Burzynski criterion is a well-known criterion is employed for pressure-sensitive isotropic materials. In the current study, this criterion is modified for asymmetric anisotropic materials called hear MB. Firstly, a modified deviatoric stress tensor is defined with a linear transformation to consider the anisotropy effects of materials. Secondly, MB is presented by the sum of n-components to have more capability to be calibrated with different numbers of experimental tests and thirdly, the non-linear impact of hydrostatic pressure is ignored due to the previous experiments. In this research, when associated flow rule (AFR) and non-associated flow rule (non-AFR) are employed to calibrate MB, it is called MB-1 and MB-2, respectively. Yielding of different alloys such as AA 2008-T4 and AA 2090-T3 with Face-Centered Cubic (FCC) structure and also AZ31 B, ZK61 M, high purity α-titanium, texture magnesium, Mg-0.5% Th alloy, Mg-4% Li alloy and Ti-4 Al-1/4 O2 titanium alloy with Hexagonal Close-Packed (HCP) structure are studied to show the accuracy of MB-1 and MB-2. It is shown that the presented approach is very effective especially by using MB-2.
W artykule przedstawiono podstawy określania naprężeń pierwotnych w górotworze metodą hydroszczelinowania, w tym jej wersję najczęściej stosowaną w podziemnych kopalniach – metodę microfrac. Przedstawiono także opracowaną w Głównym Instytucie Górnictwa metodę NUHS wykorzystującą ukierunkowane hydroszczelinowanie skał. Metoda ta, w odróżnieniu do metody microfrac, umożliwia określenie pełnego tensora naprężenia. W artykule porzedstawiono przykład połączonego zastosowania obu metod w badaniach dla LW Bogdanka.
EN
The article presents the basics of determination of primary stresses in rock mass by hydro-fracturing, including its version most commonly used in underground mines - the microfrac method. NUHS method is also presented. The method, developed at Central Mining Institute, uses directed hydro-fracturing of rocks. This method, in contrast to the microfrac method, enables determination of the full stress tensor. The article presents an example of a combined application of both methods in research for LW Bogdanka.
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń uzyskanych autorskim programem MICROMOD 3D, opracowanym w ramach realizacji programu Blue Gas – projekt GASLUPMIKROS. Otrzymane rezultaty należy traktować jako testowanie ogólności zaproponowanego rozwiązania, szczegółowo opisanego w publikacji [1]. Testowanie prowadzono na modelach teoretycznych, stworzonych na podstawie rzeczywistych danych pozyskanych na jednej z koncesji PGNiG. Komentarz dotyczący wyników dla kolejnych modeli odnosi się raczej do metodyki funkcjonalnej programu, która zapewnia możliwość zastosowania go dla 3 najczęściej realizowanych wersji monitoringu sejsmicznego (powierzchniowego, otworowego oraz odbiorników pogrążonych). Przedstawione rezultaty pozwalają pozytywnie ocenić opracowany program oraz rekomendować jego wykorzystanie w bieżących pracach przemysłowych, zarówno w projektowaniu akwizycji dla mikroszczelinowania hydraulicznego, jak też przy weryfikacji obliczanych parametrów geomechanicznych ośrodka geologicznego. Ponadto wyniki modelowań standardowo stanowią wsparcie dla prac interpretacyjnych sejsmiki.
EN
In the paper the results of calculations obtained by way of the Micromod 3D software, developed as part of the Blue Gas project – GASLUPMIKROS are presented. These results should be treated as general testing of the proposed solution, described in detail in the publication [1]. Testing was conducted on theoretical models, created on the basis of real data, obtained from one of the PGNiG concessions. Comments on the results for the following models refers rather to the methodology of the software functionality, which provides the ability to use the Micromod 3D for the three most frequently performed types of the seismic monitoring: surface sensor network, downhole sensors, and shallow buried array. The results allow to positively evaluate the developed software and recommend its use in the ongoing work in the industry, both in the design of acquisition for hydraulic fracturing as well as the verification of calculated geomechanical parameters of geological medium. Furthermore, the microseismic modeling results provides support for seismic interpretation.
W publikacji scharakteryzowano krótko ważniejsze informacje z wybranych dziedzin nauk o Ziemi, które doprowadziły do sformułowania zasad monitorowania mikrosejsmicznego, jako narzędzia śledzenia i oceny skuteczności szczelinowania hydraulicznego. Rozpoznanie przedstawionych w bogatej literaturze światowej rozwiązań opartych na studium rzeczywistych przypadków realizowanych przez kampanie przemysłu poszukiwań ropy i gazu w różnych i różnorodnie położonych miejscach globu doprowadziło do konkluzji, że przypuszczalne i udokumentowane do chwili obecnej formacje łupkowe w Polsce, z usprawiedliwiającym udostępnianie i produkcję potencjałem węglowodorowym, wymagają rozwiązań przygotowujących i konkretnych działań przemysłowych, różnych od najczęściej stosowanych na świecie, co związane jest przede wszystkim ze specyfiką ich budowy geologicznej. Za ważny czynnik na drodze do sukcesu poszukiwawczego uznano rozpoznanie a priori wielorakich opcji reakcji ośrodka geologicznego (geological response) na działalność inżynieryjną. W konsekwencji zaproponowano i przedstawiono koncepcję i algorytm trójwymiarowego modelowania mikrosejsmicznego, umożliwiającego symulację odpowiedzi sprężystej ośrodka na wzbudzanie i zaburzenie równowagi naprężeń spowodowane szczelinowaniem hydraulicznym. Komentowane badanie przeprowadzono w ramach realizacji programu BLUE GAS – projekt GASŁUPMIKROS.
EN
In the paper, selected elements and concepts of the most important disciplines of Earth Sciences, which led to the formulation of rules of seismic monitoring, as a tool to track and evaluate the effectiveness of hydraulic fracturing. Recognition of solutions presented in a wide scope of literature and works, based on actual cases carried out by the oil and gas industry during hydrocarbons exploration in different object across the globe, led to the conclusion that the potential and documented until now in Polish shale formation, require specific solutions and actions to be taken by the industry, different from those most commonly used in the world. An important aspect on the way to successful exploration was to recognize a priori the geological response of reservoir formation to the engineering activities. As a result, the concept of three-dimensional microseismic modeling enabling simulation of elastic response of rock medium to inducing and loss of stresses equilibrium due to hydraulic fracturing was proposed and presented. Results of calculations performed in MICROMOD 3D software, implemented for geological models created based on data measured in L-1 borehole were discussed. Likely directions of further development of the software, especially regarding the visualization of graphic results were also presented.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Geomechanical measurements have been carried out in the medieval Jeroným Mine since 2001. At first quarterly observation and later also continual monitoring by distributed measurement network were used. The network includes a number of different sensors that have been installed in selected places of underground spaces. There have not been any manifestations documenting dangerous changes of stability during the period of monitoring (2001-2015). The results of accomplished measurements from all convergence profiles confirm the total stability of all underground spaces. However, a number of places have been documented as potentially unstable. Measured values of selected parameters are presented in the paper, namely, movements along fractures, changes of stress tensor and fluctuations in the level of mine water table.
W opracowaniu przedstawiono algorytm obliczeniowy wyznaczania pola prędkości i wyznaczania strat energii w jednokierunkowym, laminarnym przepływie cieczy przez przewody o dowolnych kształtach w przekroju poprzecznym. Równanie różniczkowe opisujące przepływ z warunkiem brzegowym zakładającym zerową wartość prędkości na ściance materialnej ograniczającej przepływ sprowadzono do równań całkowych (metoda elementów brzegowych) rozwiązywanych dyskretnie. Wyznaczono pole prędkości, pole komponentów tensora naprężeń i rozkład funkcji lepkiej dyssypacji energii. Zaprezentowano wykresy obrazujące rozwiązanie zagadnienia przepływowego w profilowanym przewodzie radiatora.
EN
In the elaboration the computational algorithm for velocity field and function of the losses of the energy calculation in the unidirectional, laminar flow of liquid through straight pipes of arbitrary cross-section shapes was presented. The differential equation describing the flow with the boundary condition founding the zero-value of the velocity on the material side bounding the flow was brought to integral equations (boundary element method) and dissolved discreetly. The velocity field, components of the tensor of viscous tensions and dissipation function of the mechanical energy was calculated. The results of calculation of flow in cross-sectioned of the radiator pipe was shoving on the graphs presenting the solution of the problem.
W kopalni "Staszic" w dniu 23.02.2008 roku o godzinie 19:30 i 19:32 wystąpiły dwa wysokoenergetyczne wstrząsy o energii: pierwszy 8,0E + 06 J, drugi 2,0E + 07 J, które doprowadziły do utraty funkcjonalności wyrobisk w rejonie ściany I (przekop Asea, pochylnia odstawcza). Dla tych dwóch wstrząsów oraz pozostałych wstrząsów o energii E ≥ 5,0E + 03 J z okresu 8.12.2007-29.03.2008 roku wykonano obliczenia mechanizmu ognisk metodą inwersji tensora momentu sejsmicznego. Na podstawie przeprowadzonej analizy postawiono hipotezę, że przyczyną wysokoenergetycznych wstrząsów powodujących tąpnięcie w polu wschodnim mogło być przekroczenie naprężeń w warstwach piaskowcowych występujących nad pokładem 501, w pasie górotworu pozostawionym między krawędziami w pokładzie 510, które są równoległe do wyrobisk prowadzonych w pokładzie 501. Potwierdza to ścinający typ mechanizmu ognisk tych zjawisk sejsmicznych o azymucie płaszczyzny pękania równoległej do przekopu Asea.
EN
Two high energy mine tremors of energy equal to 8.0E+06 J and 2.0E+07 J occurred in the "Staszic" coal mine on February 23, 2008, at 19:30 and 19:32, local time respectively. They led to the loss of mine workings functionality in the coalface No. I area (cross-measure drift Asea, haulage incline). For these two mine tremors and the remaining ones of energy in excess of 5.0E+03 J occurring between December 08,2007 and March 29, 2008, a source mechanism calculated using the seismic moment tensor inversion method was determined. From the performed analysis a hypothesis has been brought forward saying that the fight energy mine tremors resulting in the eastern panel's rockburst might be caused by the excess stresses in sandstone layers overlying coal seam No. 501 and in a belt of unmined ground abandoned between the edges in coal seam No 510 being parallel to the excavations proceeding in coal seam No 501.
A new device for stress tensor measurement is developing on base relief overcoring method applied on conical shaped borehole bottom. Developing of equipment has progressed to two parallel types: for measurement of total rock stress tensor by overcoring procedure and for monitoring of induced changes of rock stress tensor impressed with uderground human activity (progress of closed long wall face...). This second type of device has been used to long term monitoring of the stress - strain changes. The included changes of stress state of rock mass impacted by progress of long-wall were investigated. This experiment demonstrated that monitored strain changes on borehole bottom are formed both by geomechanical situation based on a progress of long-wall and perhaps by local geomechanical situation based on stress redistribution after boring of measuring borehole.
PL
Nowe urządzenie do pomiaru tensora naprężeń opracowywane jest na podstawie metody nadrdzeniowania stosowanej do dna otworu wiertniczego w stożkowym kształcie. Opracowanie wyposażenia postępowało w kierunku dwóch równoległych typów: dla pomiarów całkowitego tensora naprężeń skały, przy użyciu procedury nadrdzeniowania i dla monitoringu indukowanych zmian tensora naprężeń skały wprowadzonych podziemną działalnością człowieka (postęp wyeksploatowanej ściany...). Ten drugi typ urządzenia został użyty do długoterminowego monitoringu zmian naprężeń - odkształceń. Przebadane zostały indukowane zmiany stanu naprężenia górotworu wywołane postępem ściany. Ten eksperyment wykazał, że monitorowane na dnie otworu wiertniczego zmiany odkształceń są kształtowane zarówno przez sytuację geomechaniczną opartą na postępie ściany, jak i - być może - przez lokalną sytuację geomechaniczną, opartą na redystrybucji naprężenia po nawierceniu otworu badawczego.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with several descriptions of the yield criteria, within the constitutive framework of anisotropic finite multiplicative elasto-plasticity. We put into evidence appropriate yield criteria, denned either in stress or strain spaces and we analyse the Eulerian setting attached to Sigma-models, first described in relaxed configuration, when Sigma represents the Mandel's stress measure or the quasistatic Eshelby stress tensor. We compare our anisotropic model with the elasto-plastic model, usually adopted in computational finite plasticity.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Many studies of elasticity of inhomogeneous materials - in both elastostatics and elastodynamics - assume the existence of locally isotropic, smooth stiffness tensor fields. We investigate the correctness of such a model in the simplest setup of anti-plane classical elasticity. We work with the concept of mesoscale (or apparent) moduli for a finite-size window placed in such a material, in accordance with the Hill condition for the Hooke law. The limit from mesoscale down to infinitesimal windows is admissible within the model of an assumed smooth, locally isotropic continuum. However, this limit is not admissible from the standpoint of a microstructure, and, in order to set up an inhomogeneous elastic medium, one must introduce its anisotropy. A separate argument against the local isotropy stems from the representation of a correlation function of a wide-sense stationary and isotropic random field, whose realizations are smooth stiffness tensor fields.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Large simple shear of a crystal of cubic symmetry is considered. The equations of second order elasticity theory are applied. In this approximation three constants of the second order and six constants of the third order characterize the crystal. The stress for three shearing planes and three directions for each plane has been calculated. The stresses have been calculated separately for each material constant. For copper, the shearing planes and shearing directions for which stress reaches extreme values have been determined. The extreme values for each component of the traction have been calculated.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
We consider two-dimensional thermoelastic composite materials in the case when the temperature is constant. Using complex potentials and applying a method of functional equations, we construct a simple algorithm to solve the corresponding boundary value problem. The stress tensor is written with the accuracy of up to the term 0 (R^2), where R = max[k,m]r[k]d[[km]^-1, r[k] is the radius of the k-th inclusion, d[km] is the distance between centers of the k-th and m-th inclusion (k is not equal to m). The effective elastic constants and the coefficient of thermal expansion are written in analytic form up to 0 (R^4).
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Material instability phenomena arise in homogeneous stress states if nonlinear stress-strain relations are considered. The stability behaviour is investigated by looking at the Gateaux derivative of the first Piola-Kirchhoff stress tensor in the direction of the deformation gradient. This requires to solve a nine-dimensional matrix eigenvalue problem. In the present contribution, it is shown that material instabilities can be clearly differentiated from instabilities of geometrical character. The latter aspect is especially important for the design of new materials, since unstable solution paths under common loading conditions are not desirable. Geometrical instabilities, however, can usually be avoided by choosing appropriate boundary conditions. The derivation in this work leads to a simple stability criterion which allows to describe the stability behaviour of many materials in a very general context.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.