مقایسه ی انتشار ترک های هیدرولیکی دوبعدی کرنش صفحه ای و شعاعی در مقیاس گرانروی با رویکرد تحلیلی

فراسنج های مختلفی نظیر گرانروی، جرم مخصوص سیال و سختی محیط در فرآیند رشد شکست هیدرولیکی تاثیر دارند. این فراسنج­ها اثرات یکسانی بر چگونگی رشد ندارند و ممکن است یک یا چند تا از فراسنج ها تاثیر بیشتری داشته باشند؛ در نتیجه منجر به یک یا چند رژیم خاص خواهد شد. رژیم ها بر اساس روند هدر رفت انرژی نامگذاری می­شوند که مهمترین آن ها عبارتند از: اول: رژیم سختی که بیشترین انرژی تزریق سیال از طریق شکافتن سنگ به­دلیل سختی اتلاف می شود دوم: رژیم گرانروی که بیشترین اتلاف توان ورودی سیال ناشی از حرکت سیال لزج و در داخل ترک است. در این پژوهش به بررسی رشد ترک هیدرولیکی با شکل هندسی مختلف از قبیل ترک دوبعدی کرنش صفحه ای و شعاعی در یک محیط سنگی شکننده (کشسان) پرداخته می شود. سیال به صورت غیرقابل تراکم و نیوتنی فرض می شود و همچنین رشد ترک در قالب مکانیک شکست خطی کشسان بررسی می شود. هدف از این بخش، دستیابی به اثرات هندسه ترک است. نتایج نشان می دهد که روش های شبه تحلیلی ارائه شده برای حل معادلات همبسته، از دقت کافی و سرعت همگرایی بالا برخوردار است. در زمان های زودهنگام از فرآیند شکست هیدرولیکی، ترک های صفحه ای رشد سریعتری نسبت به ترک ها با هندسه ی سکه ای شکل دارند، اما در زمان های بعدی سرعت رشد ترک های سکه ای به شدت از ترک صفحه ای پیشی می گیرند. میزان بازشدگی عرض ترک صفحه ای از ترک سکه ای شکل بیشتر است و همین امر باعث شد که در رژیم گرانروی میزان رشد آن کاهش چشمگیری داشته باشد.

کلیدواژه ها:

ترک دوبعدی کرنش صفحه ای ، ترک شعاعی ، رژیم گرانروی ، روش شبه تحلیلی ، شکست هیدرولیکی