Bir konu kafamda netlesmedi, doktora sirasinda dort donmustum simdi tekrar onumde. Konvansiyonel triaxial'da hep sigma1>sigma2=sigma3 yapariz, "compression mode". Ama gercek 3 boyutlu gerilme halinin diger ucu sigma1=sigma2>sigma3, yani "extension mode" — Lode acisi theta_L = +30. Klasik kompresyon ise theta_L = -30. Aradaki butun stress hallari sigma2'nin sigma1 ile sigma3 arasinda nerede oturduguna gore.

Karadeniz acigindaki tuz diapir cap-rock projesi onumde. Cap-rock anhidrit-marn, alt taraftaki tuz hareketinden kaynakli yatay uzanma var, in-situ sigma_v ~ sigma_h_max > sigma_h_min — yani sigma1 = sigma_v ve sigma2 = sigma_h_max'in birbirine yakin oldugu, sigma3 = sigma_h_min'in dustugu bir hal. Klasik triaxial (sigma2=sigma3) ile bu davranisi yakalayamayacagim, cap-rock'in dayanimini overestimate edecegim.

Sorum cifte: (1) sigma1=sigma2>sigma3 stres durumu konvansiyonel hucrede nasil simule edilir, edilebilir mi? (2) Hoek-Brown veya Mohr-Coulomb gibi izotropik kriterler theta_L = +30 durumunu nasil ele alir, fark var mi? Mogi-Coulomb'u 002'de tartismistik ama o intermediate stress'in genel etkisiydi, bu sefer spesifik olarak sigma1=sigma2 ucundayim.

Ezgi, sorunun teknik niteligi yuksek, bir bir cevaplayayim.

Konvansiyonel triaxial hucresi (Hoek hucresi, ASTM D7012) sigma2 = sigma3 zorunlulugu fiziksel: hucre yagi tum lateral yuzeylere ayni basinci verir. sigma1 = sigma2 > sigma3 stres halini yakalamak icin "true triaxial cell" gerek — uc bagimsiz eksende uc farkli yuk uygulayan kup veya prizmatik numune cihazlari. Mogi 1971'in cihazi orijinal, sonra Haimson grubunun KTB granit deneylerinde (Chang & Haimson 2000) modern bir versiyonu var. Turkiye'de calisan true triaxial cihaz ITU'da BAP ile alinmis biri var, sinirli, baska yerde yok bildigim kadariyla.

Klasik Hoek-Brown ve Mohr-Coulomb sigma2'yi tamamen yok sayar, yani theta_L'den bagimsizdir. Ayni zarfi hem +30 hem -30 icin verir, ki gercek davranis farkli. Drucker-Prager kismen yakalar (oktahedral kesme uzerinden) ama ozellikle kayada validasyon zayif. Lade-Duncan veya Matsuoka-Nakai daha iyidir, mi/sigma_ci yerine I1, J2, J3 invariantlariyla calisir.

ank_ezgi yazdi:

cap-rock anhidrit-marn... sigma2 = sigma_h_max'in birbirine yakin oldugu

Tuz diapir cap-rock'inda durum daha da ilginc cunku tuz creep ile yan basinclari neredeyse "isotropic horizontal" hale getiriyor zaman icinde. Yani sigma_h_max ~ sigma_h_min olabilir, ama sen sigma_h_max ile sigma_h_min arasinda fark gozlemlemissen demek ki tuz hareketi devam ediyor veya cap-rock'i tektonik bir yon de etkiliyor. Sondaj yakininda hidrolik fracturing veya extended leak-off testi var mi, in-situ sigma_h'leri direkt olcen?

Sigma2 etkisi anhidrit gibi brittle kayalarda %15-25, marn gibi daha sunek kayalarda %5-10 mertebesinde dayanim artisi getirir (Mogi 1971 deri seti). Cap-rock anhidrit-marn alternasyonu ise marn katmanin sigma2 etkisini sogurmasi mumkun.

Harun, mini-frac iki kuyuda yapilmis, sigma_h_min raporda var (~ 28 MPa, 1850 m derinlikte). sigma_h_max dogrudan olculmemis ama wellbore breakout analizinden ~ 35 MPa tahmin ediliyor. sigma_v = 42 MPa. Yani sigma_v > sigma_H > sigma_h, klasik strike-slip rejimi. Sigma1 = sigma_v ama sigma2 = 35, sigma3 = 28, theta_L hesaplandiginda yaklasik +12 derece, yani extension'a yakin ama tam +30 degil.

Bu durumda klasik triaxial'in (theta_L = -30) verdigi dayanim ile gercek (theta_L = +12) durum arasindaki sapma %10-15 mertebesinde ihtimal. Az gibi gozukuyor ama derin kuyu cap-rock integritesi icin %10 fark "sizinti var / yok" demek.

Wellbore breakout uzerinden sigma_H tahmini iyi yapilmis ama hata payi +/- %20-30, Zoback 2007 kitabindaki uyari kismini hatirlat. theta_L hesabinin kendisi de bu hatadan etkilenir. Ezgi sen rapora sigma2'nin belirsizligini de mutlaka koy, "theta_L = +12 +/- 10 derece" gibi.

Pratik tavsiyem: konvansiyonel triaxial'i yap, ama paralel olarak uniaxial extension testi de yap (sigma1 = sigma_eksenel < 0, "tek eksenli cekme" — Brazilian disk degil, dogrudan tension grip). Iki ucu olcursen ortadaki davranisi enterpole edebilirsin. Hoek-Brown'in tensile cutoff parametresini (sigma_t = -s*sigma_ci/mb) bu olcumden direkt kalibre edersin, theta_L bagimliligi kismen telafi olur.

17 yildir mesai yapan bir agabey olarak soyleyeyim, bu Lode acisi muhabbeti akademik tarafta dogru ama sahaya inerken 5-10'lu hata payinin altinda kayboluyor. Tasarim guvenlik faktoru zaten 1.5-2.0 mertebesinde, theta_L'in getirdigi %10-15'lik fark icine girer.

Ama Ezgi, senin projende cap-rock integrity hesabi yapacaksan bu fark kritik — guvenlik faktoru 1.0'a yakin calisirsiniz orada (size-or-no-sizinti). O yuzden hakli bir endise. Konvansiyonel triaxial + uniaxial tension + literatur 3D kriter (Lade-Duncan veya Mogi-Coulomb) kombinasyonu bence doyurucu olur. True triaxial'a kalkismak Karadeniz acigi projesi icin yurt disi 6-9 ay surer, butce zorlanir.

Lode acisi diyince bende Lode dergisi nostaljisi oluyor, sevdigim bir adam vardi onun sayfasinda. Triaxial extension ile alakasi yok ama bu konu ne aslan agzinda iyi gercekten.

Tuz diapir cap-rock dedin Karadeniz aciginda. Karot yalan soylemez ama tuz bayagi yalanci, sicaklik baliklayinca creep yapar, gunlerde santimetrelerce hareket eder. Sondajda anhidrit-marn karoti aldiniz mi peki, eldeki numune kac metrelik?

KarotCu_Murat yazdi:

eldeki numune kac metrelik?

Murat abi, iki kuyudan toplam 18 m anhidrit-marn karotu var, %85 recovery. Triaxial icin uygun L/D=2-2.5'a kestirebilecegim 12 numune cikar. Konvansiyonel set icin yeterli, ama uniaxial tension icin ayri kesim gerek (dumbbell sekilli, daha az kaybolmaz).

Bir yaklasim daha: konvansiyonel triaxial verisini Lade-Duncan veya Mogi-Coulomb kriterine fit edip, sonra theta_L = +12 acisina dogru "rotation" ile beklenen sigma1'i hesaplayabilirsin. Bu en az veriyle 3D extrapolasyon, ek deney gerekmez ama matematiksel varsayim agir. Lade 1977'nin orijinal paper'i (JGED 103) bu donusumu acikliyor, formul birkac satir.

Yan etki: kayanin gercekten Lade-Duncan'i takip ettigini varsayiyorsun. Anhidrit icin literatur Lade-Duncan validasyonu zayif, marn icin neredeyse yok. Yani belirsizlik buyuk.

Pratik tasarim acisindan sunu hatirlatayim: derin offshore cap-rock projelerinde true triaxial verisi olmadan da rapor yazilabilir, bunu yurt disindaki major operator'lar (Shell, Equinor) yapiyor. Standart pratik konvansiyonel triaxial + numerik sensitivity analysis: FLAC3D veya ABAQUS'te modelin Lode acisina duyarliligini ayri bir senaryo seti olarak veriyorsun. Tasarimci risk-tabanli karar veriyor.

Operator tarafi seninle calisirken bu yontemi sorabilirsin, ne onerirler? Fugro, RPS, Geosyntec gibi danismanlar genelde sensitivity analizi ile yetinir.

Egemen, operator TPAO ile dogrudan calisiyorum, alt-yuklenicim Fugro Geo. Onlarin metodoloji dokumaninda Lade-Duncan + sensitivity analysis var, dogru rota. Ben fazla dusunmusum belki de.

Ezgi, fazla dusundugun degil — meslektaslar genelde az dusunuyor. Sen bu kadar Lode acisi sorgulamasi yapip rapora not duserek yazdiginda, gercekten dolu rapor cikariyorsun. 10 yil sonra bu rapora bakan biri "bu adam isini hakkiyla yapmis" diyecek.

Bir son not: Plaxis'te "Modified Hoek-Brown" material modelinde Lode acisi duyarliligi yok. FLAC3D'de "Hoek-Brown with c-tensile cutoff" ayni. Sigma2 etkisini modellemek icin ya kullanici-tanimli model (Plaxis UDSM, FLAC FISH) ya da ABAQUS user subroutine sart. Bu da projenin yazilim tarafini ekler.

Konuyu sessizce takip ediyorum, Karadeniz acigindaki cap-rock ile bizim Trabzon-Rize karasal bazaltinin yorumlanmasi cok farkli ama Ezgi'nin Lode acisi sorusu beni de uyandirdi. Klasik triaxial ile her isi cozdugumuzu sanmak yeterli olmuyormus demek ki.

Bir daha rapor yazarken sigma2 hakkinda ne dusunduguma kafa yorucam.

Toparlayayim: konvansiyonel triaxial 12 numunede (sigma3 = 5/15/25/35 MPa, derinlik in-situ aralik), 3 dumbbell uniaxial tension test, Lade-Duncan kriterine fit, theta_L = +12 +/- 10 senaryosu icin sensitivity analizi (Fugro metodolojisi). True triaxial yurt disina kalmiyor, sensitivity yeter. Cap-rock integrity hesabi raporda iki senaryo sutunu olarak sunulacak.

Iksa, Mehmet abi, herkes — cok sagolun, kafam netlesti. Bu konuyu deva ettirdiginiz icin tesekkur.