تخمین الگوی رفتار جریان سیال در توده‌سنگ در سد چم‌شیر
چکیده
در این نوشتار با هدف ملاحظه الگوی رفتار جریان سیال در مقیاس توده سنگ به مطالعه و تحلیل نتایج تعدادی از آزمایش‌ها در طرح سد و نیروگاه چم‌شیر پرداخته شده است. الگوی جریان سیال در توده سنگ یا رابطه بین نرخ جریان سیال با فشار آن به طور معمول به صورت رابطه خطی درنظر گرفته می‌شود حال آنکه در آزمایشات آزمایشگاهی جریان سیال این الگو در سه گروه رفتار خطی دارسی، رفتار غیرخطی تحت اثر اینرسی زیاد، رفتار غیرخطی تحت تاثیر اتساع شکستگی تقسیم بندی شده است. در این پژوهش با برازش غیر خطی از نتایج آزمایش فشار آب به بررسی الگوی رفتار غیرخطی جریان سیال در توده سنگ در قالب دو رابطه فورچمهیر و ایزباش پرداخته شده است. این تحلیل نشان می‌دهد که این دو رابطه به خوبی رفتار غیرخطی جریان سیال در توده سنگ را توصیف می‌کند. همچنین رابطه فورچمهیر کارایی بهتری برای توصیف رفتار جریان سیال دارد. با استفاده از روابط موجود در خصوص عدد رینولدز بحرانی در آزمون‌های آزمایشگاهی، روشی جهت تخمین عدد رینولدز بحرانی در آزمون‌های صحرایی ارائه شده است. این کمی‌سازی برای تخمین عدد رینولدز بحرانی و تعیین انحراف از جریان خطی به غیرخطی به شناخت بهتر رفتار سیال در آزمایش صحرایی نظیر آزمایش فشار آب کمک می‌کند
مراجع
A. G. Benardos and D. C. Kaliampakos, “Hydrocarbon storage in unlined rock caverns in Greek limestone,” Tunn. Undergr. Sp. Technol., vol. 20, no. 2, pp. 175–182, Mar. 2005.
D. M. Reeves, K. F. Pohlmann, G. M. Pohll, M. Ye, and J. B. Chapman, “Incorporation of conceptual and parametric uncertainty into radionuclide flux estimates from a fractured granite rock mass,” Stoch. Environ. Res. Risk Assess., vol. 24, no. 6, pp. 899–915, Mar. 2010.
M. Karbala, H. Katibeh, and M. Sharifzadeh, “Numerical and analytical hydraulic characterization of a horizontal single joint based on radial flow in water pressure test,” J. Appl. Sci., vol. 9, no. 10, pp. 1859–1869, 2009.
M. Karamouz, Groundwater hydrology, 3rd ed. New York: John Wiley & Sons, 2011.
P. Witherspoon, J. Wang, K. Iwai, and J. Gale, “Validity of cubic law for fluid flow in a deformable rock fracture,” Water Resources Research, 1980. [Online]. Available: file:///C:/Users/Novin Pendar/Downloads/rpt29105.PDF. [Accessed: 20-Jul-2014].
R. W. Zimmerman, A. Al-Yaarubi, C. C. Pain, and C. A. Grattoni, “Non-linear regimes of fluid flow in rock fractures,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., vol. 41, no. SUPPL. 1, 2004.
Z. Zhang and J. Nemcik, “Fluid flow regimes and nonlinear flow characteristics in deformable rock fractures,” J. Hydrol., vol. 477, pp. 139–151, 2013.
M. Javadi, M. Sharifzadeh, K. Shahriar, and Y. Mitani, “Critical Reynolds number for nonlinear flow through rough-walled fractures: The role of shear processes,” Water Resour. Res., vol. 50, no. 2, pp. 1789–1804, 2014.
P. G. Ranjith and W. Darlington, “Nonlinear single-phase flow in real rock joints,” Water Resour. Res., vol. 43, no. 9, pp. 1–9, 2007.
L. Zou, L. Jing, and V. Cvetkovic, “Roughness decomposition and nonlinear fluid flow in a single rock fracture,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., vol. 75, pp. 102–118, 2015.
J. Q. Zhou, S. H. Hu, S. Fang, Y. F. Chen, and C. B. Zhou, “Nonlinear flow behavior at low Reynolds numbers through rough-walled fractures subjected to normal compressive loading,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., vol. 80, pp. 202–218, 2015.
R. W. Zimmerman and G. S. Bodvarsson, “Effective transmissivity of two-dimensional fracture networks,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., vol. 33, no. 4, pp. 433–438, 1996.
D. J. Brush and N. R. Thomson, “Fluid flow in synthetic rough-walled fractures: Navier-Stokes, Stokes, and local cubic law simulations,” Water Resour. Res., vol. 39, no. 4, p. 1085, 2003.
Z. Zeng and R. Grigg, “A criterion for non-darcy flow in porous media,” Transp. Porous Media, vol. 63, no. 1, pp. 57–69, 2006.
and C.-B. Z. Yi-Feng Chen, Shao-Hua Hu, Ran Hu, “Estimating hydraulic conductivity of fractured rocks from high-pressure packer tests with an Izbash’s law-based empirical model,” Water Resour. Res., pp. 2096–2118, 2015.
“No Title,” 1387. [Online]. Available: http://fa.iwpco.ir/Bakhtiari/default.aspx.
Stucky Pars Engineering Co., “Engineering geology and rock mechanics report on completion of site investigations phase I & II: Revision 1,” Tehran, 2009.
P. M. Quinn, J. A. Cherry, and B. L. Parker, “Quantification of non-Darcian flow observed during packer testing in fractured sedimentary rock,” Water Resour. Res., vol. 47, no. 9, 2011.
M. Javadi, M. Sharifzadeh, and K. Shahriar, “A new geometrical model for non-linear fluid flow through rough fractures,” J. Hydrol., vol. 389, no. 1–2, pp. 18–30, Jul. 2010.
J. Qian, H. Zhan, W. Zhao, and F. Sun, “Experimental study of turbulent unconfined groundwater flow in a single fracture,” J. Hydrol., vol. 311, no. 1–4, pp. 134–142, 2005.
K. Nazridoust, G. Ahmadi, and D. H. Smith, “A new friction factor correlation for laminar, single-phase flows through rock fractures,” J. Hydrol., vol. 329, no. 1–2, pp. 315–328, 2006.
R. W. Zimmerman and G. S. Bodvarsson, “Hydraulic conductivity of rock fractures,” Transp. Porous Media, vol. 23, no. 1993, pp. 1–30, 1996.
J. Qian, Z. Chen, H. Zhan, and H. Guan, “Experimental study of the effect of roughness and Reynolds number on fluid flow in rough-walled single fractures: A check of local cubic law,” Hydrol. Process., vol. 25, no. 4, pp. 614–622, 2011.
صاحب امتیاز
