بررسي اثر زمان تاخير در اندازه گيري تنش برجا به‌كمك اثر كايزر با استفاده از روش انتشار آوايي

Effect of delay time on Determinaton of In-situ Stress Using Kaiser Effect by Acoustic Emission Method

مقدار تنش برجا از پارامترهاي مهم در طراحي سازه هاي زيرزميني است. روش هاي متداول اندازه گيري تنش برجا مانند روش شكست هيدروليكي دو ضعف عمده الف) زمان زياد و ب) هزينه بر دارند، از اين رو، اندازه‌گيري تنش برجا به‌روش هاي غيرمستقيم در حال گسترش است. از جمله روش‌هاي غيرمستقيم اندازه گيري تنش برجا، روش انتشار آوايي است كه برمبناي تيوري اثر كايزر استوار است. سنگ‌ وقتي تحت تنش قرار مي گيرد، سيگنال‌هاي صوتي منتشر مي‌كند. اين پديده انتشار آكوستيك ناميده مي‌شود و اثر كايزر به‌عنوان فقدان انتشار آكوستيك در سطوح تنش پايين‌تر از تنش ماكزيمم اعمال شده قبلي تعريف مي‌شود. به‌عبارت ديگر تا زماني كه سنگ به سطح تنش پيشين خود نرسد، انتشار آكوستيكي چشم‌گيري از خود نشان نمي‌دهد. عوامل متعددي در اثر كايزر موثر است كه از جمله آن‌ها مي‌توان به زمان تاخير، دما، فابريك سنگ، تخلخل، سطوح درزه و ناپيوستگي و به‌طوركلي ساختارهاي زمين‌شناسي اشاره كرد. در اين تحقيق بررسي اثر زمان تاخير در اثر كايزر بررسي شده است. به زماني كه بين عمليات گرفتن مغزه و آزمايش انتشار آوايي سپري مي‌شود، زمان تاخير اطلاق مي‌شود. نمونه سنگ‌هاي آهك براي بررسي انتخاب و پس از پيش‌بارگذاري، آزمايش انتشار آوايي با زمان تاخيرهاي مختلف (5 دقيقه، 2، 7، 20، 40 و 90 روز) روي اين نمونه‌ها انجام شد. نتايج نشان داد كه نسبت تنش بازيابي شده به تنش پيشين تا يك محدوده زماني(20 روز)، كم‌تر از يك و بعد از آن روند افزايشي داشته و به يك رسيده (60 روز)تا اين‌كه بعد از گذشت سه ماه از يك بيش‌تر مي‌شود.

The in-situ stress is one of the most important parameters in the design of underground structures. Conventional methods such as in-situ stress measurements using hydraulic fracturing method have two main disadvantages which are time and cost of these methods. Acoustic Emission (AE) is one of the indirect in-situ stress measurement methods which is based on Kaiser effect theory. When a rock is stressed, it releases acoustic signals; this phenomenon is called acoustic emission. Kaiser effect is defined as lack of acoustic signals in the lower stress level than the previous maximum stress level. In other words, as long as rock is not reached to the previous maximum stress level, it doesnʹt not show significant acoustic emission. Several factors affect on Kaiser effect such as delay time, temperature, rock fabric, porosity, discontinuities, joints and geological structure. In this research, effect of the delay time on Kaiser effect has been studied. The time between coring operations and acoustic emission test is called delay time. Samples of limestone are selected for tests and after preloading, reloading and acoustic emission tests were carried out with different delay times (5 minute, 2, 7, 20, 60 and 90 day). The results showed that the recovery ratio is less than 1 (about 20 days) and reach to one (about 60 days) and after three months has increased to be more than one.