بررسی رابطه ی بین سرعت امواج لرزه ای و ناهمسانگردی در سنگ های متورق برای تعیین پارامتر های فیزیکی و مکانیکی
رشته ژئوفیزیک – لرزه شناسی
چکیده
امروزه کاربرد روشهای لرزهای در مطالعات علوم مهندسی به سرعت رو به افزایش است. این روشها به منظور بهدست آوردن اطلاعات غیرمستقیم از کیفیت تودهسنگ یا خاک و همچنین سایر پارامترهای فیزیکی، دینامیکی و ژئوتکنیکی میباشند. مطالعهی آزمایشگاهی خواص فیزیکی و مکانیکی سنگها و ارتباط بین این خواص به فهم بهتر و جامعتر دادههای ژئوفیزیکی و پتروفیزیکی کمک میکند. در این تحقیق با استفاده از نمونه مغزههای سنگی متورق شیستی که از بلوکهای سنگی برداشت شده از معدن سرب و روی انگوران تهیه شدهاند، به بررسی خواص فیزیکی، کشسانی، مکانیکی و ناهمسانگردی لرزهای در مقیاس آزمایشگاهی و تأثیر زاویهی جهتیافتگی بر روی سرعت انتشار امواج طولی و برشی، تعیین روابط بین سرعت امواج، ویژگیهای دینامیکی و مقاومت فشاری با زاویه جهتگیری در آنها پرداخته شده است. سرعت امواج نمونهها از طریق برداشت اولین زمان رسیدها از سیگنالهای پالس عبوری ثبت شده بهدست آمد. پس از آن، به بررسی رفتار مدولهای الاستیک دینامیکی و تحلیل ناهمسانگردی سرعت امواج، تعیین پارامترهای ناهمسانگردی و رابطهی آنها با مقادیر مقاومت تکمحوره و سختی اشمیت نسبت به زاویهی جهتگیری و تورق در نمونهها پرداخته شد. نتایج بهدست آمده نشان داد که سرعت امواج P و S با افزایش زاویهی جهتیافتگی نسبت به راستای انتشار کاهش پیدا میکنند. تأثیر جهتگیری کانیها و زاویهی تورق بر مدولهای الاستیک دینامیکی و نسبت پواسون به همان اندازهای که بر سرعت انتشار امواج داشت، بر این ضرایب نیز تأثیر میگذارد و با افزایش زاویهی تورق نسبت به محور تقارن نمونهها، مقادیر مدولهای کشسانی یک روند نزولی دارند. این مقادیر نشان میدهند که ضرایب الاستیک دینامیکی نسبت به زاویهی جهتیافتگی دارای خاصیت ناهمسانگردی هستند. هر چه زاویهی جهتیافتگی نسبت به راستای انتشار امواج بیشتر میشود مقادیر پارامترهای ناهمسانگردی افزایش و نسبت بههم اختلاف مییابند. مقادیر پارامترهای ناهمسانگردی تامسون در جهات موازی با محور تقارن، صفر یا نزدیک به صفر بهدست آمدند و این نشاندهندهی خاصیت همسانگردی عرضی نمونهها در زوایای جهتگیری نزدیک به صفر درجه میباشد. نمونههای با زاویهی جهتیافتگی غیر صفر درجه نسبت به محور تقارن از فرض ناهمسانگردی الاستیک ضعیف پیروی میکنند. نمونههای مورد آزمون، دارای مقادیر بالای مقاومت فشاری تکمحوره در جهتگیریهای موازی و عمود بر محور تقارن و مقاومت حداقل در زاویهی 30 درجه نسبت به محور تقارن در نمونه ها میباشند. همچنین منحنی سختی اشمیت بهدست آمده تقریباً با نمودار مقاومت تکمحوره مطابقت خوبی دارد.