کاربرد مدل سازی فیزیکی جریان سیال تزریق در سنگ های شکسته در مقیاس آزمایشگاهی و اعتبارسنجی نرم افزار عددی groutiut2d lb

یکی از روش هایی که به موجب آن اهداف بهسازی حاصل می شود، تزریق دوغاب در توده سنگ می باشد. به علت پیچیدگی عوامل ذاتی توده سنگ که بر پیشروی دوغاب تزریق تأثیرگذار می باشد. تحقیق‎ های تجربی و عددی زیادی در مورد پیشروی تزریق در تک درزه و دسته درزه های منظم به صورت تحلیلی، فیزیکی و عددی صورت گرفته، ولی تحقیقات کمی درزمینه ی مدل سازی فیزیکی و عددی شبکه شکستگی های مجزا انجام شده است. ازجمله تحقیقات قابل ذکر می توان به نسخه اولیه نرم افزار groutiut2d اشاره نمود، که از روش حل افت فشار برای حل جریان در شبکه شکستگی مجزا استفاده کرده است. در اینجا سعی شده با استفاده از مدل سازی فیزیکی شبکه شکستگی در آزمایشگاه و شبیه سازی آن با مدل عددی سعی در رفع این فقدان و رفع ایرادهای نسخه اولیه نرم افزار groutiut2d درزمینه عملیات تزریق شود. با توجه به نتایج حاصل و انطباق دو مدل عددی و فیزیکی تا حدودی این مهم حاصل شده است. شبیه سازی انجام شده با روش شبکه بولتزمن قابلیت انجام محاسبات به صورت موازی را دارا می باشد که درنهایت منتج به ارائه نسخه دوم نرم افزار groutiut2d(lb) شده است؛ که قابلیت ساخت شبکه شکستگی مجزا و دریافت پارامترهای هندسی توده سنگ به عنوان عوامل ذاتی و عوامل عملیاتی مانند گرانروی و چگالی دوغاب تزریق را دارا می باشد. معیار مورداستفاده در این مطالعه مساحت سطح پخش شوندگی تزریق است که برنامه با استفاده از یک الگوریتم تعیین مساحت حول چال تزریق، در حین روند اجرا و انجام محاسبات آن را نمایش می دهد. برای مدل سازی فیزیکی با طراحی آزمایش تاگوچی، با سه شبکه شکستگی متفاوت با بعدهای فرکتال متفاوت و شرایط فشار و زمان متفاوت و سه سیال با گرانروی متفاوت روغن هیدرولیک، واسکازین و دوغاب سیمانی با نسبت آب به سیمان 1:2، و دهانه بازشدگی درزه موردبررسی قرارگرفته است. نکته مهم موردمطالعه در مدل سازی فیزیکی، وجود فشار آب به عنوان جبهه کار در عملیات تزریق و بررسی تأثیر آن بر روند تزریق می باشد. پس از انجام آزمایش های طراحی شده میزان اثرگذاری هر یک از عوامل بر سطح پخش شوندگی به دست آمد و بر اساس آن مدل سازی عددی انجام گرفت. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان دهنده ی تأثیر عوامل گوناگون بر روی میزان خورند تزریق می باشد. از نکات مهمی که در مدل سازی فیزیکی و عددی می توان به آن اشاره نمود، تأثیر محیط خشک و اشباع بر روی مساحت پخش شوندگی بوده که نتیجه آن تأثیر منفی محیط اشباع بر پیشروی دوغاب تزریق می باشد. در ادامه با بررسی زمان و فشار در عملیات تزریق این نکته به وضوح روشن گردید که این دو عامل دارای مقادیر بهینه بوده و با افزایش بی حد این دو، تأثیری در مقادیر گسترش تزریق حاصل نمی شود. تأثیر عامل گرانروی به شدت محسوس بوده و با افزایش گرانروی سطح پخش شوندگی کاهش چشمگیری می یابد. در ادامه با شبیه سازی مدل های فیزیکی با استفاده از روش شبکه بولتزمن سعی در اعتبارسنجی مدل عددی و نرم افزار groutiut2d(lb) شده است، که درنهایت با انجام چند شبیه سازی با نرم افزار و بعدازآن ساخت مدل فیزیکی هرکدام، اعتبارسنجی نرم افزار تصدیق گردید. با استفاده از نرم افزار یک شبکه شکستگی بزرگ مقیاس حل و نتایج آن بیانگر تصدیق وجود زمان و فشار بهینه و حدی در عملیات تزریق می باشد. کلمات کلیدی: تزریق، توده سنگ، ، پیشروی تزریق، خورند تزریق، مدل سازی فیزیکی، مدل سازی عددی، groutiut2d(lb).