دانلود ترجمه مقاله مکانیسم تاثیر نرخ بارگذاری بر روی جریان های تحریک شده با فشار سنگ (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۲۳)

تحقیقات تجربی در مورد مکانیسم تاثیر نرخ بارگذاری بر روی جریان های تحریک شده با فشار سنگ

Experimental research on influence mechanism of loading rates on rock pressure stimulated currents

چکیده
۱- مقدمه
۲- روش های آزمایشگاهی
۳- نتایج تجزیه و تحلیل
۴- مکانیزم تاثیر میزان بارگذاری بر PSCها
۵- نتیجه گیری
مراجع

چکیده
بررسی تغییرات جریان تحریک شده با فشار سنگ ها (PSC) در جهت بررسی اتفاقات دینامیکی در معادن و توده های سنگی حائز اهمیت است. مطالعه حاضر بر روی قوانین و مکانیزم های تغییر یافته تحت بارگذاری سنگ ها متمرکز است. یک سیستم آزمایشی مکانیکی و الکترونیکی در این مقاله انجام شده است تا تاثیر میزان بارگذاری بر صخره ها ارزیابی شود. نتایج نشان داد که منحنی های PSC های متفاوت تحت میزان بارگذاری بالا/پایین قوانین تغییرات متفاوتی دارند. زمانیکه میزان بارگذاری نسبتا اندک بود، منحنی های PSC ابتدا تغییرات آرامی داشته و سپس تصاعدی افزایش یافتند. تحت بارگذاری شدید، منحنی های PSC ابتدا افزایش سریع ، سپس افزایش آرام داشتند  و بعد دچار تغییر ناگهانی شدند. مقاومت فشاری می تواند تاثیر زیادی بر حداکثر PSC در روند انهدام سنگ بگذارد. تحت بارگذاری با میزان کم، متغیرهای PSC مطابق با مکانیزم گسیختگی مدل آسیب دیده بودند، در حالیکه در لحظه گسیختگی این چنین نبود. تحت بارگذاری شدید، PSC ها در تنش اندک به علت تاثیر تنش، مطابق با مدل نبودند. نتایج آزمایشگاهی می تواند مبنای تئوری را برای تاثیر میزان بارگذاری بر روی PSC ها فراهم کند. 

۲- روش های آزمایشگاهی
۲-۱ نمونه های آزمایشگاهی
در این تحقیق، سنگ ها با ویژگی های مختلف مثل گرانیت (متعلق به ماگمای سنگ ها) از یانتای، استان شاندونگ، مرمر (متعلق به سنگ های دگرگونی) از دالی، استان یونان، و ماسه سنگ (متعلق به سنگ های رسوبی) از معادن ذغال سنگ رنلو، استان انهویی، به عنوان اهداف تحقیق انتخاب شدند. پس از مشاهده نمونه های سنگی، سنگ های با همگنی بالا و خواص مکانیکی برای پردازش در سیلندر ۵۰mm*100mm ϕ انتخاب شدند. نمونه های سنگی باقیمانده برای آنالیز اشعه X و SEM (اسکن اکترونی ماکروسکوپی) استفاده شدند. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، گرانیت ابتدا توسط کوارتز وپس از آن آمفیبول و بیوتیت احاطه شده است. مرمر عمدتا از دولمیت با مقدار کمی آمفیبول تشکیل شده است. ترکیب اصلی ماسه در رنلو بر خلاف کوارتز متشکل از آلبیت و مقدار کمی میکا است. برای جلوگیری از تمرکز تنش در طی فرایند بارگذاری، سطح بالاتر و پایین تر هر نمونه جلا داده شد و سختی هر نمونه از۰۰۵/۰ ± فراتر نرفت. بعد از انتخاب نمونه های مشخص، نمونه های با تفاوت های بیشتر توسط سرعت سنج اولتراسونیک حذف شدند. به منظور دستیابی اثرات خشک کردن و کاهش بالقوه تاثیر پلاریزاسیون، نمونه های فرآوری شده در دمای ۶۰ درجه به مدت ۸ ساعت برای از بین بردن آب مازاد خشک شدند.

۲-۲ سیستم و فرایند آزمایشی
در این مقاله، یک سیستم آزمایشی PSC برای انهدام مصالح سنگی تحت فشار تک محوری ساخته شد. این سیستم برای اندازه گیری تغییرات جریان، تنش و کرنش در طی تغیییر شکل فشاری و فرایند انهدام گرانیت، مرمر و ماسه استفاده شد. همچنین این سیستم از سیستم محافظ و حفاظت، سیستم جمع آوری داده های PSC، سیستم آزمایش فشاری تک محوری تشکیل شده است. شکل۲ نمودار شماتیک سیستم را نشان می دهد. در این مقاله، ماشین آزمایشی جهانی هیدروالکتریک MTS-C64.605 برای آزمایش فشاری تک محوری به منظور ثبت تغییرات واقعی زمان پارامترهایی مانند نیرو، بار، کرنش و غیره استفاده شد. سیستم محاسباتی آن می تواند تغییرات تنش و کرنش نمونه های سنگی را مانند شکل۲ تحت بارگذاری محاسبه و ثبت کند. Keithley DMM6500 برای محاسبه جریان ایجاد شده توسط نمونه های سنگی از فرایند بارگذاری تا فرایند انهدام استفاده شد. با دقت بالا و اندازه گیری در مقیاس بزرگ، می تواند مستقیما شکل موج ها را از محدوده ۱۰A و ۱۰PA بدون استفاده از ابزار جداگانه جمع آوری کند. همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است، یک انتهای DMM از طریق یک گیره به انتهای پایین دندانه متصل شده و سر دیگر آن به زمین متصل است. سیم های اتصال، کابل های محافظ بوده و به تداخلات مغناطیسی خارجی متصل نیستند. دندانه از فولاد ضد زنگ ساخته شده است که از تغیییر شکل و مقاومت آن می توان صرف نظر کرد. در طی آزمایش، نمونه های سنگی و سیستم آزمایشی نیازمند محافظت هستند تا بتوانند داده های ولتاژ را جمع آوری کنند. علاوه بر این، ۲۰۰ مس برای ساخت قفس Faraday برای پوشش نمونه های سنگی و آجرهای فشاری استفاده شد. بنابر این از تداخل سیگنال های الکترو مغناطیسی خارجی جلوگیری می کند. در همین حال، کابل های محافظ می توانند به طور موثری نویز را کاهش دهند. به منظور جلوگیری از ضایعات ایجاد شده در طی بارگذاری و فرایند خرد کردن و کاهش آسیب های غیر ضروری، یک پوشش محافظ شفاف خارج از ماشین بارگذاری نصب شد.