haku: @keyword heat / yhteensä: 4
viite: 1 / 4
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Rantanen, Tuomas |
| Työn nimi: | Effect of overcoring induced heat on LVDT stress measurements |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2013 |
| Sivut: | 71 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos |
| Oppiaine: | Kalliorakentaminen (Rak-32) |
| Valvoja: | Rinne, Mikael |
| Ohjaaja: | Siren, Topias |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | overcoring rock stress heat jännitystilamittaus lämpövaikutus irtikairaus |
| Tiivistelmä (fin): | Posiva Oy on kehittänyt irtikairaukseen perustuvan kallion jännitystilamittauslaitteen. Tämä LVDT-kenno mittaa kivisylinterin radiaalisia muodonmuutoksia kun siinä olevat jännitykset purkautuvat irtikairauksen seurauksena. Irtikairausmenetelmät ovat alttiita kairauksen yhteydessä syntyville lämpövaikutuksille. Tässä työssä on keskitytty mittaamaan irtikairauksen aiheuttama lämpötilakenttä kivisylinterissä, sekä arvioitu lämpölaajenemisen aiheuttamia radiaalisiirtymiä numeerisen mallinnuksen avulla. Lämpötilaa mitattiin irtikairauksen aikana ja sen jälkeen 20 mittapisteestä, diplomityön yhteydessä erityisesti tähän tarkoitukseen suunnitellulla ja rakennetulla mittalaitteella. Osassa kokeita mitattiin myös lämpötila kivestä välittömästi kairaterän edessä vinoihin porareikiin asennetuilla lämpötila-antureilla. Työssä tehtiin seitsemän irtikairauskoetta kahdessa eri kivilajissa vaihtelevilla syvyyksillä. Testatut kivilajit olivat juonigneissi (VGN) ja pegmatiittinen graniitti (PGR). Mitatut lämpötilannousut vaihtelivat maksimissaan välillä 3.7 °C (VGN) - 14.5 °C (PGR). Molemmissa kivilajeissa kivisylinterin jäähtyminen ympäristön lämpötilaan kesti noin kuusi tuntia irtikairauksen suorittamisesta. Syvemmällä sijaitsevien lämpötila-antureiden havaittiin mittaavaan korkeampia maksimiarvoja lämpötilannousulle. Numeerinen mallinnus jaettiin lämpömallinnukseen ja yhdistettyyn lämpö- ja mekaaniseen mallinnukseen. Lämpömallinnuksen avulla luotiin ylikairausta vastaava ajasta riippuva lämpötilamälli. Tätä mallia käytettiin yhdistetyssä mallinnuksessa irtikairauksen aiheuttamien lämpötilasta riippuvien radiaalisiirtymien suuruuden arviointiin. Mallinnuksen tulokset osoittavat radiaalisiirtymän olevan maksimissaan 3.57 µm juonigneississä suoritetussa irtikairauksessa, sekä 9.84 µm graniitissa suoritetussa irtikairauksessa. Tulosten perusteella on suositeltavaa mitata LVDT-kennolla vähintään neljä tuntia irtikairauksen jälkeen jotta voidaan varmistua tulosten olevan riippumattomia lämpötilavaikutuksista. Lisäksi todettiin, että koska LVDT-kenno on varustettu lämpötila-anturilla, voisi mitatun lämpötila- ja siirtymätiedon avulla kompensoida lämpötilavaikutuksia. Näin ollen mittauksen voisi lopettaa jopa alle tunnin kuluttua irtikairauksen suorittamisesta. |
| Tiivistelmä (eng): | A new over coring based rock stress measuring device called LVDT-cell has been developed for Posiva Oy. LVDT-cell measures radial deformation of a rock cylinder due to release of stresses as it is over cored. Over coring based rock stress measuring methods are susceptible to temperature effects. This work is focused on measuring the temperature field during and after the over coring and evaluating the magnitude of radial displacement caused by thermal expansion of the over cored rock cylinder using numerical simulation. Temperature field was measured from pilot hole wall surface from 20 measuring points with a specially constructed device. In three tests eight additional sensors were installed in front of advancing over coring drill bit from angled drill holes. These sensors were used to measure over coring induced heat from the rock right under the over coring drill bit. Total of seven over coring tests were done in two different rock types at variable depths from tunnel wall. Tested rock types were veined gneiss (VGN) and pegmatitic granite (PGR). Measured maximum temperature increase on the pilot hole wall varied from 3.7 °C (VGN) to 14.5 °C (PGR). In both rock types the rock cylinder cooled to ambient temperature in about six hours. Sensors located deeper in the pilot hole measured higher maximum temperatures in tests performed in VGN. Numerical simulations were divided to thermal simulation and coupled thermo-mechanical simulation. Thermal simulation was used to develop a transient heating power model of the over coring process. This model was then used in coupled simulation to assess the magnitude of radial displacement of the rock cylinder during over coring. Results of the numerical simulations indicate maximum radial displacement of 3.57 µm for over coring performed in VGN and 9.84 µm for over coring performed in PGR. Difference is explained by larger heat production in PGR. According to simulations, it is suggested to not take final readings from LVDT-cell until after four hours of cooling time if the results are not to be temperature corrected. It is also concluded, that as the LVDT-cell is equipped with a temperature sensor, temperature and displacement data could be used to compensate for the temperature effects. This way it could be possible to retrieve the LVDT-cell from the pilot hole as early as an hour after the over coring. |
| ED: | 2013-09-24 |
INSSI tietueen numero: 47240
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI