Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.08.1984, Blaðsíða 20

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.08.1984, Blaðsíða 20
SPRUNGUMYNSTUR OG BROTÞOL BERGMASSA BROTFLÖTUR BROTFLOTUR OSAMFELLT SPRUNGUMYNSTUR 8R0TÞ0L Mynd 22. A) Bergmassi með ósamfelldu sprungumynstrí. Broi sem myndast gegnum bergið fceri að hluta eftir sprungum sem fyrir eru, og að hluta eftir nýjum brotiim í áður heilu bergi (Sveinn Þorgrímsson / 9<v /). li) Brotferill Mohrsfyrir ðsprungið berg (efriferíllinn) ogfyrir samfellda sprungu (neðrí feríll- inn). Viðnámshornið er mun stcerra fyrir heilt berg u. '. en fyrir sprunguna 'g •(. Á milli þessara llna vceri brolferíllfyrir bergmassa með ósamfettdu sprungumynstrí eins og ú ínynd A. (Coodmah 1976, brevtt). vinsældum víða um hcim (Aticwcll og Farmer 1976). Til djúpmælinga tclst "hydraulic fracturing", sem kalla mætti "vökvabrot" og "hydraulic ínjection test", cða "vökvaopnun", en þar cr vatni díclt inn í sprungur scm fyrir cru í bcrginu (Cornct 1984). Hydraulic fracturing aðferðin byggist á því að bergið cr brotið við háan vökvaþrýsting, scm er l'all al' o^ (mesta höfuðspcnna) en lega sprungunnar sem myndast cr í stefnu þvcrt á o^ (minn.sta höfuðspenna). Vökvabrotið f'er fram á þann hátt, að tvöfaldur pakkari er settur niður á próf- unarbilið, sem er í þéttu og ósprungnu bcrgi (mynd 30). Prófunarbilið er yfirleitt innan við 1 m, en það l'er að mcstu el'tir stærð kcrfisins sem notað cr til prófunarinnar. Eftir að prófunar- bilinu hcl'ur verið trýggilega lokað al' með pökkurunum cr vatni dæll inn á prófunarbilið og þrýstingurinn hækk- aður jal'nt og þétt þar til bcrgið brotnar (I\i), en þá er allri dælingu hætt (mynd 31). Um lcið og brotþrýsfingnum Pt) er ndð f'ellur þrýstingurinn, þar sem rúmtakið vcx, þ.c. vatnið í prófunarbilinu flæðir út í sprunguna. Nýtt þrýstijafnvægi (Ps) næst síðan við hið nýja rúmmál. Prófunin er end- urtekin og ný gildi fyrir opnunar- þrýsting (Pc2) og lokaþrýsting (PJ eru fengin (Haimson 1978). Láréttu höfuðspennurnar (o~Hmjn °B aHmax) eru síðan reiknaðar samkvæmt: crHmin = Ps <7 H max = 3 P s—P c2—P o (P0= gropuþrýstingur) lóðrétta spennan er: CTv=dýpi x mettuð rúmþyngd bergsins. Sprungan, sem myndast við brotið er, eins og áður greindi, þvert á 0\ Stefna sprungunnar og halli eru nú mæld með afsteypupakkara og áttavita. Afsteypu- pakkarinn er nokkuð lengri en próf- unarbilið, venjulega um 1—2 m. Hann er úr mjúku gúmmíi eða tellon og er honum þrýst út í holuveggina við mik- inn þrýsting og haldið þannig í um 45 mínútur. Yfirborð afsteypupakkarans afmyndast við þennan mikla þrýsting og mótar allar ójöfnur holunnar, þar á meðal sprunguna. Á meðan á mótun stendur er stefna pakkarans í holunni fundin. Áttaviti er sendur niður í holuna og getur hann aðeins sest á pakkarann á einn veg, og er því innbyrðis afstaða þeirra alltaf þekkt. Þegar áttavitinn er sestur er tekin af honum mynd með þar til gerðri myndavél og fæst þannig raunveruleg stcfna pakkarans og sprungnanna. A Islandi hafa bergspennumælingar verið gerðar á 5 stöðum þar sem jarð- göng hafa verið gerð eða l'yr- irhuguð. í jarðgöngum Búrfellsvirkj- unar og í Strákagöngum voru gerð- ar spennumælingar með yfirborun (overcoring) á byggingartíma (Hast 1966 og 1967). Vökvabrotsmælingar (hydraulic f'racturing) í borholum voru gcrðar við Blönduvirkjun 1979 (Ágúst Guðmundsson o.t'l. 1982) og Fljótsdals- og Sultartangavirkjanir 1981, sjá mynd 32 (Haimson 1981). Við Pljótsdalsvirkjun urðu niður- stöður þær, að lárétt bergspcnna mun skipta litlu máli þegar stöðvarhcllinum verður valinn stcf'na, en á því dýpi (500 m) mældist kíg lárétl spenna (5-6 MPa) og nær því jöl'n úr öllum áttum. Stefna stöðvarhellisins ræðst því ckki af spennuástandinu heldur frekar afhelstu sprungustefnum á svæðinu. Mcsta spcnna á stöðvarhússtæðinu cr sú liíðrctta (13-14 MPa), sem cr reÍKnuð úi l'rá þunga bergstaflans, og er hún 2-3 x hærri en lárétt spcnna á þessu dypi. Þcita spennuhlutfall þarf að hafa í huga við hönnun stöðvarhellisins. A jarðgangaleiðum Blönduvirkjunar 36 TIMARIT VFÍ 1984

x

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Tímarit Verkfræðingafélags Íslands
https://timarit.is/publication/860

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.