بررسی عددی نفوذپذیری و الگوی جریان در محیط دارای تخلخل دوگانه
Abstract
غالبا در حل مسائل هیدرولیکی از میزان نفوذپذیری ماتریس سنگ در برابر نفوذپذیری شبکه شکستگی صرف نظر می شود. تخلخل دوگانه به محیط هایی اطلاق می شود که ماتریس سنگ نیز علاوه بر شبکه شکستگی، دارای نفوذپذیری می باشد. اهمیت ویژه این موضوع در زمینه های مختلف عمرانی، معدنی و سایت های دفن زباله ها، خصوصا زباله های خطرناکی از قبیل پسماندهای هسته ای می باشد. تاکنون اثر هندسه شبکه شکستگی و دانسیته شکستگی ها بر میزان نفوذپذیری کلی، تاثیر نفوذپذیری ماتریس و رابطه بین بازشدگی و طول شکستگی بر اندازه نمونه معرف و تاثیر توامان این پارامترها بر یکدیگر خصوصا در شبکه نامنظم شکستگی-ها مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار المان مجزای udec، از المان هایی به نام المان های voronoi ،که خواص هیدرولیکی و هندسی قابل تعریف دارند، برای ساخت نمونه سنگ بکر استفاده شده است. پس از اندازه گیری نفوذپذیری کلی محیط و اندازه نمونه معرف، به ساخت شبکه شکستگی های مجزا و اندازه گیری خواص هیدرولیکی این شبکه اقدام گردید. سپس نمونه ترکیبی که حاصل جمع ماتریس نفوذپذیر و شبکه شکستگی های مجزا می باشد، مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای موثر بر نفوذپذیری توده سنگ و اندازه نمونه معرف تحلیل می گردد. نتایج نشان می دهد که نفوذپذیری ماتریس تاثیر مستقیم بر نفوذپذیری توده سنگ دارد و با افزایش دانسیته شکستگی، علاوه بر افزایش نفوذپذیری نمونه ها، کاهش سایز نمونه معرف را شاهد خواهیم بود. برای سه حالت همبستگی میان طول و بازشدگی شکستگی ها، تحلیل های جداگانه ای انجام گرفته است که میزان تغییر خواص هیدرولیکی مانند نفوذپذیری برای هر حالت به صورت جداگانه ای گزارش گردیده است. نتایج نهایی حاکی از نصف شدن اندازه نمونه معرف با افزایش 100 درصدی دانسیته می باشد. همچنین افزایش میزان نفوذپذیری با اضافه کردن ماتریس نفوذپذیر به نمونه های شکستگی های مجزا از حداقل 6 درصد تا حداکثر 39 درصد برای نمونه های مختلف گزارش گردیده است.