ارزیابی ژئومتریک ترک‌های گلی در شکل‌گیری یکی از رخساره‌های رسوبی رسوبات ریزدانه عهد حاضر (مطالعه موردی: رسوبات مخازن سد وشمگیر گرگان)

رخساره‌های رسوبی

مقاله 4، دوره 9، شماره 1، شهریور 1395، صفحه 107-120   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/sed.facies.v9i1.38710

نویسندگان

حامد رضایی^* ؛ آرش امینی

دانشگاه گلستان

چکیده

طی فرآیند خشک شدن رسوبات ریزدانه خصوصاً رسوبات گلی، با ایجاد تنش‌های انقباضی در آن‌ها، ترک با فرم‌ها و ابعاد مختلف در زمان‌های گذشته و عهد حاضر زمین به وجود می‌آیند. ترک‌های گلی با شکل دادن رخساره‌های رسوبی مشخص و ساخت‌های رسوبی ثانویه تا حدود زیادی شرایط رسوب‌گذاری را مشخص می‌نمایند. با مطالعه فرم، هندسه، بافت سطحی و سایر خصوصیات می‌توان به پیش‌بینی مسیر انتشار ترک و تهیه مدل‌های ریاضی تشکیل آن‌ها پرداخت و ژئومتریک ترک‌های گلی از مباحث بنیادی در بررسی فرآیند علم انتشار ترک است. در این تحقیق با انتخاب 50 نمونه از چهار منطقه مطالعاتی از مخازن سد وشمگیر در شمال گرگان، ویژگی‌های هندسی ترک‌ها از جنبه‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تعداد اضلاع چند ضلعی‌های بین ترک‌ها، طول اضلاع، محیط، مساحت، زوایای داخلی و خارجی، عمق ترک و بافت سطحی ترک‌ها، عوامل ژئومتریک ترک‌ها معرفی و تجزیه ‌و تحلیل شدند. بررسی‌های آماری نشان می‌دهد که در این چهار منطقه دو دسته ترک با ویژگی‌های هندسی متفاوت تشکیل‌ شده‌اند. ترک‌های مورد مطالعه از لحاظ مساحت و زوایای داخلی همبستگی بالایی با ویژگی‌های هندسی یک‌ چند ضلعی منتظم نشان می‌دهد که مؤید همگنی رسوبات ریزدانه و فرآیند ایجاد ترک در منطقه مورد مطالعه است.

کلیدواژه‌ها

ترک گلی؛ رخساره ریزدانه؛ ژئومتریک؛ مخزن سد وشمگیر؛ گلستان

مراجع

امینی، آ.، رضایی، ح.، پارسایی، ر.، تیموری، ج.، 1385. امکان سنجی استفاده از مصالح رسی در ساخت کانال‌های آبیاری درجه 1و2 استان گلستان. شرکت توزیع و بهره‌برداری از آب گلستان.

پاک، ع.، صمیمی، س.، 1391. ارزیابی رویکردهای مختلف در پیش‌بینی الگوهای ترک در عملیات ایجاد شکاف هیدرولیکی در مخازن نفتی و ارائه یک رویکرد جدید. مجله پژوهش نفت، 72: 58 ـ 73.

خوشروان آذر، م ر.، صالحی، و.، 1386. تعیین ابعاد ترک سطحی بر مبنای معیار LBB در مواد ناهمسان. پانزدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک.

قزوینیان، ع.، نوروزی، پ.، 1392. مطالعه آزمایشگاهی انتشار ترک در نمونه‌های با درزه بسته و باز تحت بارگذاری تک‌محوری. مجله عمران مدرس، 13: 75 ـ 87 .

میرزایی نصیرآباد، ح.، کاکایی، ر.، حسنی، ب.، جلالی، س.، 1388. ارزیابی دو معیار شکست مبتنی بر ضرایب تمرکز تنش و مؤلفه‌های تنش برای پیش‌بینی جهت انتشار ترک در محیط‌های شبه سنگی. مهندسی معدن، 4 (8): 1-12.

میرزایی نصیرآباد، ح.، کاکایی، ر.، حسنی، ب.، جلالی، س.، 1391. مطالعه آزمایشگاهی تأثیر آرایش ترک‌ها در رفتار شکست نمونه‌های شبه سنگی تحت بارگذاری فشاری تک ‌محوری. مکانیک سازه‌ها و شاره ها، 2 (1): 23 ـ 34.

Behal, J., & Solodyankin, K., 2012. Crack growth simulation in the course of industrial equipment life extension. 20th SVSFEM ANSYS Users Group Meeting and Conference, 9 p.

Bohn, S., 2005. Hierarchical crack pattern as formed by successive domain divisions. II. From disordered to deterministic behavior. Physical Review, 71: 046215-1 -046215-7.

Carter, B.J., Wawrzynek, P.A., & Ingraffea, A.R., 2003. Automated 3D Crack Growth Simulation. NASA (NAG-1-1184): 1-40.

Desbenoit, B., Galin, E., & Akkouche, S., 2005. Modeling cracks and fractures. Visual Computer, 21: 717-726.

El-Maarry, M.R., Watters, W., MckKeown, N., Carter, J., Noe Dobrea, E., Bishope, J., Pommerol, A., & Tomas, N., 2014. Potential desiccation cracks on Mars: A synthesis from modeling, Analog-field studies and global observations. Icarus, 241: 268-448.

Fischer, L.L., & Beltz, G.L., 1999. Effect of crack geometry on dislocation nucleation and cleavage thresholds. Materials Research Society Symposium, 539: 57-62.

Gobron, S., & Chiba, N., 2001. Crack pattern simulation based on 3D surface cellular automata. Visual Computer, 17: 287–309.

Goehring, L., 2013. Evolving fracture patterns: columnar joints, mud cracks, and polygonal terrain. Applied Clay Science, 40 (3):103-118.

Goehring, L., Conroy, R., Akhter, A., William, J., Clegg, W.J., & Routh, A.F., 2010. Evolution of mud-crack patterns during repeated drying cycles. Applied Clay Sciences, 37: 89-97.

Harris, R.C., 2004. Giant desiccation cracks in Arizona, Arizona geological survey. Open file report, 93p.

Jones, R., Wallbrink, C., Molent, L., & Pitt, S., 2006. A Multiscale approach to crack growth. Monash University, Air Vehicles Division, DSTO, 84p.

Le, J.L., Bazant, Z.P., & Bazant, M.Z., 2009. Subcritical crack growth law and its consequences for life time statistics and size effect of quasi brittle structures. Journal Physics D: Applied Physics, 42: 2140-2148.

Morgan, P.G., 1959. The geometry of surface cracks. Applied Science Research, 9: 148- 152.

Oda, M., 1986. Stereology on crack geometry. In: Research of pattern Formation. Tokyo, Japan: KTK Scientific Publishers, p.517-553

Preston S., Griffiths B.S., & Young, I.M., 1997. An investigation into sources of soil crack heterogeneity using fractal geometry. Journal of Soil Science, 48: 31–37.

Pugno, N., Ciavarella, M., Cornetti, P., & Carpinteri, A., 2006. A generalized Paris law for fatigue crack growth. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 54: 1333-1349.

Ritchie, R.O., 2005. Incomplete self-similarity and fatigue-crack growth. International Journal of Fracture, 132: 197–203.

Selen, F., & Turer, D., 2011. Factors Effecting Mud Crack Formation in Ankara Clay, World Academy of Science, Engineering and Technology, 56: 166- 167.

Trombetta, G.L., 2011. Facies analysis, geometry and architecture of a Carnian carbonate platform: The Settsass/Rechitcture reef system (Dolomites, Southern Alps, Northern Italy). Geological of Application, 8: 56-75.

Velde, M., 1999. Structure of surface cracks in soil and muds. Geoderma, 93: 101-124.

Vethe, S., 2012. Numerical simulation of fatigue crack growth, The Norwegian university of Science and technology department of engineering design and materials. Unpublished thesis, 36 p.

Vikram, N., & Kumar, R., 2013. Review on Fatigue-Crack Growth and Finite Element Method. International Journal of Scientific and Engineering Research, 4 (4): 833- 843.

Vogel, H.J., Hoffmann, H., Leopold, A., & Roth, K., 2005. Studies of crack dynamics in clay soil: II. A physically based model for crack formation. Geoderma, 125: 213–223.

Wang, Z., & Nakamura, T., 2004. Simulations of crack propagation in elastic-plastic graded materials. Mechanics of Materials, 36: 601- 622.

Zafosnik, B., Ren, Z., Ulbin, M & Flasker, J., 2007. Evaluation of stress intensity factors using finite elements. Engineering Geology, 32: 134-145.

Zhao, Z., Guo, Y., Wang, Y., Liu, H., & Zhang, Q., 2014. Growth patterns and dynamics of mud cracks at different digenetic stages and its geological significance. International Journal of Sediment Research, 29: 82-98.