تأثير ناهمسانگردي تنش بر سرعت موج فشاري در سنگ هاي آندزيتي و ماسه سنگ

فشار و دماي بسيار زياد اعماق پوسته زمين منجر به ايجاد گسستگي در سنگ ها و پديد آمدن ريز درزها در آنها مي گردد. دسترسي مستقيم به سنگ هاي پوسته زمين در اعماق زياد بسيار پرهزينه بوده و در بيشتر موارد ناممكن است. مطالعه وضعيت سنگها در عمق زياد غالباً با استفاده از روشهاي غيرمستقيم همچون امواج لرزه اي انجام مي گيرد. نتايج اين پژوهشها با نتايج حاصل از بررسي آزمايشگاهي سرعت عبور امواج در سنگهاي مختلف مورد مقايسه قرار گرفته و شرايط سنگها شبيه سازي مي شود. در عمق زياد فشار هيدروستاتيك بر سنگهاي پوسته زمين اعمال مي گردد و تنشهاي تكتونيكي و تنشهاي امواج زلزله و غيره، موجب ناهمسانگردي آن مي شود. هدف اصلي در اين مطالعه، بررسي تغييرات سرعت عبور موج فشاري به دليل تغيير وضعيت تنش فشاري در سنگ است. ابتدا مغزه استوانه اي از سنگهاي مختلف با نسبت طول به قطر 2 تا 2.5 مطابق با روش آزمون استاندارد (ASTM D4543) آماده گرديده و ابعاد و وزن آنها تعيين مي گردد. پس از تعيين مقاومت فشاري تك محوري مغزه هاي سنگ مطابق با روش آزمون استاندارد (ASTM D2938)، فشار هيدروستاتيك معادل 50 تا 95 درصد آن بر مغزه هاي استوانه اي سنگ تهيه شده از زمين اعمال مي گردد. اين فشار با استفاده از سلول هوك (فشار جانبي) و دستگاه اعمال فشار محوري بر نمونه وارد گرديده و با استفاده از دستگاه اولتراسونيك، سرعت عبور موج فشاري (پالس اولتراسونيك) مطابق با روش آزمون استاندارد (ASTM D2845) در جهت محوري نمونه تعيين مي شود. سپس با كاهش فشار جانبي (افزايش تنش انحرافي) به صورت پلكاني، در هر مرحله سرعت عبور موج از مغزه هاي سنگي اندازه گيري مي گردد. در ادامه نمودارهاي مقايسه اي سرعت عبور موج فشاري (Vp) با چگالي (ρd)، مقاومت فشاري تك محوري (UCS) و اثر تنش هيدروستاتيك (σhyd) و تنش انحرافي (σdev) بر سرعت عبور موج فشاري در هر يك از نمونه ها ترسيم مي گردد. نتايج بدست آمده نشان دهنده روابط خطي ميان سرعت موج فشاري و ويژگيهاي فيزيكي نمونه هاي سنگ مي باشند، همچنين سرعت عبور موج فشاري در بالاترين فشار هيدروستاتيك بيشينه بوده و با كاهش فشار جانبي (افزايش تنش انحرافي)، سرعت عبور موج نيز كاهش مي يابد.