مکانیسم شروع و گسترش شکست با استفاده از یک سیستم آزمایش شکافت هیدرولیکی سه محوره بر روی نمونه‎هایی از بلوک‌های سیمانی

Abstract

در این مطالعه مجموعه‌ای از آزمایش‌ها با استفاده از یک سیستم شکافت هیدرولیکی سه محوره واقعی به منظور بررسی مکانیسم شروع و گسترش شکافت هیدرولیکی بر روی نمونه‌های سیمانی شکاف‌دار و فاقد شکاف در شرایط رژیم تنش نرمال و تکتونیکی انجام شد و تاثیر میدان تنش و شکاف‌های طبیعی بر روی شروع و گسترش شکاف هیدرولیکی مورد بحث قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که تمرکز تنش در اطراف چاه به میزان مشخصی، فشار شکست در سنگ را افزایش می‌دهد. به‌گونه‌ای که وجود شکاف طبیعی در دیواره چاه این تمرکز تنش را از بین برده و منجر به کاهش فشار شروع شکست به حدود دو سوم فشار در نمونه‌های بدون شکاف طبیعی شده است. همچنین دو نوع برهم‌کنش میان شکافت هیدرولیکی و شکاف طبیعی (شکاف موجود) در نمونه‌های شکاف‌دار مشاهده شد که عبارتند از قطع‌شدگی و بازشدگی شکاف طبیعی. در شرایط رژیم تنش نرمال، شکافت هیدرولیکی شکاف موجود را قطع کرده و از آن عبور می‌نماید. در صورتی‌که در شرایط رژیم تنش تکتونیکی به‌علت افزایش برهم‌کنش میان شکافت هیدرولیکی و شکاف موجود حتی در تنش تفاضلی بالا، شکافت هیدرولیکی با باز شدن شکاف موجود به دام افتاده و قادر به عبور از آن نمی‌باشد.