniczne – dynamiczne parametry sprężystości. Po trzymiesięcznym okresie ekspozycji na CO2 w przypadku każdej z próbek zanotowano spadek prędkości fal sprężystych – zarówno P, jak i S, co jest potwierdzeniem danych literaturowych. Moduły Younga, odkształcenia postaci i objętości mierzonych próbek po ekspozycji na CO2 obniżyły się w zależności od konkretnego przypadku od kilku do kilkudziesięciu procent w stosunku do wartości wyjściowych. Zaobserwowano też zmiany we współczynniku Poissona. Efekt ten może być wyjaśniony osłabieniem szkieletu skalnego próbek przez oddziaływanie kwasu węglowego powstałego w wyniku rozpuszczenia CO2 w solance na spoiwo węglanowe oraz oddziaływaniem nadkrytycznego CO2 na minerały ilaste. Pomimo niewielkiej próby reprezentatywnej użytej w testach można stwierdzić, że ekspozycja na CO2 badanych piaskowców powoduje wyraźne zmniejszenie ich sztywności.

EN

CO2 sequestration in geological formations is related to a number of phenomena in the rock structure, such as absorption of CO2 by the rock matrix, as well as the production of carbonic acid in reservoir brines, capable of dissolving carbonates. These effects can cause a decrease in rock stiffness and change of rock-mechanics conditions especially in the near-borehole zones. They can also reduce the sealing function of the overburden rocks. Different types of rocks varying in mineral composition and deposition conditions (pressure, temperature, pore media) may show characteristic features of increased or decreased resistance to CO2. This paper deals with laboratory case study of the effect of CO2 on carbonate- and clay-cemented sandstones during the hypothetical sequestration to the reservoir level of one of the Polish geothermal deposits. The influence of the presence of pore media containing CO2 (dissolved in reservoir brine and a supercritical CO2) in the rocks on their rock-mechanics properties – dynamic elasticity parameters – was determined. After a 3-month exposure to CO2, a decrease in the velocity of both P and S waves was observed for each of the samples. Decrease of the Young's, bulk and shear moduli of all measured samples after exposure to CO2 were also observed, depending on a sample, by a few to several dozen % in relation to the initial values. Changes in Poisson’s ratio were also observed. These effects can be explained by the weakening of the sample’s matrix, by action of the carbonic acid formed by dissolving of CO2 in brine, and the action of supercritical CO2 on clay minerals. Despite the small representative sample used in the tests, it can be concluded that the exposure to CO2 of the tested sandstones causes a significant reduction in their stiffness.

2

Behavior of mat foundation for a ten-story building: fixed base vs three-dimensional soil model

Hasan Farhaj, Alam Nazmul, Amin Al, Hasan Mahadi

Structure and Environment

|

2022

|

Vol. 14, no. 4

153--160

EN

Soil is an anisotropic, heterogeneous, and inelastic complex material. It is difficult to represent the exact behavior of soil by numerical modelling in practice. Conventionally, soil is simplified to an idealized model where it is considered isotropic, homogeneous, and behaves elastically under loads. The idealization, in this case, is done using the proper elastic modulus, Poisson’s ratio, and unit weight of soil depending upon the soil type. Although the exact soil behavior is simplified, using Finite Element Analysis (FEA) a more effective result can be obtained. A superstructure was modelled using ETABS using a fixed-base system and the base reaction forces were obtained. A mat and a soil element on which the mat was laid were modelled as a flexible-base system in Midas GTS NX. The base reactions obtained from ETABS were applied to the mat in the soil model to determine the settlements and, consequently, the spring stiffness. The superstructure was then modelled again, incorporating springs under the respective columns. Convergence in settlement, and base reactions were reached by iteration, and the final results from the flexible-base system were then compared with the fixed-base system. The center column settled the most, about 60 mm, and there was a decrease in settlement by 15% between the first model and the final iterated model. The base reaction for center columns decreased by 24% in the flexible base system compared to the fixed base system. However, an increase in base reaction was observed for both side and edge columns. There was an extremely erratic change in grade beams under a flexible base system, which shows that the superstructure elements are also affected by the change in the base system. It is recommended to use this approach, for the analysis of structures considering flexible base systems instead of fixed bases because it enhances the accuracy of analysis with feasible time consumption and less complex effort.

PL

Gleba jest materiałem złożonym anizotropowym, niejednorodnym i nieelastycznym. W praktyce trudno jest dokładnie odwzorować zachowanie gleby za pomocą modelowania numerycznego. Konwencjonalnie glebę upraszcza się do wyidealizowanego modelu, w którym uważa się ją za izotropową, jednorodną i zachowującą się elastycznie pod obciążeniem. Idealizacja w tym przypadku odbywa się za pomocą odpowiedniego modułu sprężystości, współczynnika Poissona i masy jednostkowej gruntu w zależności od rodzaju gruntu. Chociaż dokładne zachowanie gleby jest uproszczone, można uzyskać bardziej efektywne wyniki za pomocą analizy elementów skończonych (FEA). Konstrukcja nośna została wymodelowana za pomocą ETABS przy użyciu systemu stałej podstawy i uzyskano siły reakcji podstawy. Matę i element gruntu, na którym została położona, zamodelowano jako układ o elastycznej podstawie w programie Midas GTS NX. Reakcje bazowe uzyskane z ETABS naniesiono na matę w modelu gruntowym w celu określenia osiadań, a co za tym idzie sztywności sprężystej. Następnie ponownie wymodelowano konstrukcję nośną, włączając sprężyny pod odpowiednimi kolumnami. Zbieżność osiadania i reakcji bazowych została osiągnięta przez iterację, a końcowe wyniki z systemu o elastycznej podstawie zostały następnie porównane z systemem o stałej podstawie. Kolumna środkowa osiadła najbardziej, około 60 mm, a między pierwszym modelem a ostatecznym modelem iterowanym nastąpił spadek osiadania o 15%. Reakcja podstawy dla kolumn centralnych zmniejszyła się o 24% w systemie z podstawą elastyczną w porównaniu z systemem z podstawą stałą. Zaobserwowano jednak wzrost odczynu zasadowego zarówno dla kolumn bocznych, jak i krawędziowych. Nastąpiła bardzo nieregularna zmiana belek niwelacyjnych pod elastycznym systemem bazowym, co pokazuje, że zmiany w systemie bazowym mają również wpływ na elementy konstrukcji nośnej. Zaleca się stosowanie tego podejścia do analizy konstrukcji z uwzględnieniem elastycznych systemów bazowych zamiast stałych baz, ponieważ zwiększa to dokładność analizy przy możliwej czasochłonności i mniejszym wysiłku.

3

Mechanical aspects of wellbore stability in shales and coals

Szpunar Tadeusz, Budak Paweł

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 7

446--453

EN

This paper presents a simple model which can be used to calculate the following values:  critical depth for which the well integrity is preserved in a shale or coal horizon with actual shale/coal mechanical parameters, actual mud density and reservoir parameters;  minimum mud density at which stress concentration at the wellbore wall is below the allowable limit for a given rock’s mechanical parameters, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient;  mud density required for the preservation of shale/coal integrity at the wellbore wall at any depth, assuming that the strength parameters of shale or coal, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient are constant. The appropriate equations were derived using the maximum principal strain hypothesis, which holds for brittle materials. It was also assumed that the radial pressure at the borehole wall is caused by the weight of overburden rocks. The author’s intention was to provide formulas which are as simple as possible and which can be easily used in practice. The final equations were based on the solution to the Lame problem, which was adopted to represent a vertical drilling well with a circular cross-section and filled with mud whose hydrostatic pressure is assumed to oppose the pore pressure. Included are effects of silt swelling pressure, overburden pressure, mud density and the mechanical properties of the rock – including the unconfined compressive strength and Poisson’ s ratio. In the case of shale or silty coal layers, the swelling pressure increases the volume of the clay minerals in the pores by diffusion the mud filtrate, which reduces the pore volume and increases the pore pressure, and therefore impacts the calculations. Presented model allows for derivation of the Hubert–Willis formula for fracturing pressure or fracture pressure gradient, which are commonly used in the oil industry. The calculation results are presented using data from the domestic oil industry and data from one of the Polish coal mines.

PL

W artykule podano prosty model umożliwiający obliczenie następujących wielkości:  głębokości krytycznej, w jakiej pokład łupków lub węgla zachowa integralność przy danych parametrach mechanicznych łupku lub węgla, danej gęstości płuczki i znanych parametrach złożowych;  minimalnej gęstości płuczki, przy której koncentracja naprężeń na ścianie otworu nie przekracza granicy dopuszczalnej dla danych parametrów mechanicznych łupku lub węgla oraz gradientu ciśnienia i nadkładu;  gęstości płuczki, przy której zachowana będzie integralność ścian otworu w warstwach łupku lub węgla w każdej głębokości dla danych parametrów mechanicznych łupku, przy stałym gradiencie ciśnienia i nadkładu. Wyprowadzono odpowiednie wzory, przyjmując hipotezę wytrzymałościową maksymalnego wytężenia materiału stosowaną w przypadku materiałów kruchych. Przyjęto również, że przy założeniu odkształceń sprężystych ciśnienie radialne na ścianie otworu jest spowodowane ciężarem skał nadkładu. Intencją autorów było podanie możliwie jak najprostszych wzorów, które mogłyby zostać zastosowane w praktyce. Wykorzystano rozwiązania tzw. problemu Lamégo, to jest rozpatrywano stan naprężeń na ścianie pionowego wyrobiska o przekroju kołowym, traktując skałę jako materiał sprężysty. We wzorach na wielkość naprężeń na ścianie wyrobiska o przekroju w kształcie okręgu uwzględniono wpływ ciśnienia pęcznienia, ciśnienia wywieranego przez nadkład, gęstość płuczki, jak również parametry wytrzymałościowe łupku/węgla, w tym wytrzymałość na ściskanie w jednoosiowym stanie naprężeń i współczynnik Poissona. W przypadku warstw łupków lub węgli zailonych ciśnienie pęcznienia powoduje zwiększenie objętości minerałów ilastych w porach w wyniku dyfuzji filtratu płuczki, co zmniejsza objętość porów i zwiększa ciśnienie porowe, a zatem wpływa na wyniki obliczeń. Przedstawiony model pozwala na wyprowadzenie z niego powszechnie stosowanego w przemyśle wzoru Huberta–Willisa, podającego wielkość ciśnienia szczelinowania skał na ścianie otworu oraz gradientu ciśnienia szczelinowania. Przedstawiono wyniki obliczeń dla danych z otworów z krajowego przemysłu naftowego oraz jednej z polskich kopalni węgla kamiennego.

4

Single-camera system for measuring paper deformations based on image analysis

Pełczyński Paweł, Szewczyk Włodzimierz, Bieńkowska Maria

Metrology and Measurement Systems

|

2021

|

Vol. 28, nr 3

509--522

EN

The article presents a new technique for measuring paper deformation in unidirectional tensile tests, based on recording and analysis of a series of specimen images. The proposed technique differs from the DIC-based deformation measurement in that the cross-correlation of image data has been replaced with linear filtering. For this purpose, a regular grid of markers is printed on the sample. Filtering the image creates local maxima in the places where markers occur. The developed algorithm finds their location with sub-pixel accuracy. Printing a grid of markers on tested paper and use of reference objects visible in the same image as the paper sample, freed from the need to mechanically connect the camera and the universal testing machine and from the necessity to electronically synchronize their work. The obtained deformation distributions and Poisson’s ratios are in accordance with the literature data which confirms the correctness of the developed measurement technique.

5

The vibrations induced by fluid flow in plates with different Poisson’s ratios

Burlaga Bartłomiej, Stręk Tomasz

Vibrations in Physical Systems

|

2020

|

Vol. 31, nr 3

art. no. 2020301

EN

A fluid interacts with every solid object that is submerged in its flow. In this paper, the dynamic instability of elastic solid is modeled and analyzed based on the benchmark model. It is caused by a continuous stream of vortices (known as von Kármán vortex street). In the presented approach, prerequisites are calculated to meet the necessary conditions for this phenomenon to occur. The main objective of this study is to determine the influence of different Poisson ratios on the intensity of a solid body’s deflection. In the first part, governing equations are presented. The following part describes the model domain as well as assumed parameters with chosen values explanation. The third part presents simulation specific information - mesh and applied options. The conclusion and possible real-life applications are preceded by obtained results.

6

Mechanical properties and sound velocity of gold copper (AuCu) II superlattice: 3D molecular dynamic (MD) simulation

Aish Mohammed Mahmoud

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 4

901--909

EN

Young’s modulus, yield stress and Poisson’s ratio are studied for different size and tem- perature. The temperature dependence of simulated Young’s modulus is quite similar to experimental results. Transverse sound velocity is estimated from the simulated elastic con- stants at each temperature. The dislocation speed reaches up to 75% of the transverse sound velocity. The dislocation speed decreases with increasing temperature linearly. The tempera- ture dependence of macroscopic deformation behavior and the possibility of the existence of supersonic dislocations are discussed. The transverse sound velocity and rigidity G is calcu- lated from Young’s modulus, Poisson’s ratio and density ρ which changes with temperature.

7

Parametric study on the connection between Poisson’s ratio, GSI and environmental stress

Lógó Benedek András, Vásárhelyi Balázs

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2020

|

Vol. 27, no. 2-3

205--217

EN

According to its definition, Poisson’s ratio is a measure of the Poisson effect, the phenomenon in which a material tends to expand in directions perpendicular to the directionof compression or, in other words, Poisson’s ratio is the ratio of relative contraction torelative expansion. For the sake of simplicity, it is handled as a constant. However, in reality, it is a variable. One can find several studies on this topic. This paper aims to study theimpact of the environmental (confining) pressure and rock quality (namely the geologicalstrength index, GSI) of rock mass on Poisson’s ratio. By using parametric investigation,several cases were calculated to present the functional dependency between the quantitiesmentioned above.

8

Vibration frequencies of a rectangular plate with linear variation in thickness and circular variation in Poisson’s ratio

Sharma Amit

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2019

|

Vol. 57 nr 3

605--615

EN

The frequency for the first two modes of vibration of a nonhomogeneous tapered rectangular plate is calculated under a bi linear (i.e., linear along both the axes) temperature field. For consideration of the nonhomogeneous material, the author assumed circular variation in Poisson’s ratio. Tapering in the plate is assumed to be linear in one direction. The results are calculated for different values of plate parameters and presented with the help of graphs. Comparison of the results is also given, to support the results of the present study.

9

Mechanical properties of cement mortar with graphene oxide

Krystek Małgorzata

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 1

91--96

EN

These days, nanotechnology has already influenced many fields of science and technology, including civil engineering. Cementitious composites incorporating various nanomaterials have emerged as novel materials with improved microstructure, mechanical properties and durability. Over the past decades, graphene oxide has appeared as one of the most promising nanomaterials for civil engineering applications. However, the effect of graphene oxide addition on the properties of cementitious composites has not yet been fully investigated. The paper presents the studies on the mechanical properties of cement mortar reinforced with the 0.03 wt.% of graphene oxide (dosage by weight of cement). Graphene oxide proved to accelerate the cement hydration, in particular at the early stages of mortar hardening, hence improving the mortar performance during mechanical tests. The significant enhancement of the flexural, cubic and cylindrical compressive strength has been reported, thus showing the great nanotechnology potential for concrete structures.

10

Effects of Portland cement addition on Young’s modulus of geopolymer concrete cured at ambient conditions

Anaszewicz Ł., Rekucki R, Stolarski A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2018

|

Vol. 67, nr 4

71--81

EN

This paper presents the results of Young’s modulus and Poisson’s ratio tests conducted on samples made of low-calcium fly ash-based geopolymer concrete samples and on samples with a 10% addition of Portland cement, cured at ambient conditions. Furthermore, the measurement system, as well as sampling and sample preparation methodology, are discussed. Strain was tested concurrently using resistive strain gauges and extensometer on cylinder-shaped samples with a diameter of 150 mm and height of 300 mm.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modułu Younga oraz współczynnika Poissona przeprowadzonych na próbkach wykonanych z betonu geopolimerowego na bazie popiołu lotnego niskowapiennego oraz próbkach z 10% dodatkiem cementu portlandzkiego dojrzewających w warunkach laboratoryjnych. Ponadto przedstawiono układ pomiarowy oraz metodologię wykonywania i badania próbek. Odkształcenia badano równocześnie przy użyciu tensometrów rezystancyjnych oraz ekstensometrów na próbkach walcowych o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm.

11

Analiza odwrotna rezultatów uzyskanych przy zastosowaniu urządzenia FWD z wykorzystaniem metody probabilistycznej

Fengier J.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2018

|

Nr 27

75--84

PL

Urządzenie typu FWD należy do jednych z najczęściej wykorzystywanych w badaniach nośności nawierzchni. Wyniki uzyskane za pomocą urządzenia FWD mogą posłużyć do obliczenia modułów sprężystości poszczególnych warstw nawierzchni, co jest niezwykle pomocne zarówno w diagnostyce drogowej jak i przy wymiarowaniu wzmocnienia konstrukcji nawierzchni jezdni. W niniejszej pracy porównano wyniki obliczeń odwrotnych metodą probabilistyczną i deterministyczną, gdzie danymi wejściowymi były grubości warstw i współczynniki Poissona. Analiza wrażliwości pozwoliła stwierdzić, że grubość najwyższej warstwy nawierzchni jest najbardziej istotna spośród wszystkich parametrów będącymi danymi wejściowymi do obliczeń odwrotnych. W pracy zasymilowano błąd pomiarowy określenia grubości najwyżej warstwy nawierzchni i przeprowadzono obliczenia modułów sprężystości poszczególnych warstw nawierzchni. Wyniki obliczeń uzyskane zarówno metodą deterministyczną jak i metodą probabilistyczną porównano z wartościami uzyskanymi na drodze badań laboratoryjnych.

EN

FWD tests are one of the most common tests of pavement in the world. The elastic modulus of each pavement layers can be obtained by applying inverse analysis, which is useful not only in assessment of road pavement condition, but also in designing the over layer. The author of this paper confronted probabilistic and deterministic approaches of input data for back calculation (thickness and Poisson’s ratios of each layer) for homogeneous experimental section. The results of the sensitivity analysis have shown that the most significant influence for the identified quantity had a thickness of bituminous layers. In this paper the measurement error of thickness of asphalt concrete layers was simulated for comparison the probabilistic and deterministic approaches, moreover, the results of laboratory tests were used for verification.

12

Charakterystyka parametrów sprężystych określonych na podstawie pomiarów geofizyki otworowej i modelowań teoretycznych w wybranych formacjach w otworach basenu bałtyckiego i wierconych na szelfie

Bała M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 8

558--570

PL

W niniejszej pracy zawarto wyniki badań parametrów sprężystych pomierzonych akustyczną sondą dipolową lub obliczonych na podstawie teoretycznych modeli z kilku otworów położonych w basenie bałtyckim i trzech na szelfie. Badania ograniczono do pięciu formacji, poczynając od charakterystycznego poziomu sylurskiego ogniwa mułowców wapnistych z Redy, stanowiącego reper sejsmiczny Sb, a kończąc na kambrze środkowym – poziom Paradoxides paradoxissimus (PP). Zauważono pewne podobieństwa w kształtowaniu się takich parametrów sprężystych jak: prędkości fal podłużnych i poprzecznych, modułów Younga, odkształcenia objętości i postaci – w analizowanych otworach basenu bałtyckiego i odwierconych na szelfie. Otwory te znajdują się w strefie średniej perspektywności dla ropy naftowej i kondensatu oraz dobrej dla gazu ziemnego [14]. Przedstawiona charakterystyka parametrów sprężystych może być wykorzystana w modelowaniach sejsmicznych do badania zmienności poziomów stratygraficznych i wyjaśnienia szeregu problemów pojawiających się przy zintegrowanej interpretacji danych geofizyki otworowej i sejsmicznych pól falowych. Wspomaga również ocenę skał ilastych pod kątem prognozowania zabiegów szczelinowania hydraulicznego i udostępniania węglowodorów ze skał zbiornikowych o niskich przepuszczalnościach. Skały te charakteryzują się zróżnicowaną „kruchością” (brittleness), którą można rozpatrywać w aspekcie składu mineralnego i parametrów sprężystych, takich jak współczynnik Poissona, moduł Younga, moduł odkształcenia objętości, postaci oraz stałe Lamégo.

EN

The paper shows the results of studies of elastic parameters determined on the basis of well acoustic measurements and theoretically modeled in selected boreholes located in the Baltic Basin and offshore Baltic Sea. The study was limited to five formations, starting from the characteristic level of the Silurian Reda calcareous sandstone Member, which is the seismic Sb benchmark and ending with the Middle Cambrian level Paradoxides Paradoxissimus (PP). It was noted, that there were similarities in the distribution of the elastic parameters, such as the velocity of compressed and shear waves, dynamic Young’s modulus, bulk and shear moduli in analyzed boreholes in the Baltic Basin and those drilled in the shelf. These boreholes are located in a zone of average prospects for oil and condensate and good for natural gas [14]. The presented characteristics of elastic parameters may be used in seismic modeling to study the variability of stratigraphic levels and to clarify a number of problems occurring during the integrated data interpretation of well logs and seismic wave fields. It also supports the evaluation of clay rocks for the prediction of hydraulic fracturing and the production of hydrocarbons from reservoir rocks with low permeability. Sedimentary rocks are differentiated in brittleness, which can be seen in terms of the mineral composition and elastic parameters, such as Poisson’s ratio, Young’s modulus, and bulk and shear moduli as well as Lamé’s constant.

13

Wyznaczanie współczynnika Poisson’a na podstawie pomiaru prędkości fal akustycznych

Markowska-Lech K., Sas W., Gabryś K., Lech M., Soból E.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

99--108

PL

Współczynnik Poisson’a określany na podstawie prędkości fali podłużnej i poprzecznej jest stosowany w geofizyce jako jeden z parametrów charakteryzujących odkształcenie materiału. W laboratoriach geotechnicznych również prowadzone są badania z wykorzystaniem prędkości fal sejsmicznych, dlatego Autorzy podjęli próbę przeniesienia zależności znanych z teorii sprężystości na ośrodki gruntowe w celu wyznaczenia współczynnika Poisson’a. Praca zawiera wartości współczynnika Poisson’a otrzymane z badań naturalnych gruntów spoistych dwiema różnymi technikami: w aparacie trójosiowym wyposażonym w piezoelementy typu bender oraz w kolumnie rezonansowej.

EN

Poisson’s ratio as one of the parameters characterizing the material deformation is widely used in geophysics and it is based on shear and compressional wave velocities. On the other hand, in the geotechnical laboratories a lot of tests using mechanical waves velocities on soils are performed, so Authors have attempted to transfer the elasticity theory on soils and determine the Poisson's ratio. The paper presents the values of Poisson's ratio obtained for natural cohesive soils with two different techniques: the triaxial tests using bender elements (BE) and resonant column (RC).

14

Ocena wpływu warunków pomiaru na wyniki oznaczenia modułu sztywności betonu asfaltowego

Słowik M., Bartkowiak M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

299--306

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz statystycznych dotyczących rezultatów oznaczania modułu sztywności betonu asfaltowego metodą pośredniego rozciągania (IT-CY). Badaniu poddano próbki betonu asfaltowego o wysokim module sztywności zgodnie z procedurą normową. Wykonana analiza potwierdza, że na wartość modułu sztywności znaczący wpływ mają warunki wykonywania pomiaru, w tym przypadku analizowano wartość amplitudy poziomego przemieszczenia. Zmniejszenie docelowej wartości poziomego przemieszczenia, powoduje iż zmniejszeniu ulega także wartość pionowej siły potrzebnej do wykonania pomiaru, co jest przydatne przy badaniach mieszanek o wysokim module sztywności w niskiej temperaturze. Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała jednak, że wartości modułów sztywności uzyskanych przy różnych przemieszczeniach nie można porównywać bezpośrednio. Na podstawie przeprowadzonego studium literatury w zakresie przyjmowanych współczynników Poissona, wybrano wiarygodną metodę ich określania do stosowania w metodzie rozciągania pośredniego. Zwrócono także uwagę na ziemność wartości modułu sztywności spowodowaną przyjmowaniem różnych współczynników Poissona.

EN

The article presents the results of statistical analyzes concerning values of stiffness modulus of asphalt concrete. The stiffness modulus was examined by indirect tensile test (IT-CY) carried out using cylindrical specimens. The specimens were made from high modulus asphalt concrete (HMAC). The tests were conducted according to European Standard EN 12697-26:2012. The analysis confirms that the values of stiffness modulus depend on conditions of the tests. In presented paper authors analyzed the impact of horizontal displacement on the value of stiffness modulus. The reduction in amplitude of horizontal displacement leads to reduction of the value of applied vertical load. This slide is advantageous for measuring the stiffness of HMAC at low temperatures. Statistical analysis of the results showed that the values of stiffness modulus obtained for the different displacement cannot be compared directly. The article present values of Poisson’s ratio, which was accepted by the authors after literature review.

15

Static and dynamic elastic properties, the cause of the difference and conversion methods – case study

Słota-Valim M.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 11

816--826

EN

In this study the characteristics of elastic parameters of the lower Paleozoic shale formation is presented. Dynamic elastic properties are calculated based on available seismic data calibrated with elastic properties obtained from well logging. Comparison between dynamic and static elastic properties is conducted and the cause of observed difference is discussed. Finally, methods for conversion of dynamic to static elastic properties is presented. Detailed characterization of the shale formation helps highlight which zones are more susceptible to hydraulic fracturing while conversion of dynamic to static elastic properties is performed for further geomechanical modeling purposes and allow more advanced mechanical analysis of unconventional reservoir object.

PL

Dokładne rozpoznanie cech obiektu złożowego to podstawowy warunek, którego spełnienie owocuje trafnym wyznaczeniem lokalizacji wiercenia, projektem otworu wiertniczego i jego uzbrojeniem, a także planem efektywnych zabiegów udostępniania złoża węglowodorów. Z punktu widzenia eksploracji złóż typu niekonwencjonalnego, które od paru lat stały się tematem intensywnych badań również i w Polsce, spośród wymienionych wyżej etapów rozpoznania obiektu szczególnie istotny jest projekt otworu, a zwłaszcza jego poziomy odcinek oraz plan zabiegów udostępniania złoża. Niejednorodność formacji gazonośnej na horyzontalnym odcinku otworu, wzdłuż którego planowane są zabiegi szczelinowania hydraulicznego, nakazuje dokładne rozpoznanie ośrodka skalnego. Jego brak pociąga za sobą konsekwencje, gdyż niewłaściwe rozmieszczenie poszczególnych sektorów poddawanych kolejno zabiegom szczelinowania może przyczynić się do nachodzenia na siebie stref zczerpania gazu, co z kolei skutkuje niską lub zerową produkcją. W artykule przedstawiono charakterystykę parametrów elastycznych formacji łupkowej dolnego Paleozoiku, która pozwoliła na wytypowanie stref bardziej podatnych na zabieg szczelinowania hydraulicznego.

16

Analysis of the Mechanical Properties of Woven Fabrics from Glass and Basalt Yarns

Kovačević S., Brnada S., Dobnik-Dubrovski P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 6 (114)

83--91

EN

Among many other materials for the reinforcement of composites, technical fabrics are increasingly being used for the same purpose, especially from glass and basalt tows, which have good mechanical properties.. During tensile stress these fabrics are elongated in the direction of tensile force, and at the same time they contract crosswise in relation to the action of the tensile force. In this paper the tensile properties of woven fabrics made from glass and basalt yarns were investigated. Measurements were focused on the lateral contraction, according to which Poisson’s ratio can be calculated. For these purposes, an innovative device as an upgrade of the strength tester and samples of fabrics of non-standard shapes (cross and square) were used. Mechanical properties of the yarns from which the fabrics were made were analysed before and after weaving in order to define the impact of weaving on them.

PL

Materiałami często stosowanymi dla wzmocnienia kompozytu są tkaniny szklane i bazaltowe posiadające dobre właściwości mechaniczne. Podczas badań wytrzymałościowych tkaniny ulegały rozciągnięciu w kierunku działania siły oraz ulegały skurczowi w kierunku poprzecznym. Podczas badań zwrócono szczególną uwagę na kurczenie tkanin zgodnie ze współczynnikiem Poissona, który określano dla poszczególnych próbek. W tym celu skonstruowano innowacyjne urządzenie współpracujące z maszyną wytrzymałościową. Badano próbki tkanin standardowe oraz o zróżnicowanym kształcie. Przędze stosowane do wytworzenia tkanin były badane przed i po tkaniu w celu oceny wpływu tkania na jakość przędzy.

17

Determination of the Elastic Constants of Plain Woven Fabrics by a Tensile Test in Various Directions

Penava Ž., Šimić-Penava D, Knezic Ž

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 2 (104)

57--63

EN

In this paper the values of elastic constants of woven fabrics for different angles of extension direction were analysed. Four types of fabric samples of different raw material composition and the same type of weave were tested under tensile forces in seven directions oriented with a 15° increment with respect to the weft direction. The elasticity modulus and Poisson’s ratio of the woven fabrics were determined experimentally in a laboratory. Based on the experimentally obtained values, theoretically calculated elastic constants for arbitrarily chosen fabric directions were calculated. A good agreement between the experimental results and values of the elastic constants calculated was shown, hence the theoretical equations can be used with high accuracy to calculate the elastic constants of fabric in various directions. Therefore the measurements need to be undertaken when the tensile force is acting on the fabric only in the warp, weft and at an angle of 45°.

PL

W pracy przeanalizowano stałe elastyczności tkanin rozciąganych pod różnymi kątami. Badano próbki wykonane z różnych materiałów ale o tym samym splocie. Próbki rozciągano w kierunkach o przesunięciu co 150 licząc od kierunku wątku. Badano moduł elastyczności i współczynnik Poissona. Testy przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych. Korzystając z wyników eksperymentów przeprowadzono teoretyczne obliczenia stałych elastyczności dla wybranych kierunków rozciągania. Stwierdzono dobrą zgodność wyników, dzięki czemu można wyciągnąć wniosek, że zastosowane wzory mogą służyć do obliczeń stałych elastyczności z dużą dokładnością. Dlatego pomiary takie powinny być przeprowadzane jeżeli siły rozciągające tkaninę działają tylko w kierunku osnowy, wątku i pod kątem 45 stopni.

18

Auxetic materials — A review

Carneiro V. H., Meireles J., Puga H.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 4

561--571

EN

Auxetic materials are endowed with a behavior that contradicts common sense, when subjected to an axial tensile load they increase their transverse dimension. In case of a compression load, they reduce their transverse dimension. Consequently, these materials have a negative Poisson’s ratio in such direction. This paper reviews research related to these materials. It presents the theories that explain their deformation behavior and reveals the important role represented by the internal structure. Their mechanical properties are explored and some potential applications for these materials are shown.

19

Crustal thickness and poisson’s ratio variations across the northwest Himalaya and eastern Ladakh

Hazarika D., Kumar N., Yadav D.

Acta Geophysica

|

2013

|

Vol. 61, no. 4

905--922

EN

Crustal thickness and PoissonPoisson's ratios are estimated across the northwest (NW) Himalaya and eastern Ladakh applying H-k stacking method on receiver functions of teleseismic earthquakes recorded at 16 broadband seismological stations. The results show significant lateral variation of crustal thickness from the Lesser and Higher Himalaya (~50 km thick) to Ladakh (~80 km thick) through the Indus Tsangpo Suture Zone (ITSZ). The Indian Moho is continuously traceable across the ITSZ which is consistent with the underthrusting of the Indian plate beyond the surface collision boundary. The estimated Poisson's ratio is intermediate in the Tethyan Himalaya (0.269-0.273) and high beneath Ladakh (0.280-0.303), indicating the effect of aqueous fluid/partial melt present in the crust.

20

Determination of critical stress triaxiality along yield locus of isotropic ductile materials under plane strain condition

Bhadauria S. S., Pathak K. K., Hora M. S.

Materials Science Poland

|

2012

|

Vol. 30, No. 3

197--203

EN

It is widely accepted that failure due to plastic deformation in metals greatly depends on the stress triaxiality factor (TF). This article investigates the variation of stress triaxiality along the yield locus of ductile materials. Von Mises yield criteria and triaxiality factor have been used to determine the critical limits of stress triaxiality for the materials under plane strain condition. A generalized mathematical model for triaxiality factor has been formulated and a constrained optimization has been carried out using genetic algorithm. Finite element analysis of a two dimensional square plate has been carried out to verify the results obtained by the mathematical model. It is found that the set of values of the first and the second principal stresses on the yield locus, which results in maximum stress triaxiality, can be used to determine the location at which crack initiation may occur. Thus, the results indicate that while designing a certain component, such combination of stresses which leads the stress triaxiality to its critical value, should be avoided.