作者:薛伟超; 李艳增 期刊:《煤矿安全》 2019年第12期
以松藻矿区为例,采用RFPA软件,模拟分析单孔定向预置缝槽控制压裂煤层在不同缝槽长度、不同缝槽与地应力分量夹角条件下水压裂缝的扩展规律。研究表明:预置缝槽钻孔能够有效降低钻孔附近煤层水力压裂的破裂压力和裂缝稳定扩展压力并增大裂缝扩展范围,裂缝范围最大可提高至常规钻孔的2倍。
作者:王飞阳; 黄去伟; 张东明; 孙龑 期刊:《建筑结构学报》 2019年第12期
为了研究既有裂缝及其扩展对服役混凝土结构力学性能的影响,建立了以随机骨料和黏结单元为基础的细观结构黏聚区模型,并进一步建立了带裂缝混凝土梁的一致多尺度等效模型。在开裂区域引入符合牵引分离准则的黏结单元来考虑裂缝的随机扩展,通过随机骨料投放来模拟骨料、砂浆等混凝土的细观结构组成。采用已有试验结果对细观结构黏聚区模型进行了验证,该方法能够模拟混凝土裂缝的随机扩展及其应力-应变全过程曲线。然后,对不同裂缝深...
作者:衡帅; 刘晓; 李贤忠; 张小东; 杨春和 期刊:《岩石力学与工程学报》 2019年第10期
为深入认识张拉作用下页岩裂缝的扩展演化机制及其层理方向效应,通过三点弯曲和巴西劈裂试验,系统研究张拉作用下不同层理方位页岩裂缝的扩展演化形态,探讨裂缝的扩展演化机制及其层理方向效应。结果表明:(1)三点弯曲时,裂缝沿Arrester方位扩展时,会出现弱层理开裂和断裂路径偏移,易分叉、转向形成复杂的扩展形态;裂缝沿Divider方位扩展时,会出现断裂路径偏移,易剪切转向;裂缝沿层理扩展时,断裂路径为层理,较平直,无转向现象。(2)...
作者:梁冰; 岳鹭飞; 孙维吉 期刊:《海相油气地质》 2019年第04期
页岩的矿物组分和微观结构对于水力压裂中裂缝的产生和扩展有重要影响。采用微分等效模量模型的方法建立页岩微观物理模型,基于扩展有限元法,从矿物组分的角度对水力压裂造成的裂缝扩展进行数值模拟分析。模拟结果表明,裂缝最先在遇到石英矿物时开始扩展,裂缝在石英矿物内的宽度和孔隙压力整体上都大于黄铁矿,页岩中的石英矿物更有利于裂缝的扩展。根据模拟结果,在页岩气开发时,应优先选择石英矿物含量较高的页岩层。
作者:高强; 曹函; 王天一; 张政; 彭灿威 期刊:《地质科技情报》 2019年第05期
为了研究页岩三轴加载条件下低渗储层中水力裂缝的特征,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对象,采用自行研制的三轴加载水力压裂试验装置进行了水力压裂裂缝扩展试验,在不同环压和流量下,对裂缝扩展过程中的缝内水压、声发射特征参数进行了监测,并分析裂缝的形态。研究结果显示:(1)由试样水压曲线可知,随着环压增大,水压曲线峰值、试样起裂压力值增大;从时间上则表现为水压波动时间变短、实际裂缝贯通时间增长;随环压(压差)的增...
作者:吴岳; 王中原; 陈姿君 期刊:《煤矿安全》 2019年第09期
为了更好地对深井围岩中的微小裂隙进行注浆封堵,利用ABAQUS数值模拟软件,基于水力压裂理论,以靖边地区深为1 500 m左右的砂岩为例,通过建立水力压裂数值模型,对裂隙的扩展情况进行模拟。结论表明:在地应力、水力压力、弹性模量的影响下,裂隙的扩展具有明显规律性,而天然裂缝对裂隙扩展的影响较小。
作者:郝家兴; 刘垒 期刊:《能源技术与管理》 2019年第06期
以圆柱型原煤试件为研究对象开展水力压裂以及渗流实验研究,研究结果表明:原煤水力压裂过程中裂缝扩展方向由层理方向以及应力差共同决定,并且压裂后煤样的渗透率与有效应力之间依然存在着负指数函数关系.此外,在没有形成贯穿裂缝的前提下,原煤水力压裂前后渗透率的增幅与水压裂缝和煤体层理面间的夹角直接相关.
作者:颜丹平; 周美夫; 田崇鲁; 汪昌亮; 张建增; 郭庆银; 马寅生; 董铁柱 期刊:《地质学报》 2005年第05期
以南华北盆地户部寨第三系沙河阶组粉砂岩低渗透储层为例,总结了其中发育的5种类型构造裂缝组合,即:①南北向雁形张节理组成的共轭剪节理带;②东西向雁形张节理组成的共轭剪节理带;③缠结状多组剪切构造裂缝;④组合状交切的多组剪切构造裂缝及张裂缝;⑤散状无序排列的构造裂缝.在此基础上,建立光弹性试验构造物理模型,沿现应力场96°方向,均匀地对该模型逐步增加外载力.结果表明,沿各组合裂缝尖端分别形成对称于裂缝走向、且主轴垂...
作者:吴永; 何思明; 李新坡; 许强; 王东坡 期刊:《工程科学与技术》 2015年第06期
高海拔极寒山体危岩的失稳崩塌是川藏山区最常见的山地灾害类型之一,但目前有关其力学机制还不清晰,难以很好地进行诊断和防治。为此,基于川藏高寒危岩体实际结构特征,借助岩石力学及断裂力学知识,构建了高寒危岩裂缝的冰胀力表达,分析了不同危岩体裂缝的断裂模式、启裂条件和扩展方向,并给出了扩展量的计算方法,明晰了高寒裂缝冰胀力诱发岩体崩塌的力学机制。算例分析表明,在环境升温幅度大于临界温升后,冰裂缝开始扩展,并最终在...
作者:姚军; 孙致学; 张凯; 曾青冬; 严侠; 张敏 期刊:《石油科学通报》 2016年第01期
非常规油气藏具有岩石致密、孔隙度和渗透率极低、孔隙类型具有多尺度性、强非均质性以及储量丰度低等地质特征,通常采用水平井和大规模'超级'分段压裂的井工厂模式再造一个缝网发育的'人工油气藏'而实现集约化高效开发。本文从高效开发的角度阐述了非常规油气藏开发过程中的工程科学问题:(1)考虑应力场和储层孔隙类型多尺度的地质建模问题(初始建模和压后二次建模);(2)非常规油气藏的裂缝扩展数值模拟问题;(3)非常规油气藏的生产...
作者:张守江; 郑恒; 穆景福; 乔红军; 张永飞 期刊:《油气井测试》 2017年第03期
为解决水力压裂簇间距优化问题,以有限元方法为基础,建立了3D裂缝扩展模型来模拟分段多簇压裂过程中裂缝同步扩展过程,以此模拟不同簇间距条件下裂缝扩展几何形态和裂缝扩展过程中诱导应力场的干扰作用。研究发现,裂缝扩展过程中在裂缝附近会产生应力转向区,簇间距过密会导致裂缝同步扩展过程中中间裂缝的扩展受到抑制;而较大的簇间距会使得应力转向区范围过小,不利于地层中缝网的形成。以W5致密气藏为对象,分别就簇间距为...
作者:冯新庆 期刊:《山西能源学院学报》 2019年第04期
本文针对厚硬顶板难以自行垮落等问题,提出采用定向水力致裂技术处理。对定向裂隙的起裂机理、水在定向裂缝中的渗流特点进行了理论分析,同时对定向切槽钻孔和未切槽钻孔中,裂缝的扩展演化过程进行了数值模拟研究,研究结果具有一定的参考价值。
作者:王成启 期刊:《混凝土与水泥制品》 2010年第06期
由混凝土裂缝的扩展过程,建立了不同几何尺寸混杂纤维混凝土增强作用的物理模型,并用试验结果进行了验证。结果表明,模型与试验结果是一致的,可为几何混杂纤维混凝土的材料设计提供一定的理论基础。
作者:赵军; 叶李斌; 金凌志 期刊:《混凝土与水泥制品》 2014年第09期
为研究麻布纤维对水泥砂浆裂缝扩展的控制效果及实用性,通过试验并结合ANSYS软件模拟,研究了麻布纤维对水泥砂浆裂纹扩展与强度的影响。结果表明:适量麻布纤维对提高水泥浆体的强度及控制裂缝的发展效果显著,具有实际应用价值;不同的麻布纤维掺量对水泥砂浆强度和裂缝的影响效果不同。
基于ANSYS有限元模拟软件,通过定义微观单元的渗流-损伤行为,建立水平储层垂直井水力压裂物理模型,计算不同地质条件下的裂缝扩展形态。计算结果表明:裂缝扩展方向受主压应力方向控制,也受到储层均质度和应力比的影响。
作者:石春香; 王远洋 期刊:《应用力学学报》 2018年第01期
在键型近场动力学原理、数值计算方法的基础上,模拟分析了无预设裂缝二维板结构在承受准静态拉伸、压缩、剪切速度边界条件下板内裂缝的形成与扩展,也分析了有预设裂缝二维板结构在快速拉伸速度边界条件下板内裂缝的形成与扩展。结果表明,键型近场动力学在两种结构状态的不同边界条件下都能捕捉到板内裂缝复杂的发展过程,而且在模拟过程中裂纹自然扩展,能准确反映宏观材料渐进破坏过程中的细微观结构变化过程。
作者:张庆海; 金能龙; 张胜; 谷淡平 期刊:《公路》 2019年第10期
在浅埋、偏压等不利地质条件下隧道衬砌结构易发生开裂、渗漏水等病害,衬砌开裂及渗漏水的存在降低了结构的耐久性和承载力,影响结构的安全使用性能。为分析浅埋偏压条件下隧道衬砌结构受力变形特征及稳定性情况,基于扩展有限元原理,采用ABAQUS软件对不同的上覆岩层厚度条件下隧道衬砌结构空间受力特征、裂缝扩展情况及混凝土单元损伤失效程度等进行了模拟分析。研究结果表明,在浅埋偏压条件下,当上覆岩层厚度未超过7m时,隧道衬砌...
作者:于慧; 王昕; 崔振东; 韩伟歌; 张建勇; 王燚钊 期刊:《工程地质学报》 2019年第02期
二氧化碳地质封存技术是一种减少二氧化碳排放量的有效方式。砂岩透镜体具有良好的储-盖组合,是较为理想的二氧化碳封存场址。砂岩透镜体中注入超临界二氧化碳引起的裂缝萌生、扩展、演化等一系列复杂问题直接决定着封存的安全性。利用ABAQUS数值模拟软件,基于扩展有限元法(XFEM)建立流-固耦合模型,通过将超临界二氧化碳注入砂岩透镜体,观察透镜体内部砂岩储层裂缝破裂过程。数值模拟研究得出结论:在透镜体产状不同的条件下,倾斜透...
作者:苏建政; 李凤霞; 周彤 期刊:《石油与天然气地质》 2019年第03期
目前超临界CO2压裂技术尚不成熟,裂缝形成与扩展机理尚不明确。为深入认识超临界CO2压裂裂缝延伸规律及空间形态,基于位移间断边界元方法,通过引入Pen-Robinson方程来实现超临界CO2压裂过程的模拟。结合室内物理模拟实验,初步探讨了页岩储层水力压裂与超临界CO2压裂裂缝扩展形态的差异。研究结果表明,由于超临界CO2的扩散性及良好的渗透能力,通过增加围岩孔隙压力,从而减少了地应力对裂缝扩展的约束,使裂缝起裂压力低于水力压裂。...
作者:黄立葵; 沈庆; 张攀 期刊:《公路工程》 2019年第03期
基于断裂能释放率改进的Paris公式,应用新近发展的扩展有限元方法建立了疲劳裂缝动态扩展模型。该模型将裂缝疲劳扩展分为三个阶段,每个阶段都有相应的参数控制,可实现对疲劳裂缝起裂、稳定扩展、失稳扩展等过程的准确描述。采用该模型和XFEM技术对一种沥青混合料半圆弯曲疲劳裂缝扩展试验进行了模拟分析。结果表明,在循环荷载作用下,半圆弯曲试件中裂缝尖端能够自由地穿过有限元单元内部动态地扩展,裂缝扩展长度随循环荷载作用次...