Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.08.1984, Blaðsíða 20

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.08.1984, Blaðsíða 20
Mynd 22. A) Bergnmasi meö ósamfelldu sprungumynslri. Brol sem myndasl gegniun bergið fceri að hlula eflir sprungum sem fyrir eru, og að hlula eflir nýjuin brolum í ciður heilu bergi (Sveinn Þorgrímsson 1981). B) Brolferill Mohrsfyrir ósprungið berg (efri ferillinn) og fyrir samfiellda sprungu (neðriferill- inn). Viðnámshornið er mun slcerra fyrir heill berg ^ 1 en fyrir sprunguna h Á milli þessara línu vceri brotferill fvrir bergmassa með ósanijeliclu sprungumynstri eins og a mync/ A. (Goodman 1976, breyll). vinsælduni víða um heim (Attewell og Farmer 1976). Til djúpmælinga telst "hydraulic fracturing”, sem kalla mætti ”vökvabrot” og ”hydraulic injection test”, eða "vökvaopnun”, cn þar er vatni dælt inn í sprungur sem fyrir eru í berginu (Cornet 1984). Hydraulic fracturing aðferðin byggist á því að bergið er brotið við háan vökva|irýsting, sem er fall al 0\ (mesta höfuðspcnna) en lega sprungunnar sem myndast er í stefnu jrvcrl á <73 (minnsta höfuðspenna). Vökvabrotið fer l'ram á þann hátt, að tvöfaldur pakkari cr settur niður á próf- unarbilið, sem er i þéttu og ósprungnu bcrgi (mynd 30). Prófunarbilið er yfirleitt innan við I m, en það fer að mestu eftir stærð kerfisins sem notað er til prófunarinnar. Eftir að prófunar- bilinu hefur verið tryggilega lokað af með pökkurunum er vatni dælt inn á prófunarbilið og þrýstingurinn hækk- aður jal'nt og þctt þar til bergið brotnar (Pci), en þá cr allri dælingu hætt (mynd 31). Um leið og brotþrýstingnum Pc| cr náð fellur þrýstingurinn, þar sem rúmtakið vex, þ.e. vatnið í prófunarbilinu llæðir út i sprunguna. Nýtt þrýstijafnvægi (Ps) næst síðan við hið nýja rúmmál. Prófunin er end- urtekin og ný gildi fyrir opnunar- þrýsting (Pc2) og lokaþrýsting (P^) eru fengin (Haimson 1978). Láréttu höfuðspennurnar ((JHmin °g crHmax) eru síðan reiknaðar samkvæmt: t^Hmin = Ps t7Hmax= 3PS Pc2 Po (P0 = gropuþrýstingur) lóðrétta spennan er: crv= dýpi x mettuð rúmþyngd bergsins. Sprungan, sem myndast við brotið er, eins og áður greindi, þvert á cr3. 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 teflon 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 liann 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 raunverulcg stefna pakkarans og sprungnanna. Á íslandi hafa bergspennumælingar vcrið gerðar á 5 stöðum þar sem jarð- göng hafa verið gerð eða fyr- irhuguð. í jarðgöngum Búrfellsvirkj- unar og í Strákagöngum voru gerð- ar spennumælingar með yfirborun (overcoring) á byggingartíma (Hast 1966 og 1967). Vökvabrotsmælingar (hydraulic fracturing) í borholum voru gerðar við Blönduvirkjun 1979 (Ágúst Guðmundsson o.fl. 1982) og Fljótsdals- og Sultartangavirkjanir 1981, sjá mynd 32 (Haimson 1981). Við Fljótsdalsvirkjun urðu niður- stöður þær, að lárétt bergspenna mun skipta litlu máli þegar stöðvarhellinum verður valinn stefna, cn á því dýpi (500 m) mældist lág lárétt spenna (5-6 MPa) og nær því jöfn úr öllum áttum. Stefna stöðvarhellisins ræðst því ckki af spennuástandinu heldur frekar af helstu sprungustefnum á svæðinu. Mesta spenna á stöðvarhússtæðinu er sú lóðrétta (13-14 MPa), sem er reiknuð úi frá þunga bergstaflans, og er luin 2-3 x hærri en lárélt spenna á þessu dypi. Þetta spennuhlutfall þarf að hafa í liuga við hönnun stöðvarhellisins. Á jarðgangaleiðum Blönduvirkjunar 36 — TÍMARIT 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.