1 - التعاريف

روك المحاور آلة الاختبار هو نظام اختبار خاص على نطاق واسع لقياس الخواص الميكانيكية للمواد الصخرية في ظل حالة من الإجهاد ثلاثي الأبعاد ( أي حصر الضغط و الضغط المحوري ) . وظيفتها الأساسية هي محاكاة حقيقية أو وهمية " المحاور " ظروف الإجهاد من الصخور في أعماق الأرض ، وبالتالي الحصول على القوة ، تشوه وعدم خصائص الصخور تحت ظروف الإجهاد المعقدة . . .

هو المعدات الرئيسية لدراسة الخواص الميكانيكية الصخور ، وتقييم المخاطر الجيولوجية ، واستغلال النفط والغاز ، تحت الأرض التصميم الهندسي ( مثل النفق ، المنجم ، كهرمائية الكهف ) .

2 - مبدأ العمل والتكوين الأساسي

مبدأ العمل من الصخور المحاور آلة الاختبار هو : تطبيق الضغط المحوري و الجانبي حصر الضغط على صخرة اسطوانية عينة في وقت واحد من خلال نظام التحميل المستقلة ، وقياس تشوه وقوة مميزة تحت هذا الإجهاد المعقدة .

معيار روك المحاور آلة الاختبار يتكون أساسا من النظم الرئيسية التالية :

الإطار الرئيسي : هيكل جامد كبير مع دعم قوة رد الفعل لضمان استقرار العمل تحت ضغط عال .

نظام التحميل المحوري :

العمل : تطبيق الضغط الرأسي على العينة .

التكوين : عادة من قبل محرك سيرفو ، الكرة اللولبية أو الهيدروليكية اسطوانة المحرك لتحقيق دقة النزوح أو السيطرة على القوة .

حصر نظام التحميل :

العمل : تطبيق موحد الضغط الجانبي على العينة .

التكوين : الأساسية هي غرفة الضغط ثلاثي المحاور ، والتي هي عالية القوة حاوية مليئة بالزيوت الهيدروليكية أو غيرها من وسائل نقل الضغط . من خلال أجهزة التحكم مضخة مستقلة ، والنفط هو حقن في غرفة الضغط ، وبالتالي تحقيق المساواة في الضغط المحيط تحميل العينة .

نظام ضغط المسام

العمل : ( مجهزة في نموذج متقدم ) محاكاة ضغط السائل في الصخور تحت الأرض ، ويمكن التحكم في ظروف الصرف من عينة .

المكونات : الدقة الهيدروليكية مضخة هيدروليك ، من خلال خط أنابيب اختبار قطعة في نهاية العلوي والسفلي من المسام .

نظام القياس والحصول على البيانات :

القوة المحورية الاستشعار : قياس الحمولة المحورية المطبقة على عينة .

النزوح المحوري الاستشعار ( LVDT ) : قياس تشوه محوري من العينة .

كفافي التشرد الاستشعار أو قياس الضغط : مباشرة على قطعة الاختبار ، قياس دقيق شعاعي تشوه .

مسام الضغط الاستشعار : قياس ضغط السائل داخل العينة .

الحصول على البيانات : أداة عالية السرعة ، متزامن جمع جميع أجهزة الاستشعار إشارة .

أنظمة التحكم بالحاسوب

العمل : هو الجهاز كله " الدماغ " . من خلال البرنامج ، يمكن للمستخدمين تحديد خطة الاختبار ( مثل الإجهاد المسار ، معدل التحميل ) ، ونظام التحكم بدقة كل نظام التحميل حسب التعليمات ، وعرض وتسجيل ومعالجة جميع بيانات الاختبار في الوقت الحقيقي .

3 - أنواع الاختبار الرئيسية

وفقا لاختلاف ظروف الصرف وتحميل الطريق ، المحاور اختبار الصخور يمكن تقسيمها إلى الأنواع التالية :

المحاور التقليدية ضغط الاختبارات :

العملية : أولا ، تطبيق ثابت حصر الضغط ( σ ₂ = σ ₃ ) على العينة ، ثم الحفاظ على حصر الضغط دون تغيير ، وزيادة الضغط المحوري ( σ ₁ ) حتى العينة التالفة . هذا هو أساس مشترك المحاور الاختبار .

الهدف : هو في الدّرجة الأولى تستخدم لتحديد قوة القص معالم الصخرة ( التماسك ج زاوية الاحتكاك الداخلي φ ) .

صحيح المحاور اختبار :

العملية : تطبيق ثلاثة مختلفة مستقلة الضغوط على ثلاثة اتجاهات رئيسية ( سيغما ، سيغما ، سيغما ) .

الهدف : دراسة تأثير الإجهاد الرئيسية المتوسطة على قوة و تشوه الصخور من خلال محاكاة أكثر تعقيدا في الموقع الحقيقي مجال الضغط . المعدات هي أكثر تعقيدا وأكثر تكلفة .

اختبار استطالة المحاور :

العملية : إجهاد محوري ( σ ₁ ) أقل من حصر الضغط ( σ ₂ = σ ₃ ) لمحاكاة حالة التوتر والإجهاد الفشل .

الهدف : دراسة فشل خصائص الصخور تحت ضغط محوري منخفض وارتفاع ضغط حصر . . .

اختبار ضغط ماء المسام :

العملية : زيادة مراقبة وقياس ضغط ماء المسام داخل العينة على أساس التقليدية المحاور الاختبارات . يمكن تقسيمها إلى :

غير موحدة جاف اختبار : تحميل سريع ، لا يسمح تصريف ماء المسام .

توحيد جاف اختبار : اختبار العينة تحت ضغط حصر كامل الصرف التوحيد ، ثم جاف القص .

توحيد اختبار الصرف : كامل عملية القص يسمح ببطء تصريف المياه ، مسام الضغط المستمر .

الهدف : دراسة تأثير السوائل على صخرة القوة ، تشوه الإجهاد الفعال من حيث المبدأ .

4 - الحصول على البارامترات الميكانيكية الرئيسية

من خلال تحليل البيانات التجريبية ( عادة ما تكون منحنيات الإجهاد والانفعال المحوري شعاعي منحنيات الإجهاد ) ، البارامترات الرئيسية التالية ميكانيكا الصخور يمكن الحصول عليها :

ذروة القوة : أقصى إجهاد محوري الصخرة يمكن أن تحمل .

القوة المتبقية : القوة التي يمكن الحفاظ عليها بعد فشل الصخرة .

معامل مرونة : نسبة الإجهاد والانفعال من الصخور في مرحلة تشوه مرن .

نسبة بواسون : النسبة المطلقة بين شعاعي و محوري سلالة من الصخور تحت ضغط محوري .

التماسك و زاوية الاحتكاك الداخلي : من خلال مجموعة من النتائج التجريبية تحت ضغط حصر مختلفة ، رسم مور كولومب قوة المغلف ، والتي هي المعايير الأساسية لوصف قوة القص من الصخور .

* * * * * * * * * * * * * * dilatancy زاوية يدل على اتجاه التوسع الحجمي في عملية القص من الصخور .

5 - مجالات التطبيق الرئيسية

الهندسة المدنية و هندسة المرور : الاستقرار تحليل وتصميم النفق ، كهف تحت الأرض ، المنحدر ، السد مؤسسة .

صناعة النفط والغاز : النفط والغاز خزان إصلاح البئر الاستقرار ، التكسير الهيدروليكي تصميم الرمال التنبؤ .

هندسة التعدين : لي دعم تصميم عمود الاستقرار وتقييم rockburst التنبؤ .

تنمية الطاقة الحرارية الأرضية : تقييم الاستجابة الميكانيكية للخزان الحراري .

الوقاية من الكوارث الجيولوجية : آلية البحث والرصد والإنذار المبكر ساحقا ، والانهيارات الأرضية ، هبوط الأرض .

البحث العلمي : تطوير نموذج التأسيسي ميكانيكا الصخور ، دراسة عن آلية الكسر ، محاكاة العمليات الجيولوجية العميقة .

6 - عرض المعدات