نشریه علوم زمین خوارزمی

نشریه علوم زمین خوارزمی

محاسبۀ نسبت فلیسیتی برای نمونه‌ فیلیت با زاویه های آنیزوتروپی مختلف در آزمایش تک‌محوره

نویسندگان
مهدی خرقانی 1
کامران گشتاسبی 2
مجید نیکخواه 3
کاوه آهنگری 1
1 گروه مهندسی معدن، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران
2 دانشگاه تربیت مدرس، گروه مهندسی معدن
3 دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکدۀ معدن، نفت و ژئوفیزیک
10.52547/gnf.6.2.255
چکیده
استفاده از پدیدۀ اثر کایزر طی آزمایش انتشار آکوستیک یک روش نوین به‌منظور محاسبۀ میزان تنش برجا در سنگ است که به‌علت کاهش چشم‌گیر در هزینه‌ و زمان محاسبه تنش برجا، استفاده روزافزونی داشته است. نسبت فلیسیتی معیار دقیق و مناسبی برای بررسی میزان دقت و وضوح در محاسبه اثر کایزر است. عوامل متعددی بر دقت محاسبۀ تنش اثر کایزر تأثیر دارند. این مقاله تأثیر آنیزوتروپی روی اثر کایزر در سنگ را بررسی می­کند. بدین‌منظور انتشار آکوستیک روی نمونه‌های تک‌محوره از جنس فیلیت با زوایای آنیزوتروپی مختلف ارزیابی می‌شود. اثر کایزر سنگ فیلیت برای زوایه­های 0، 30، 60 و 90 درجه محاسبه می­شود. نتایج آزمایش نشان می­دهند که در همۀ نمونه‌ها با زوایای آنیزوتروپی مختلف میزان نسبت فلیسیتی به یک نزدیک است و مقادیر نسبت فلیسیتی در زوایای مختلف آنیزوتروپی اختلاف چندانی با یک‌دیگر ندارند. هم‌چنین دقت آزمایش‌های تک‌محوره برای تعیین اثر کایزر بالا است.

کلیدواژه‌ها
انتشار آکوستیک
اثر کایزر
سنگ آنیزوتروپ
نسبت فلیسیتی
سنگ فیلیت

عنوان مقاله English

Calculation of Felicity ratio for phyllites specimens with different angles of anisotropy under uniaxial loading

نویسندگان English

Kamran Goshtasbi 2
Majid nikkah 3
kaveh ahangari 1
چکیده English

The utilize of Kaiser effect during acoustic emission testing is a novel approach for computing the amount of stress in the rock, which has been tremendously exploited due to the immense reduction in the cost and time of determining the in-situ stress. The Felicity ratio is a precise and appropriate criterion for assessing the accuracy in the evaluation of the Kaiser effect. Numerous factors influence the accuracy of the Kaiser effect. This paper investigates the effect of anisotropy on the Kaiser effect on the rock. For this purpose, acoustic emission effect in the unconfined compression test on the Phyllites specimens with various angles of anisotropy (0, 30, 60, and 90°) has been conducted. The results demonstrate that in all unconfined compression tests, the Felicity ratio of acoustic emission is close to one. In other words, the anisotropy does not have a significant effect on the values of the Felicity ratio. In addition, the results show that the unconfined compression tests are more accurate in determining the Kaiser effect.

کلیدواژه‌ها English

Acoustic Emission
Kaiser Effect
Anisotropy
Felicity ratio
Phyllites
1. Kaiser J., "An investigation into the occurrence of noises in tensile tests, or a study of acoustic phenomena in tensile tests", Unpublished Doctoral Thesis, Tech. Hosch, Munich, (1950).
2. Lavrov A., "Kaiser effect observation in brittle rock cyclically loaded with different loading rates", Mechanics of Materials, 33 (2001) 669-677.
3. Li C., Nordlund E., "Experimental verification of the Kaiser effect in rocks", Rock Mechanics and Rock Engineering, 26 (1993) 333-351.
4. Seto M., Villaescusa E., "In Situ Stress Determination by Acoustic Emission Techniques from McArthur River Mine Cores", Proceedings 8th Australia New Zealand Conference on Geomechanics, Australia, (1999) 929-934.
5. Hsieh A., Dight P., Dyskin A.V., "The rock stress memory unrecoverable by the Kaiser effect method", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 75 (2015) 190-195.
6. Fu X., Xie Q., Liang L., "Comparison of the Kaiser effect in marble under tensile stresses between the Brazilian and bending tests", Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 74 (2015) 535-543.
7. Xiangqian F., Shaowei H., Jun L., Congjie W., "Acoustic emission properties of concrete on dynamic tensile test", Construction and Building Materials, 114 (2016) 66-75.
8. Chen Y., Muhammad Irfan M., Song C., "Verification of the kaiser effect in rocks under tensile stress: Experiment using the Brazilian test", International Journal of Geomechanics, 18 (2018) 04018059.
9. Singh A., Kumar C., Kannan L. G., Rao K. S., Ayothiraman R., "Estimation of creep parameters of rock salt from uniaxial compression tests", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 107 (2018) 243-248.
10. Zhao G., Wang C., Liang D., "Comparative experimental studies of acoustic emission characteristics of sandstone and mudstone under the impacts of cyclic loading and unloading", International Journal of Distributed Sensor Networks, 14 (2018) 1550147718795552.
11. Meng Q., Zhang M., Han L., Pu H., Chen Y., "Acoustic emission characteristics of red sandstone specimens under uniaxial cyclic loading and unloading compression", Rock Mechanics and Rock Engineering, 51 (2018) 969-988.
12. Sun H., Liu X. L., Zhu J. B., "Correlational fractal characterisation of stress and acoustic emission during coal and rock failure under multilevel dynamic loading," International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 117 (2019) 1-10.
13. Zhu J., Deng J., Huang Y., He Z., "Influence of Water on the Fracture Process of Marble with Acoustic Emission Monitoring", KSCE Journal of Civil Engineering, 23 (2019) 3239- 3249.
14. Dexing L., Enyuan W., Xiangguo K., Haishan J., Dongming W., Muhammad A., "Damage precursor of construction rocks under uniaxial cyclic loading tests analyzed by acoustic emission", Construction and Building Materials, 206 (2019) 169-178.
15. Ma J., Wu S., Zhang X. P., Gan Y., "Modeling acoustic emission in the Brazilian test using moment tensor inversion", Computers and Geotechnics, 123 (2020) 103567.
16. Tian Y., Yu R., Zhang Y., "Application of Felicity Effect in Crack Stress Identification and Quantitative Damage Assessment of Limestone", Rock Mechanics and Rock Engineering, (2020) 1-7.
17. Gajst H., Shalev E., Weinberger R., Marco S., Lyakhovsky V., "Relating strain localization and Kaiser effect to yield surface evolution in brittle rocks", Geophysical Journal International, 221 (2020) 2091-2103.