طراحی و ساخت دستگاه آزمایشگاهی برای تخمین نفوذپذیری شعاعی سنگ ها همراه با تغییرات تنش موثر

این مقاله به معرفی دستگاه آزمایشگاهی می پردازد که برای تعیین نفوذپذیری شعاعی در سنگهای اطراف حفریات زیرزمینی بهنگام تغییرات تنش موثر به کار می رود. نفوذپذیری، یک خصوصیت خیلی مهم در سنگها است زیرا جریان سیال را در داخل سنگها کنترل می کند. آزمایش روی نمونه های استوانه ای توخالی با دیواره های ضخیم یک روش ساده، اقتصادی و واقعی برای تعیین نفوذپذیری شعاعی سنگها می باشد. با این دستگاه امکان انجام آزمایش در شرایط خشک و در شرایط وجود جریان شعاعی همگرای سیال منفذی وجود دارد. در این تحقیق نتایج آزمایش در شرایط وجود جریان شعاعی سیال منفذی ارائه می شود. در حالت وجود جریان شعاعی سیال دو نوع آزمایش انجام می شود:الف) آزمایش تحت فشار جانبی (محصور کننده) افزایشی و فشار منفذی خارجی (فشار در محیط نمونه r=re) ثابت.
ب) آزمایش تحت فشار جانبی ثابت و فشار منفذی خارجی افزایشی.
این پژوهش بر روی یک ماده متخلخل مصنوعی که CPIR09 نامیده می شود انجام شده است.
فرم شکست نمونه ها به صورت یک جفت صفحه شکست شعاعی می باشد. نتایج آزمایش نشان می دهد هنگامی که فشار منفذی خارجی ثابت است با افزایش فشار جانبی مقدار نفوذپذیری شعاعی سنگها کاهش می یابد. در حالتی که فشار جانبی ثابت ولی فشار منفذی خارجی افزایش می یابد، مقدار نفوذپذیری شعاعی اندکی افزایش می یابد. افزایش فشار منفذی باعث می شود، موادی (خرده سنگ) که در داخل ناحیه شکست وجود دارد، شسته شده و ناحیه مربوطه خالی شود و در نتیجه، نفوذپذیری به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یابد.