Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Behnia
محمود بهنيا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Behzad Nateghpour
بهزاد ناطق پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Acoustic Emission (AE) investigation of tensile crack growth in crystalline rocks under different loading types
The geothermal power generation with Enhanced Geothermal Systems (EGS) is considered as a new and clean energy resource. Though, the establishment of an EGS requires the employment of the hydraulic fracturing method which can lead to different levels of seismic events. An effective monitoring technic that can control these earthquakes is the Acoustic Emission (AE) monitoring technic. However, mostly using this method in a laboratory or in-situ condition is technically difficult and costly. Nevertheless, by simulating this method and verifying the results with the experimental data, the AE monitoring method would be applicable with high certainty. In this study, the effect of loading type on a crystalline rock has been investigated by experiments and numerical simulations. For this purpose, specimens of granite rock were tested under monotonic and progressive loading. The test program included UCS, BTS, and SCB tests. The tensile mechanism is the dominant failure mechanism in these tests. The experimental tests with monotonic loading were conducted with AE monitoring and AE parameters such as energy, source mechanism, and hit-rate were studied. Besides, the rest of the experimental tests were conducted with progressive loading to investigate the failure mechanism and strain energy release at peak strength. Afterward, the AE monitoring technic was simulated by two-dimensional Particle-Flow Code. The results of simulated tests were verified depending on experimental results in monotonic loading condition. Then the simulation was run for progressive loading condition. It’s was concluded that by applying the progressive loading, the peak strength and released energy decreased dramatically and differently for each test.
از جمله تهديدهاي جدي در خصوص استفادة بيش از اندازه از منابع انرژي مرسوم و همچنين منابع جديد انرژي (مانند مخازن ژئوترمال ارتقاء يافته) ايجاد زلزله‌هاي القايي مي‌باشد. ايجاد اين زلزله‌ها که در حقيقت ناشي از به‌کار بردن روش شکست هيدروليکي مي‌باشد، لازم است تا کنترل گردند. چراکه در صورت کنترل نکردن آنها، ممکن است باعث خسارات مالي و جاني بسياري شوند و يا حداقل به تعطيل شدن پروژه منتج مي‌گردد. يک روش پايش موثر به منظور کنترل زلزله‌هاي القايي، روش پايش انتشار آوايي مي‌باشد. در اين روش که از جملة روش‌هاي آزمايش غير تخريبي مي‌باشد، موج منتشر شده از تغيير شکل‌هاي غير الاستيک مورد مطالعه و بررسي قرار مي‌گيرد. در اين روش پايش امکان به‌دست آوردن مهمترين پارامترهاي لرزه‌اي مانند محل رخدادهاي لرزه‌اي، همچنين بزرگي و سازوکار اين رخدادها نيز قابل ارزيابي است. اين در حاليست که انجام آزمايش‌هاي تجربي اين روش پايش داراي هزينه‌هاي گزافي مي‌باشد. از طرف ديگر، در صورتي که بتوان با مدلسازي عددي روش پايش انتشار آوايي، به نتايج قابل قبول و شبيه به نتايج آزمايش‌‌هاي تجربي دست يافت، امکان بهره گرفتن از اين روش پايش به گونه‌اي در دسترس‌تر نيز فراهم مي‌گردد. در اين مطالعه به‌منظور بررسي چگونگي اثر بارگذاري پيشرونده بر روي سنگهاي بلورين، تعدادي نمونه‌هاي UCS، BTS و SCB از سنگ گرانيت نهبندان تهيه گرديد. سپس با انجام آزمايش‌هاي تجربي بر روي نمونه‌ها تحت بار يکنواخت و با استفاده از روش پايش انتشار آوايي رفتار آنها بررسي گرديد. در استفاده از روش پايش انتشار آوايي پارامترهاي مختلفي همچون انرژي رخدادها، سازوکار آنها و تعداد آنها در مراحل مختلف بارگذاري مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين با هدف بررسي اثر بارگذاري پيشرونده بر روي فرآيند شکست و مقدار انرژي کرنشي آزاد شده در لحظة شکست تعدادي از نمونه‌ها تحت بارگذاري پيشرونده آزمايش شدند. پس از آن روش پايش انتشار آوايي توسط نرم‌افزار کُد جريان ذره (PFC) مدلسازي گرديد و با استفاده از نتايج تجربي صحت‌سنجي شده‌اند. به‌طور کلي مشاهده گرديد که با اعمال بارگذاري پيشرونده، مقاومت نهايي نمونه‌هاي مختلف و انرژي آزاد شده از آنها کاهش يافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی