Material and set-upFlow experiments

Material and set-up
Flow experiments were conducted on the model fractures reproduced from artificially-fractured seven rough rock fractures of a wide spread of lithological diversity. According to the results of thin section inspections under polarized microscope, very brief petrographic descriptions and average grain sizes of the rock materials are presented in Table 1. The reason for the selection of lithologically different rock samples was to be able to obtain a wide spectrum of fracture roughness types.
The cubical blocks of seven rock samples in the dimensions of
20 20 20 cm3 were subjected to indirect tensile stresses by
Table 1
means of a hydraulic press similar to Brazilian indirect tensile test. Once the tensile failure occurred, each block was fractured and almost-equally separated into two halves along a rough fracture plane (Fig. 1a). Next, one halve of the fractured blocks was replicated to the opaque moulds using white silicone mould-making rubber. Then, the other halve of the fractures was replicated to crystal clear transparent plastics by casting polyurethane transparent resin on the silicone rubber moulds under vacuum conditions. Thus, original rock fractures were modelled as white opaque silicone rubber lower parts and crystal clear transparent polyurethane upper parts. Considering the possibility of small deformations of the casted resin during its polymerization stage, which could cause unmated adjacent walls of model fractures, the polyurethane upper parts were remoulded with silicone rubber, as was previously recommended by Auradou et al. (2001). By means of this production technique, model fractures with perfectly matching adjacent surfaces, which are the mirror images of each other, were obtained (Fig. 1b). Fractures with mirror image rough surfaces were also used in the works by Wang et al. (1988) and Auradou et al. (2001). Three different samples of model fractures are shown in Fig. 2a. A detailed explanation of the model preparation can be found in Develi and Babadagli (submitted for publication).
Flow tests for different investigation purposes have widely been conducted in literature on various kinds of transparent model fractures. The representativeness of the models for the real rock samples can be questioned but the major goal of this paper is to provide visual evidence (supported by numerical values) and this entails the use of transparent models. The reason for the usage of transparent models rather than the originals has usually been the intension of flow visualization for better understanding the physics and hydromechanics of the process. As our models shown in Figs. 1 and 2 are the exact replicas of the fracture surfaces, they present the physics of the flow caused by the roughness at the field scale. The works by Yeo et al. (1998), Auradou et al. (2001), Murata et al. (2002) and Zimmerman et al. (2004) provide similar – visual – models to study different aspects of fracture flow.
Note that the upper part of the model is solid/stiff material and there is no porosity at all. The bottom part is rubber and the porosity is minimally low and the material is not permeable. Even the images shown in Fig. 3b indicate that any fluid just spread on the materials and there is not fluid take-up. Hence, the injected fluids never penetrate into the ‘‘matrix’’ part of fracture model and instead, flow in the fracture only as the silicone rubber and the transparent polyurethane resin used for the model production are purely impermeable materials when cured after casting. This was also observed by earlier studies. The model materials used by Murata et al. (2002) and Murata and Saito (2003) are very similar to what we used in our study, i.e., the lower and upper walls of the original rough fractures were made using silicone rubber and transparent acrylic resin, respectively. In fact, Murata et al. (2002) found silicone rubber as helpful to seal the fracture at both

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วัสดุและการติดตั้งได้ดำเนินการขั้นตอนการทดลองบนกระดูกหักแบบที่ทำขึ้นจาก fractured เหือดเจ็ดหินหยาบกระดูกหักของเป็นการแพร่กระจายความหลากหลาย lithological ตามผลการตรวจสอบส่วนบางภายใต้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ อธิบายสั้น ๆ petrographic และขนาดเมล็ดเฉลี่ยของวัสดุหินจะแสดงในตารางที่ 1 เหตุผลสำหรับการเลือกตัวอย่างหิน lithologically ต่าง ๆ ได้สามารถรับทำหลากหลายชนิดความหยาบบล็อก cubical หินตัวอย่างที่ 7 ในมิติของ20 20 20 cm3 ถูกต้องเครียดแรงดึงทางอ้อมโดยตารางที่ 1หมายถึงกด hydraulic คล้ายกับบราซิลทดสอบแรงดึงทางอ้อม เมื่อเกิดความล้มเหลวแรงดึง แต่ละบล็อคมี fractured และเกือบ เท่า ๆ กัน แบ่งออกเป็นสองซีกตามแนวระนาบทำให้หยาบ (Fig. 1a) ถัดไป หนึ่งองค์การที่ fractured บล็อกถูกจำลองแบบไปแม่พิมพ์ทึบแสงที่ใช้ยางแม่พิมพ์ทำซิลิโคนสีขาว แล้ว halve ของกระดูกหักถูกสำเนาไปพลาสติกโปร่งใส โดยหล่อยูรีเทเรซิ่นโปร่งใสบนแม่พิมพ์ยางซิลิโคนภายใต้สภาพสูญญากาศ ดังนั้น รอยแตกของหินเดิมถูกคือ แบบจำลองเป็นส่วนล่างของยางซิลิโคนทึบแสงสีขาวและใสโปร่งใสส่วนบนโพลียูรี พิจารณาความเป็นไปได้ของ deformations เล็กของเรซินหล่อระหว่างขั้น polymerization ซึ่งอาจทำให้เกิดกระดูกหักรุ่น unmated ติดผนัง polyurethane ส่วนบนมี remoulded ด้วยยางซิลิโคน ที่ก่อนหน้านี้ถูกแนะนำโดย Auradou et al. (2001) โดยเทคนิคนี้ผลิต กระดูกหักแบบ มีพื้นผิวติดตรงสมบูรณ์ ซึ่งเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน ได้รับ (Fig. 1b) กระดูกหัก มีพื้นผิวหยาบภาพกลับยังถูกใช้ในงานตามวังและ al. (1988) และ Auradou et al. (2001) มีแสดงตัวอย่างแตกต่างกันสามแบบจำลองกระดูกหักใน Fig. 2a คำอธิบายรายละเอียดของการจัดทำแบบจำลองที่สามารถพบได้ใน Develi และ Babadagli (ส่งตีพิมพ์)ขั้นตอนการทดสอบเพื่อการตรวจสอบแตกต่างกันที่วัตถุประสงค์ได้ดำเนินในวรรณคดีบนกระดูกหักแบบโปร่งใสชนิดต่าง ๆ อย่างกว้างขวาง สามารถสอบสวน representativeness ของโมเดลตัวอย่างหินจริง แต่เป้าหมายหลักของเอกสารนี้จะแสดงหลักฐานภาพ (สนับสนุน โดยค่าตัวเลข) และนี้มีการใช้รูปแบบโปร่งใส เหตุผลสำหรับการใช้งานของรุ่นโปร่งใสแทนที่เป็นต้นฉบับจะได้ไดของขั้นตอนการแสดงภาพประกอบเพลงสำหรับดีเข้าใจฟิสิกส์และ hydromechanics ของการ เป็นแบบจำลองของเราแสดงใน Figs. 1 และ 2 แบบจำลองพื้นผิวกระดูกแน่นอน พวกเขามีฟิสิกส์ของไหลที่เกิดจากความหยาบในระดับเขตข้อมูล งานโดย Yeo et al. (1998), Auradou และ al. (2001), แห่งร้อยเอ็ด al. (2002) และ Zimmerman et al. (2004) ให้คล้าย – ภาพ – โมเดลการศึกษาด้านต่าง ๆ ของขั้นตอนการทำหมายเหตุว่า ส่วนบนของแบบจำลองเป็นวัสดุแข็ง/แข็ง และมี porosity ไม่เลย ส่วนด้านล่างเป็นยาง และ porosity จะเป็นผ่าต่ำ และวัสดุไม่ใช่ permeable แม้ภาพที่แสดงใน Fig. 3b บ่งชี้ว่า น้ำมันใด ๆ เพียงแพร่กระจายบนวัสดุ และไม่ให้ของเหลวง่ายต่อ ดังนั้น ของเหลวฉีดไม่เจาะเข้าไปในส่วน ''เมตริกซ์ '' รุ่นกระดูก และแทน ลำดับในการทำเท่านั้นเป็นยางซิลิโคนและเรซิ่นโพลียูรีโปร่งใสที่ใช้สำหรับการผลิตแบบจำลอง เพียงอย่างเดียวการซึมผ่านของวัสดุเมื่อหายหลังจากหล่อ ยังนี้ถูกตรวจสอบ โดยการศึกษาก่อนหน้านี้ แบบจำลองวัสดุแห่งร้อยเอ็ด al. (2002) และแห่ง และ Saito (2003) จะคล้ายกับที่เราใช้ในการศึกษาของเรา เช่น ทำผนังด้านล่าง และด้านบนของกระดูกหักที่หยาบเดิมใช้ยางซิลิโคนและเรซิ่นอะครีลิคโปร่งใส ตามลำดับ ในความเป็นจริง ยางซิลิโคน (2002) ที่พบแห่งร้อยเอ็ด al. เป็นประโยชน์ปิดกระดูกที่ทั้ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วัสดุและการตั้งค่าการทดลองการไหลได้ดำเนินการในรูปแบบการทำซ้ำกระดูกหักจากเทียม-เจ็ดหักกระดูกหักร็อคคร่าวๆของการแพร่กระจายกว้างของความหลากหลาย lithological
ตามผลของการตรวจสอบบางส่วนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ขั้วคำอธิบาย petrographic สั้นมากและขนาดเม็ดเฉลี่ยของวัสดุหินถูกนำเสนอในตารางที่ 1 เหตุผลสำหรับการเลือกตัวอย่างหินที่แตกต่างกัน lithologically คือเพื่อให้สามารถที่จะได้รับคลื่นความถี่กว้างของ ชนิดขรุขระแตกหัก.
บล็อกลูกบาศก์เจ็ดตัวอย่างหินในมิติของ
20 20 20 cm3
ถูกยัดเยียดให้ความเครียดแรงดึงทางอ้อมจากตารางที่1
ความหมายของการกดไฮโดรลิกคล้ายกับการทดสอบแรงดึงทางอ้อมบราซิล เมื่อความล้มเหลวของแรงดึงที่เกิดขึ้นแต่ละบล็อกถูกหักและแยกเกือบเท่า ๆ กันออกเป็นสองส่วนตามแนวระนาบแตกหักหยาบ (รูป. 1a) ถัดไปหนึ่งลดลงครึ่งหนึ่งของตึกร้าวถูกจำลองแบบแม่พิมพ์ทึบแสงโดยใช้ยางทำแม่พิมพ์ซิลิโคนสีขาว จากนั้นลดลงครึ่งหนึ่งอื่น ๆ ของการเกิดกระดูกหักที่ถูกจำลองแบบไปคริสตัลพลาสติกโปร่งใสชัดเจนโดยการหล่อยูรีเทนเรซินโปร่งใสในแม่พิมพ์ยางซิลิโคนภายใต้เงื่อนไขที่สูญญากาศ ดังนั้นการเกิดกระดูกหักหินเดิมถูกจำลองเป็นยางซิลิโคนสีขาวขุ่นส่วนล่างและคริสตัลยูรีเทนที่ชัดเจนโปร่งใสส่วนบน พิจารณาความเป็นไปได้ของรูปร่างเล็ก ๆ ของเรซินหล่อในระหว่างขั้นตอนของพอลิเมอซึ่งอาจก่อให้เกิดกำแพงที่อยู่ติดกัน unmated ของกระดูกหักรุ่นยูรีเทนส่วนบนถูก remoulded กับยางซิลิโคนตามที่ได้แนะนำก่อนหน้านี้โดย Auradou et al, (2001) โดยวิธีการของเทคนิคการผลิตนี้เผือกรุ่นที่มีการจับคู่ที่ดีที่สุดที่พื้นผิวที่อยู่ติดกันซึ่งเป็นภาพสะท้อนของแต่ละอื่น ๆ ที่ได้รับ (รูป. 1b) กระดูกหักที่มีพื้นผิวขรุขระภาพสะท้อนในกระจกยังถูกนำมาใช้ในการทำงานโดย Wang et al, (1988) และ Auradou et al, (2001) สามตัวอย่างที่แตกต่างกันของกระดูกหักแบบจำลองจะแสดงในรูป 2a คำอธิบายรายละเอียดในการจัดทำรูปแบบที่สามารถพบได้ใน Develi และ Babadagli (ส่งสำหรับการตีพิมพ์).
การไหลการทดสอบการตรวจสอบเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางดำเนินการในหนังสือที่เกี่ยวกับชนิดของการเกิดกระดูกหักรูปแบบโปร่งใส มูลของแบบจำลองสำหรับตัวอย่างหินจริงสามารถสอบสวน แต่เป้าหมายหลักของการวิจัยนี้คือการให้หลักฐานภาพ (สนับสนุนโดยค่าตัวเลข) และรายละเอียดของรูปแบบการใช้งานที่โปร่งใส เหตุผลสำหรับการใช้งานรูปแบบโปร่งใสมากกว่าต้นฉบับที่ได้รับมักจะความตั้งใจของการสร้างภาพการไหลที่ดีกว่าสำหรับการทำความเข้าใจฟิสิกส์และ hydromechanics ของกระบวนการ ในฐานะที่เป็นรุ่นของเราแสดงให้เห็นในมะเดื่อ 1 และ 2 เป็นแบบจำลองที่แน่นอนของพื้นผิวการแตกหักที่พวกเขานำเสนอฟิสิกส์ของการไหลที่เกิดจากความขรุขระในระดับเขต ผลงานโดย Yeo et al, (1998), Auradou et al, (2001), et al, Murata (2002) และ Zimmerman et al, (2004) ให้คล้ายกัน - ภาพ - รูปแบบในการศึกษาด้านต่างๆของการไหลของการแตกหัก.
โปรดทราบว่าส่วนบนของรูปแบบเป็นวัสดุที่เป็นของแข็ง / แข็งและมีความพรุนที่ไม่ทั้งหมด ส่วนด้านล่างเป็นยางและเป็นรูพรุนน้อยที่สุดในระดับต่ำและวัสดุที่ไม่ดูดซึม แม้ภาพที่แสดงในรูป 3b ระบุว่าของเหลวใด ๆ เพียงแค่การแพร่กระจายบนวัสดุและไม่มีของเหลว take-up ดังนั้นของเหลวฉีดไม่เคยเจาะเข้าไปใน '' เมทริกซ์ '' ส่วนหนึ่งของรูปแบบการแตกหักและแทนที่จะไหลในการแตกหักเพียง แต่เป็นยางซิลิโคนและเรซินยูรีเทนใสใช้สำหรับการผลิตรูปแบบเป็นวัสดุที่ผ่านไม่ได้อย่างหมดจดเมื่อหายหลังจากหล่อ นอกจากนี้ยังพบว่าจากการศึกษาก่อนหน้านี้ วัสดุรูปแบบการใช้โดย Murata et al, (2002) และ Murata และไซโตะ (2003) จะคล้ายกันมากกับสิ่งที่เราใช้ในการศึกษาของเราคือผนังบนและล่างของกระดูกหักหยาบเดิมที่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ยางซิลิโคนและเรซินอะคริลิโปร่งใสตามลำดับ ในความเป็นจริง Murata et al, (2002) พบว่ายางซิลิโคนที่เป็นประโยชน์ในการปิดผนึกแตกหักทั้ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วัสดุและการตั้งค่าการทดลอง

ได้ดำเนินการในรูปแบบทำซ้ำจากกระดูกเทียมแตกเจ็ดหยาบหินแตกของการแพร่กระจายกว้างของความหลากหลายกรมทรัพยากรธรณี . ตามผลของการตรวจสอบ ส่วนบางภายใต้กล้องจุลทรรศน์ , คำอธิบายสั้นมากทางด้านศิลาวรรณาและเมล็ดเฉลี่ยขนาดของหินวัสดุจะถูกนำเสนอในตารางที่ 1เหตุผลสำหรับการเลือกตัวอย่างหินต่าง ๆ lithologically คือสามารถรับคลื่นความถี่กว้างของประเภทของการแตกหัก
บล็อกสามมิติเจ็ดหินตัวอย่างในมิติของ
20 20 20 cm3 ถูกแรงดึงทางอ้อมโดย

หมายถึง ตารางที่ 1 ของไฮดรอลิกดคล้ายกับบราซิลทางอ้อม แรงดึง ทดสอบ เมื่อความล้มเหลว แรงขึ้นแต่ละบล็อกก็หักและพอๆ กัน แบ่งเป็นสองซีกตามเครื่องบินแตกหยาบ ( รูปที่ 1A ) ถัดไป หนึ่งครึ่งหนึ่งของบล็อกแตกก็ซ้ำกับแม่พิมพ์ใช้สีขาวขุ่นซิลิโคนแม่พิมพ์ยาง จากนั้นอีกครึ่งหนึ่งของรอยแตกเป็นแบบพลาสติกใสให้ใสโดยการหล่อเรซิ่นใสซิลิโคนยางยูรีเทนในแม่พิมพ์ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งเดิมมีรอยแตกหินซึ่งเป็นสีขาวขุ่นและใสกว่า ส่วนซิลิโคนยางยูรีเทนใสบนชิ้นส่วนพิจารณาความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนรูปเล็กของหล่อเรซินในขั้นตอนของกระบวนการ ซึ่งอาจก่อให้เกิด unmated ติดผนังรูปแบบกระดูกหัก , ยูรีเทนบนชิ้นส่วน remoulded ด้วยซิลิโคนยาง ตามที่ได้เคยแนะนำ auradou et al . ( 2001 ) โดยใช้เทคนิคการผลิตนี้ แบบหักสมบูรณ์แบบที่ตรงกับพื้นผิวที่อยู่ติดกัน ,ซึ่งเป็นเงาของกันและกันได้ ( รูปที่ 1A ) ภาพกระจกแตกกับพื้นผิวขรุขระเพื่อใช้ในการทำงานโดย Wang et al . ( 1988 ) และ auradou et al . ( 2001 ) สามตัวอย่างที่แตกต่างกันของรูปแบบกระดูกหักจะแสดงในรูปที่ 2A . อธิบายรายละเอียดของรูปแบบการเตรียมความพร้อมสามารถพบได้ใน develi และ babadagli ( ส่ง
สิ่งพิมพ์ )การทดสอบการไหลเพื่อวัตถุประสงค์ในการสอบสวนที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางถูกดำเนินการในวรรณคดีในชนิดของกระดูกหักแบบโปร่งใส การ representativeness ของแบบในตัวอย่างหินจริงสามารถซักถาม แต่เป้าหมายหลักของบทความนี้คือเพื่อให้หลักฐานภาพ ( สนับสนุนโดยการคำนวณค่า ) และนี้ entails การใช้แบบโปร่งใสเหตุผลสำหรับการใช้แบบโปร่งใส มากกว่าต้นฉบับมักจะมีความตั้งใจของการไหลสำหรับความเข้าใจฟิสิกส์และ hydromechanics ของกระบวนการ ในฐานะที่เป็นรุ่นที่แสดงในผลมะเดื่อ . 1 และ 2 เป็นแบบจำลองที่แน่นอนของการพื้นผิวที่พวกเขาเสนอฟิสิกส์ของการไหลที่เกิดจากความขรุขระที่สนามขนาด ผลงานโดยโย et al . ( 1998 )auradou et al . ( 2001 ) , มู et al . ( 2002 ) และ ซิมเมอร์แมน et al . ( 2004 ) ให้ภาพที่คล้ายกัน––โมเดล เพื่อศึกษาลักษณะของการไหล
หมายเหตุที่ส่วนบนของแบบแข็ง / แข็งและวัสดุที่ไม่มีรูพรุนเลย ส่วนด้านล่างเป็นยางและมีความพรุนต่ำน้อยที่สุดและวัสดุไม่ซึม . แม้ภาพที่แสดงในฟิคทรีบี ระบุว่า ของเหลวเพิ่งเผยแพร่บนวัสดุใด ๆและมีไม่ใช้ของเหลว ดังนั้น การฉีดของเหลวไม่เจาะเข้าไปในส่วนของ ' ' ' 'matrix แตกรุ่น แทน การไหลในหักเท่านั้น เป็นซิลิโคน ยาง และ เรซินยูรีเทนใสใช้สำหรับรูปแบบการผลิตเป็นวัสดุหมดจดไม่ได้ เมื่อหายหลังจากที่หล่อนี้พบว่าจากการศึกษาก่อนหน้านี้ . รูปแบบวัสดุที่ใช้โดย Murata และคณะ ( 2002 ) และมูราตะและไซโตะ ( 2003 ) จะคล้ายกันมากกับสิ่งที่เราใช้ในการศึกษาของเรา เช่น ล่างและผนังด้านบนของเดิมที่หยาบแตกให้ใช้ซิลิโคนยางและเรซิน สีอคิลิคใส ตามลำดับ ในความเป็นจริง มุรธา et al .( 2002 ) พบว่า ซิลิโคน ยาง เป็นประโยชน์ในการปิดผนึกรอยแตกทั้งสอง