Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Behnia
محمود بهنیا (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 تهدیدهای جدی در خصوص استفادة بیش از اندازه از منابع انرژی مرسوم و همچنین منابع جدید انرژی (مانند مخازن ژئوترمال ارتقاء یافته) ایجاد زلزله‌های القایی می‌باشد. ایجاد این زلزله‌ها که در حقیقت ناشی از به‌کار بردن روش شکست هیدرولیکی می‌باشد، لازم است تا کنترل گردند. چراکه در صورت کنترل نکردن آنها، ممکن است باعث خسارات مالی و جانی بسیاری شوند و یا حداقل به تعطیل شدن پروژه منتج می‌گردد. یک روش پایش موثر به منظور کنترل زلزله‌های القایی، روش پایش انتشار آوایی می‌باشد. در این روش که از جملة روش‌های آزمایش غیر تخریبی می‌باشد، موج منتشر شده از تغییر شکل‌های غیر الاستیک مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرد. در این روش پایش امکان به‌دست آوردن مهمترین پارامترهای لرزه‌ای مانند محل رخدادهای لرزه‌ای، همچنین بزرگی و سازوکار این رخدادها نیز قابل ارزیابی است. این در حالیست که انجام آزمایش‌های تجربی این روش پایش دارای هزینه‌های گزافی می‌باشد. از طرف دیگر، در صورتی که بتوان با مدلسازی عددی روش پایش انتشار آوایی، به نتایج قابل قبول و شبیه به نتایج آزمایش‌‌های تجربی دست یافت، امکان بهره گرفتن از این روش پایش به گونه‌ای در دسترس‌تر نیز فراهم می‌گردد. در این مطالعه به‌منظور بررسی چگونگی اثر بارگذاری پیشرونده بر روی سنگهای بلورین، تعدادی نمونه‌های UCS، BTS و SCB از سنگ گرانیت نهبندان تهیه گردید. سپس با انجام آزمایش‌های تجربی بر روی نمونه‌ها تحت بار یکنواخت و با استفاده از روش پایش انتشار آوایی رفتار آنها بررسی گردید. در استفاده از روش پایش انتشار آوایی پارامترهای مختلفی همچون انرژی رخدادها، سازوکار آنها و تعداد آنها در مراحل مختلف بارگذاری مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با هدف بررسی اثر بارگذاری پیشرونده بر روی فرآیند شکست و مقدار انرژی کرنشی آزاد شده در لحظة شکست تعدادی از نمونه‌ها تحت بارگذاری پیشرونده آزمایش شدند. پس از آن روش پایش انتشار آوایی توسط نرم‌افزار کُد جریان ذره (PFC) مدلسازی گردید و با استفاده از نتایج تجربی صحت‌سنجی شده‌اند. به‌طور کلی مشاهده گردید که با اعمال بارگذاری پیشرونده، مقاومت نهایی نمونه‌های مختلف و انرژی آزاد شده از آنها کاهش یافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی