نشریه زمین شناسی مهندسی

در صنعت نفت به‌منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه‌هایی که به‌علت برداشت طولانی مدت، بازدۀ آن کاهش یافته است یا سنگ‌های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می‌شود. از آن‌جاکه عملیات شکست هیدرولیکی، عملیاتی پر هزینه است، به‌دست آوردن فشار لازم برای شکست هیدرولیکی و تعیین پمپ مناسب برای این عملیات، برای مجریان پروژه، اهمیت به‌سزایی دارد. در این تحقیق به مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی در ماسه سنگ‌های لوشان پرداخته شد. هدف از این مدل‌سازی‌ها بررسی نحوۀ شکست هیدرولیکی، وضعیت تنش‌های اصلی در هنگام آغاز شکست و فشار لازم برای آغاز شکست در این سنگ‌ها است. در این تحقیق، مدل‌های عددی ساخته شده بدون ترک و شکستگی پیش فرض است و مسیر و نحوۀ رشد ترک بدون هیچ پیش‌داوری و تعیین قبلی بررسی شد. فشار شکست‌های به‌دست آمده از مدل‌سازی عددی با آن‌چه از آزمایشگاه به‌دست آمده است اختلاف کمی دارد. در اغلب موارد ترک از قسمت مرکزی نمونه آغاز شده و به‌سمت دو سر نمونه گسترش می‌یابد و راستای گسترش ترک در راستای محور گمانه و عمود بر تنش جانبی است. مجریان طرح شکست هیدرولیکی می‌توانند با روش ارائه شده در این تحقیق و مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی، فشار شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف را به‌دست آورده و پمپ مناسب برای عملیات را انتخاب کنند. با توجه به این‌که نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی‌های عددی مطابقت خوبی با نتایج مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی دارد، محدودیت ظرفیت پمپ موجود در آزمایشگاه را می‌توان با مدل‌سازی عددی جبران کرد. 
 

مهارهای صفحه‌ای یکی از انواع مسلح‌کننده‌های مکانیکی هستند که کاربردهای گسترده‌ای در فعالیت‌های ژئوتکنیکی ساحلی و فراساحلی مانند ساخت دیوارهای حائل مکانیکی، مقابله با بالازدگی فونداسیون‌ها، تثبیت توربین‌های باد و سکوهای شناور دریایی در برابر تلاطم آب دریا، و مهار خطوط لوله مدفون و مستغرق دارند. در این مقاله نتایج مدل‌سازی‌ آزمایشگاهی دیوارهای حائل مهار صفحه‌ای با هدف بررسی عملکرد آن‌ها ارائه شده است. موارد بررسی شده بر قابلیت باربری پاشنه بارگذاری و تغییرمکان‌های افقی دیواره شامل ارزیابی تأثیر شکل مربعی و دایره‌ای صفحات مهاری، ابعاد آن‌ها در دو اندازۀ مختلف، تحت سه چیدمان لوزی، مربعی و 5 مهاره بوده است. به‌منظور مشاهده سطح لغزش بحرانی و میزان تأثیر موارد مذکور روی گوه گسیختگی از روش سرعت‌سنجی تصویری ذات (PIV) استفاده شده است. بر این اساس، بیش‌ترین قابلیت باربری دیواره و کم‌ترین جابه‌جایی افقی آن به‌ترتیب مربوط به چیدمان 5 مهاره، لوزی و مربعی بوده است. چیدمان لوزی با وجود یک مسلح‌کننده کم‌تر اختلاف نسبتاً کمی با نتایج چیدمان 5 مهاره داشته است. شکل دایره‌ای صفحات پایداری بیش‌تری را در دیواره فراهم آورده‌اند. بر طبق نتایج تحلیل PIV، کرنش ذرات در سطح لغزش بحرانی، در چیدمان‌های 5 مهاره و لوزی کوچک‌تر از چیدمان مربعی و در صفحات دایره‌ای کوچک‌تر از صفحات مربعی به‌دست آمده است. چیدمان مسلح‌کننده‌ها و ابعاد صفحات تأثیر چشم‌گیری بر عمق گوه گسیختگی در خاکریز دیواره داشته‌اند.