Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan,Mahin Mansoori
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما) مهین منصوری اصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hosein Atari
حسین عطاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Investigation of failure mechanism of rock under mechanical-chemical couple process of rock with acidic degradation
Recent researches about couple behavior and increasing application of acid and corrosive solution in engineering studies shows a need for further studies in this research field. The effect of acid on rock especially Asmary Limestone which is used widely in oil industry, mine, and civil engineering is very important. Considering this subject that in the most pervious researches the effect of chemical in rock with variable parameters including Temperature, anisotropy, and acid concentration is neglected. In this study this subject is attempted to be investigated. In this study two different acids (HCOOH HCl) in 20 and 60°c and also in volumes of 150 and 250 gal/ft were undergone acidic erosion. Rock anisotropy which is an important parameter among rock properties is also studied. After acidic erosion the sample were experimented to determine physical, mechanical, sonic, and microscopic properties. The results show that rock resistance decreases and its porosity increases as acid solution strength increases. Acid penetration depth has indirect relationship with acid reaction rate. Penetration depth and acid effect are different in various anisotropic direction. Amount of effect on parameters is highly dependent on couple process especially simultaneous temperature and acid concentration increase that show negative effects. Acid solution stability increase as volume increase and porosity increase rate also increases according to the observation. It last at most 2 hours for the reaction to equalize. In this study with more rigorous investigation on stress-strain curve of acidized rock sample it was found that the curve slope after acidizing had differed with acid penetration depth. Stress-strain curve slope was smaller at the beginning of loading and with getting closer to rock ultimate resistance, the curve slope gets closer to sound rock stress-strain curve slope. Effect of acidizing on limestone fracture toughness is different according to anisotropy.
با افزایش تحقیقات روز افزون بر روی رفتارهای توأمان و کاربرد بیشتر محلول اسیدی و خوردنده در پروژه‌های مهندسی سنگ احساس نیاز به مطالعه بیشتر می‌شود. تاثیر اسید برروی سنگ، به ویژه سنگ آهک آسماری که در صنعت نفت، معدن و عمران کاربرد عمده‌ای دارد بسیار حائز اهمیت است. با توجه به این موضوع که در بیشتر تحقیقات گذشته به صورت جامع، تاثیر مواد شیمیایی بر سنگ، به همراه تغییر درخصوصیات محیطی از قبیل دما، ناهمسانگردی و غلظت اسید نادیده گرفته شده است، در این تحقیق سعی بر بررسی این پدیده شده است. در این تحقیق دو اسید مختلف(فرمیک اسید و کلریدریک اسید) در دو دمای 20 و 60 درجه سانتی گراد و در دو حجم 150 و 250 gal/ft تحت محیط فرسایش اسیدی قرار گرفت. ناهمسانگردی سنگ با توجه به متغییر مهم در خواص سنگ نیز در نظر گرفته است. بعد از فرسایش اسیدی نمونه‌ها تحت آزمایشات تعیین خواص فیزیکی، مکانیکی، دینامیکی و میکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفته شده است.نتایج حاصل نشان می‌دهد که با افزیش قدرت محلول اسیدی مقاومت سنگ کاهش یافته و تخلخل آن افزایش نشان می‌دهد. عمق نفوذ اسید با افزایش سرعت واکنش اسید رابطه عکس داشته است. عمق نفوذ و تاثیر اسید در جهات مختلف ناهمسانگردی متفاوت است. میزان تاثیر در پارامترها به فرایند توأمان بسیار وابسته بوده است، به ویژه افزایش هم‌زمان دما و غلظت اسید، که تاثیرات متفاوتی نشان می‌دهند. با افزایش حجم محلول اسیدی پایداری محلول اسیدی بیشتر شده و میزان افزایش تخلخل نیز افزایش می‌یابد. زمان اسیدکاری با توجه به مشاهدات، در فضای آزاد بیشتر از 2 ساعت تخمین زده نمی‌شود. در این تحقیق با بررسی دقیق‌تر نمودار تنش-کرنش نمونه اسیدکاری شده، معلوم گردید که شیب نمودار بعد از اسیدکاری نسبت به عمق نفوذ اسید متفاوت بوده است. شیب نمودار تنش-کرنش در ابتدای بارگذاری کمتر و با نزدیک شدن به مقاومت نهایی سنگ شیب نمودار به سمت شیب نمودار تنش-کرنش سنگ اسیدکاری نشده، نزدیک می‌شود.تاثیر اسیدکاری بر چقرمگی سنگ‌های آهکی نسبت به ناهمسانگردی آن‌ها نیز متفاوت است

ارتقاء امنیت وب با وف بومی