پارامترهاي مؤثر بر فشار شكست در آزمون شكست هيدروليكي، مدل‌سازي به روش تفاضل محدود

اگرچه شكست هيدروليكي داراي كاربردهاي فراواني مي باشد اما فشار شكست بدست آمده از پروسه شكست هيدروليكي داراي اهميت فراواني است، از اين جهت كه اين فشار به تنش هاي برجاي محيطي ارتباط پيدا مي كند. در شكست هيدروليكي سيال در طي زمان، به درون يك گمانه تزريق مي شود تا زمانيكه فشار آن به حدي برسد كه در جدار گمانه شكست كششي رخ دهد. فشار سيال درون گمانه، در لحظه رخداد شكست را فشار شكست مي گويند كه معادل است با نقطه پيك بدست آمده از منحني فشارزمان. روابط ساده و كلاسيكي وجود دارد كه فشار شكست را به تنش هاي برجاي محيطي ارتباط مي دهد و تخمين تنش هاي برجا از چالش هاي مهم در ژئومكانيك مي باشد. در اين مقاله به مدل سازي شكست هيدروليكي با استفاده از شبكه تفاضل محدود پرداخته مي شود. مدلسازي به صورت دوبعدي با فرض كرنش مسطح مي باشد. هدف از مدلسازي بررسي بر روي پارامترهاي موثر بر فشار شكست مي باشد، پارامترهايي كه در روابط كلاسيك وجود ندارند اما موثر بر فشار شكست هستند. پس از صحت سنجي مدل و مطابق با نتايج اين مقاله فشار شكست نه تنها به تنش هاي برجا و مقاومت كششي سنگ ارتباط دارد، بلكه شعاع گمان هاي كه در آن شكست انجام مي شود و ترك هاي از قبل موجود در جدار گمانه پارامترهايي موثر در شكست هيدروليكي و فشار شكست هستند. تغييرات شعاع گمانه در حالت تنش هاي برجاي همسان، تأثيري بر فشار شكست ندارد، اما در حالت تنشهاي ناهمسان، افزايش شعاع گمانه موجب كاهش فشار شكست ميشود و با افزايش تنش انحرافي (اختلاف بين تنش هاي برجا،) نرخ كاهش فشار شكست نيز افزايش مي يابد.