Tietopankki

Työraportti 2016-41

Takaisin

Nimi:

ONKALO POSE Experiment - Strength, Deformation and Seismic Response of Olkiluoto Isotropic Pegmatitic Granite and Anisotropic Migmatitic Gneiss under a State of True-Triaxial Stress

Raportin kirjoittaja:

Behrestaghi, M., H., N., Young, R., P., Suikkanen, J.

Kieli:

Englanti

Sivumäärä:

58

Tiivistelmä:

Viisitoista ONKALOn POSE - kuprikasta kerättyä näytettä testattiin ainutlaatuisessa kolmiaksiaalisessa geofysikaalisessa kuvantamis-solussa Toronton yliopiston Rock Fracture Dynamic Facility (RFDF) - laboratoriossa. Testatut näytteet koostuivat folioi­tu­neista gneissisistä näytteistä joiden suuntautuneisuus pääjännityksen suuntaan (σ1) oli määritetty olevan 0°, 30°, 60° ja 90° kulmilla kokeen aikana. Lisäksi myös isotrooppisia pegmatiittisia graniittinäytteitä testattiin kolmiaksiaalikokeissa. Kolmiakselisen koesarjan kuormituspolku oli suunniteltu simuloivan in situ ja sekundäärijännityksiä, joille kivimassa oli altistunut POSE - kokeen aikana. Kuormituspolku sisälsi POSE - kokeen mallinnuksista määritetyt louhinta-, lämmitys- ja jäähtymisvaiheen jännitykset jotka muodostuivat koeloppusijoitusreikien ympärille ONKALO POSE - kuprikassa 345 m syvyydessä.

Ensimmäisten viiden kokeiden aikana isotrooppiset pegmatiittiset graniittinäytteet ilmensivät useita akustisia emissiosignaaleja, mutta näytteen murtumaa ei saavutettu POSE - koetta simuloivan jännityspolun aikana. Anisotrooppiset gneissinäytteet joiden foliaatiokulmat olivat 0°, 30° ja 60° murtuivat POSE - koetta simuloivan kuormituspolun lopussa.  Ensimmäisten kokeiden jälkeen, kaksi ylimääräistä koesarjaa perustuen ensim­mäisen viiden kokeen tuloksiin suoritettiin. Ylimääräiset koesarjat suoritettiin näyttei­den kontrolloidun murtumisen säilyttämiseksi ja kokeiden toistettavuuden seuraa­miseksi. Pegmatiittisia graniittinäytteitä kuormitettiin murtumiseen asti kasvavalla pääjännityksellä (σ1), kun taas suonigneissinäytteitä (lukuunottamatta kulmalla 90° suuntautuneet näytteet) kuormitettiin vaurioitumisrajaan asti ja vaurioitumista seurattiin jännityskomponentteja laskemalla. Spatiaalinen akustisen emissiotapahtumien analyysi seuraa rakojen synnyn ja etenemisen suonigneissi­näytteissä riippuvan foliaatiotason suunnasta suhteessa pääjännityskomponenttiin (σ1) ja muodostuvat rakopinnat muodos­tuvat foliaatiotasoille murtuneissa näytteissä. Seismisten aaltonopeuksien mittaus kolmea kohtisuoraa akselia pitkin kuormituspolun funktiona näyttivät foliaatiotasojen kanssa rinnakkaisten puristus- ja leikkausaaltojen nopeudet ovat korkeampia, kuin foliaatiotasoja kohtisuoraan vasten ilmentäen Olkiluodon kiillegneissin transversaalia isotrooppista luonnetta. Kahden viimeisen koesarjan toistettavuus varmistaa ensimmäi­sen sarjan koetulokset, sillä viimeisten koesarjojen mittaustulokset olivat yhteneviä edellisten kanssa. Kokeiden tuloksina todistetaan että POSE - kokeen aikainen todelli­nen kolmiaksiaalinen kuormituspolku on monimutkainen ja se ilmentää testatuissa kivinäytteissä käyttäytymispiirteitä, joita ei voida toistaa perinteisellä kolmiakselisella kokeella jossa keski- ja minimijännityskomponentit ovat samansuuruiset σ2 = σ3.

Avainsanat:

ONKALO, POSE - koe, Geologinen loppusijoitus, Akustinen emissio, Seismisten aaltojen nopeudet, Foliaatio, Pegmatiittinen graniitti, Suonigneissi, Jännityspolku.

Tiedosto(t):

ONKALO POSE Experiment - Strength, Deformation and Seismic Response of Olkiluoto Isotropic Pegmatitic Granite and Anisotropic Migmatitic Gneiss under a State of True-Triaxial Stress (pdf) (5.1 MB)


Takaisin


Jaa artikkeli: