定面射孔新工艺对水力裂缝扩展影响研究 被引量：10

1

作者 王素玲 隋旭 朱永超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3393-3400,共8页

定面射孔技术是为了提高体积压裂改造效果而提出的一种新的射孔方案。根据岩石力学及流-固耦合理论,建立了定面射孔地层的三维弹塑性流固-耦合地应力模型,采用数值方法进行求解,结合最大拉应力准则,研究了定面射孔水力裂缝的起裂规律。... 定面射孔技术是为了提高体积压裂改造效果而提出的一种新的射孔方案。根据岩石力学及流-固耦合理论,建立了定面射孔地层的三维弹塑性流固-耦合地应力模型,采用数值方法进行求解,结合最大拉应力准则,研究了定面射孔水力裂缝的起裂规律。经过大量计算发现:定面射孔条件下,裂缝首先在射孔面内的射孔眼起裂,然后射孔眼相互贯通而形成扇形裂缝面,增大了水力裂缝的波及体积及井筒的连通性;同一平面内两侧孔眼在中间孔眼上产生的附加应力降低了Y方向主应力而增大了X方向和Z方向主应力,导致正断层采用定面射孔时,起裂压力较大,起裂压力随射孔方位角的增大而降低,只有当射孔方位角大于60°时,定面射孔起裂压力低于螺旋射孔起裂压力;对于逆断层,射孔方位角越小,起裂压力越低,且均低于螺旋射孔起裂压力;减小射孔间夹角、增大射孔直径及深度均可降低起裂压力。 展开更多

关键词 定面射孔 流固耦合 起裂压力 裂缝形态 数值分析

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江苏海安地区三个压力预测软件的应用

2

作者 张广垠 由宏君 张宗林 《西部探矿工程》 CAS 2004年第7期66-67,共2页

主要介绍了三个压力 (包括地层孔隙压力、地层坍塌压力和地层破裂压力 )预测软件在海安地区的应用 ,通过应用该软件不但有效地解决了深层井难于开发的问题 ,而且还可以较准确地预测井下地层的真实压力 。

关键词 三个压力 地层孔隙压力 地层破裂压力 地层坍塌压力

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孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术探讨 被引量：6

3

作者 王春健 《江西煤炭科技》 2022年第1期78-81,共4页

以正利煤业14^(-1)105孤岛工作面为工程实例;针对沿空巷道变形严重等问题,采用理论分析及工程经验等研究手段,探讨分析了沿空掘巷支护与窄煤柱的稳定性,选定最佳煤柱宽度宜为5~6 m;对顶板实施纵向预裂卸压,拟定了预裂卸压具体技术参数;... 以正利煤业14^(-1)105孤岛工作面为工程实例;针对沿空巷道变形严重等问题,采用理论分析及工程经验等研究手段,探讨分析了沿空掘巷支护与窄煤柱的稳定性,选定最佳煤柱宽度宜为5~6 m;对顶板实施纵向预裂卸压,拟定了预裂卸压具体技术参数;通过井下工作面应用实践,该技术方案能够有效保障巷道的安全稳定。 展开更多

关键词 孤岛工作面 窄煤柱 预裂卸压 围岩控制

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基于弥散式裂缝模型的水力压裂研究 被引量：3

4

作者 赵鹏 谢凌志 +1 位作者 杨春和 郭印同 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期2593-2600,共8页

针对水力压裂数值模拟中传统分离式裂缝模型计算量大、需要预置裂缝及扩展路径等缺点,提出采用弥散式裂缝模型模拟水力压裂过程的解决办法,并根据流–固耦合理论,导出基于弥散裂缝的应力–渗流耦合方程,从而为实现在大尺度储层中模拟裂... 针对水力压裂数值模拟中传统分离式裂缝模型计算量大、需要预置裂缝及扩展路径等缺点,提出采用弥散式裂缝模型模拟水力压裂过程的解决办法,并根据流–固耦合理论,导出基于弥散裂缝的应力–渗流耦合方程,从而为实现在大尺度储层中模拟裂隙网络的演化提供参考。对混凝土试样进行水力压裂试验研究和基于弥散裂缝的数值分析,由2种方法得到的起裂值基本一致;试验和数值分析中,裂缝扩展主要受地应力影响,其方向垂直于水平最小地应力方向,最后在试件内形成主裂缝并贯穿整个试件。 展开更多

关键词 岩石力学 水力压裂 弥散式裂缝 流–固耦合 起裂压力 扩展方向

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压力容器表面裂纹断裂参数的有限元计算与分析 被引量：1

5

作者 李兆锋 江楠 《工业安全与环保》 北大核心 2011年第9期58-60,共3页

借助ANSYS软件建立了适合压力容器表面裂纹断裂分析的有限元模型,能方便地计算出应力强度因子和J积分,与理论近似表达式的计算值对比,该方法具有较高的精度,能满足工程应用的要求。在验证模型合理的基础上,构造表征表面裂纹形状和尺寸... 借助ANSYS软件建立了适合压力容器表面裂纹断裂分析的有限元模型,能方便地计算出应力强度因子和J积分,与理论近似表达式的计算值对比,该方法具有较高的精度,能满足工程应用的要求。在验证模型合理的基础上,构造表征表面裂纹形状和尺寸的无量纲因子,通过分析其对J积分弹塑性分量的影响,指出断裂分析中除应力水平外,还应当将裂纹形状因子作为线弹性断裂适用范围的考虑因素。 展开更多

关键词 表面裂纹 压力容器 有限元 应力强度因子 J积分

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半逆做法地下室桩体防水

6

作者 廖清平 《天津建设科技》 2002年第3期12-14,共3页

详细地分析了半逆做法地下室桩体渗水的原因,提出了解决问题的方法;并说 明了其施工工艺。

关键词 半逆做法 地下室 桩体 防水 纵筋粘泥 钢套筒 混凝土 收缩裂缝 压力灌浆

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超大口径预存裂缝的预应力钢筒混凝土管结构分析与试验研究 被引量：32

7

作者 胡少伟 沈捷 +1 位作者 王东黎 蔡新 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期876-882,共7页

针对南水北调工程中预应力钢筒混凝土(PCCP)管芯混凝土预存裂缝问题,通过对原型管道的抗裂外压承载力试验,探讨了预存管芯外壁纵向裂缝对承载力的影响,分析了混凝土管的受力特性。试验结果表明,PCCP在抗裂外压检验荷载下,其破坏主要发... 针对南水北调工程中预应力钢筒混凝土(PCCP)管芯混凝土预存裂缝问题,通过对原型管道的抗裂外压承载力试验,探讨了预存管芯外壁纵向裂缝对承载力的影响,分析了混凝土管的受力特性。试验结果表明,PCCP在抗裂外压检验荷载下,其破坏主要发生在管顶、管底内侧管芯混凝土和管腰外侧砂浆保护层的受拉破坏。基于ABAQUS有限元分析,选用混凝土塑性损伤模型,对PCCP抗裂外压试验进行结构数值模拟,数值计算与试验结果一致。计算结果表明,管芯混凝土预存裂缝对PCCP抗裂外压极限荷载影响不大,但在外载作用下,预存裂缝会对混凝土、砂浆保护层出现应力集中现象,从而导致裂缝的发生与扩展。 展开更多

关键词 预应力钢筒混凝土管道(PCCP) 混凝土塑性损伤模型 有限元分析 抗裂外压试验

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广蓄电站钢筋混凝土衬砌岔管建设的几点经验 被引量：23

8

作者 叶冀升 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期93-105,共13页

广蓄电站一期和二期工程建成了两座大型地下高压钢筋混凝土衬砌岔管 ,填补了国内空白 ,本文拟就岔管建设情况 ,总结几点经验教训 ,如岔管位置选择 ,岔管体形布置 ,岔管结构设计 ,岔管阻、排水工程措施以及岔管运行监测等。

关键词 岔管 围岩 衬砌 钢筋混凝土 广州抽水蓄能电站

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CO_(2)管道裂纹韧性扩展速度数值模拟

9

作者 付雅茹 张东 +4 位作者 闫锋 王熠凡 白芳 张宏 刘啸奔 《油气储运》 CAS 北大核心 2024年第4期395-403,共9页

【目的】碳捕集、利用与封存技术是减少CO_(2)排放的重要战略储备技术,超临界CO_(2)管道运输是连接碳捕集与碳封存最经济有效的方式。受超临界CO_(2)的减压波特性与CO_(2)的焦耳-汤姆逊效应影响,管道断裂后容易发生长程裂纹扩展,使得管... 【目的】碳捕集、利用与封存技术是减少CO_(2)排放的重要战略储备技术,超临界CO_(2)管道运输是连接碳捕集与碳封存最经济有效的方式。受超临界CO_(2)的减压波特性与CO_(2)的焦耳-汤姆逊效应影响,管道断裂后容易发生长程裂纹扩展,使得管道运行安全受到威胁。【方法】为探究超临界CO_(2)管道的裂纹扩展机理,选取L360M管道的母材横向试样开展了示波冲击试验,建立数值仿真模型并应用内聚力模型描述材料损伤,通过对比试验曲线与模拟曲线,对内聚力模型参数进行标定;建立超临界CO_(2)管道裂纹扩展有限元模型,将校准的内聚力模型参数输入有限元模型中开展管道裂纹扩展模拟,探讨内压、壁厚、管径等因素对管道裂纹扩展速度的影响。【结果】内聚力模型可以较好地模拟裂纹动态扩展过程,所得模拟结果与试验结果总体趋势一致,经过试验校准及验证的内聚力模型参数可用于管道模型裂纹扩展的数值模拟;对于超临界CO_(2)管道而言,增大内压与管径、减小壁厚都会增加管道裂纹扩展速度。【结论】计算得到了超临界CO_(2)管道在不同管径及壁厚下对应的止裂压力与适用于直径323 mm管道的最小壁厚,研究结果可为超临界CO_(2)管道裂纹止裂提供理论基础,具有一定实际工程参考意义。(图17,参27) 展开更多

关键词 超临界CO_(2)管道 裂纹扩展 内聚力模型 止裂压力

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地应力及原生裂隙对水力压裂起裂方向和起裂压力的影响 被引量：5

10

作者 郭臣业 覃乐 +2 位作者 李栋 李勇 周东平 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第12期161-165,共5页

在理论计算水力压裂起裂压力和起裂方向的基础上,利用应力-渗流耦合数值模拟方法,研究了地应力和原生裂隙对水力压裂过程中裂纹起裂和扩展的影响,得出了起裂压力和扩展压力随侧压系数的变化趋势;对比分析了不含预制裂纹和含预制裂纹压... 在理论计算水力压裂起裂压力和起裂方向的基础上,利用应力-渗流耦合数值模拟方法,研究了地应力和原生裂隙对水力压裂过程中裂纹起裂和扩展的影响,得出了起裂压力和扩展压力随侧压系数的变化趋势;对比分析了不含预制裂纹和含预制裂纹压裂模型的起裂压力和方向;探讨了含裂纹模型起裂转向的临界应力条件;最后,通过应力分析阐述了地应力和原生裂隙对水力压裂起裂的影响机理。 展开更多

关键词 水力压裂 起裂方向 起裂压力 原生裂隙 地应力 突出防治

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吉林省桦甸地区油页岩物理力学性能及裂隙开启压力的确定 被引量：5

11

作者 刘鑫鹏 陈晨 +1 位作者 严轩辰 张飞宇 《中国矿业》 北大核心 2013年第1期83-85,96,共4页

通过对吉林省桦甸地区油页岩物理力学性能试验的研究,总结出该地区油页岩物理力学性能参数的大致范围。计算得到了毕奥特系数、油藏平均压力和最小主应力等参数,进而确定了水力压裂技术开采桦甸地区不同深度油页岩的裂隙开启压力参数。

关键词 桦甸地区 油页岩 物理力学性能 毕奥特系数 裂隙开启压力

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缝水压力和裂缝面接触条件对重力坝裂缝扩展影响 被引量：4

12

作者 庞林 林皋 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期535-540,共6页

基于多边形比例边界有限元模拟了重力坝裂缝扩展过程,综合考虑了坝-库水-地基相互作用、裂缝面接触和缝水压力的影响。其中该接触模型能够有效防止裂缝面的相互嵌入;该缝水模型除能考虑裂缝面开合速度、缝隙宽度和水流形态对缝水压力分... 基于多边形比例边界有限元模拟了重力坝裂缝扩展过程,综合考虑了坝-库水-地基相互作用、裂缝面接触和缝水压力的影响。其中该接触模型能够有效防止裂缝面的相互嵌入;该缝水模型除能考虑裂缝面开合速度、缝隙宽度和水流形态对缝水压力分布的影响,还可基于连续性条件模拟缝内水体流动和空化的现象。以Koyna坝裂缝扩展为例,研究了裂缝面接触条件和缝水压力对计算结果的影响。结果显示,考虑接触的影响,震损较为严重。而与假定为常水压力分布的情况相比,实际的缝水压力分布形式对结果影响较为复杂。在裂缝张开时,减小了裂缝扩展的可能,而在裂缝闭合时正好与之相反。 展开更多

关键词 裂纹扩展 接触问题 缝水压力 多边形单元 比例边界有限元

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爆破动力作用下危岩裂隙动水冲击压力计算方法

13

作者 陈正东 周云涛 《钻探工程》 2023年第5期18-22,共5页

基于危岩体裂隙水体爆破动力考虑,建立了危岩体裂隙水体动力物理模型,将裂隙水动水冲击压力的形成归结于爆破动力对裂隙水体不断施加初始速度,经过理论推导得出垂直于主控结构面的动水冲击压力公式以及沿裂隙方向的裂隙水压增加幅值,最... 基于危岩体裂隙水体爆破动力考虑,建立了危岩体裂隙水体动力物理模型,将裂隙水动水冲击压力的形成归结于爆破动力对裂隙水体不断施加初始速度,经过理论推导得出垂直于主控结构面的动水冲击压力公式以及沿裂隙方向的裂隙水压增加幅值,最终给出爆破动力作用下裂隙水的动水冲击压力计算表达式。以望霞W2-1危岩体为例,计算分析得出爆破动力对裂隙水体作用时间为0.2~0.25 s;爆破动力对裂隙水体压力改变近10%,对危岩裂隙水体压力影响显著。 展开更多

关键词 裂隙动水冲击压力 爆破动力 主控结构面 危岩体

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煤岩定向射孔对水力压裂裂纹扩展影响的研究 被引量：2

14

作者 陈德敏 隆清明 +2 位作者 岳建平 张宪尚 牟景珊 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期129-134,共6页

瓦斯抽采是制约煤矿高效生产的关键。为提高低渗透、难抽采煤层瓦斯抽采效率,针对煤岩定向射孔对压裂裂纹扩展的影响,采用扩展有限元方法对水力致裂煤层流固耦合模型进行求解,研究并揭示了应力差、射孔方位角及射孔深度对裂纹扩展规律... 瓦斯抽采是制约煤矿高效生产的关键。为提高低渗透、难抽采煤层瓦斯抽采效率,针对煤岩定向射孔对压裂裂纹扩展的影响,采用扩展有限元方法对水力致裂煤层流固耦合模型进行求解,研究并揭示了应力差、射孔方位角及射孔深度对裂纹扩展规律、起裂压力及裂纹宽度的影响。研究结果表明:射孔转压裂时,裂纹先在射孔的孔底处起裂,并最终转向了与最大水平主应力一致的方向上继续扩展;平面应力差增大时,更容易形成长而宽的裂纹,平面应力差由2 MPa增加到7 MPa的过程中,起裂压力增加了94.4%,但最终形成的裂缝宽度增加了375%;射孔方位角越大,所形成的裂纹越短,射孔方位角从0°增加到60°的过程中,裂纹的起裂压力增加了187%,而最终形成的裂纹宽度降低了84%;较深的射孔能形成较长和较宽的裂纹,当射孔深度与钻孔半径的比值从1.0增加到3.5的过程中,裂纹的起裂压力降低了51.4%,而裂纹的宽度增加了145%。因此建议在实际的施工中,要尽可能准确地取得煤层地应力分布情况,选择与最大主应力一致的方向上射孔,并选择合适的射孔参数,以达到较为理想的射孔深度。 展开更多

关键词 定向射孔 起裂压力 裂纹宽度 煤层增透

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受压固体的断裂力学分析及地震的力学机理 被引量：1

15

作者 彭祝 黎在良 汪良忠 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1997年第1期75-78,共4页

采用应变能密度断裂理论分析了固体受压时复合型裂纹的起裂、止裂的断裂力学机理，强调了裂纹闭合效应，同时考虑了裂纹面之间的磨擦作用．分析的结果与实验值吻合．提出一个简单模型对裂纹失稳扩展的止裂条件进行了分析．分析的结果定... 采用应变能密度断裂理论分析了固体受压时复合型裂纹的起裂、止裂的断裂力学机理，强调了裂纹闭合效应，同时考虑了裂纹面之间的磨擦作用．分析的结果与实验值吻合．提出一个简单模型对裂纹失稳扩展的止裂条件进行了分析．分析的结果定量地解释了“断裂硬化”模型．最后，用所得到的结果较好地解释了一些地震现象，对地震预报。 展开更多

关键词 压力作用下 断裂力学 地震 力学机理

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对GB/T19685—2005《预应力钢筒混凝土管》中PCCP抗裂内、外压检验荷载公式的几点认识 被引量：1

16

作者 阙小平 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2014年第2期23-26,共4页

通过对国标GB/T 19685—2005《预应力钢筒混凝土管》中PCCP抗裂内、外压检验荷载公式的分析,修改了抗裂内压检验荷载公式中的个别参数,整理出了新的抗裂内、外压检验荷载公式,并举算例进行了对比计算,提出了对公式使用的几点认识。

关键词 预应力钢筒混凝土管 抗裂内压 抗裂外压 公式推导

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缝面水压力与地震作用下重力坝坝踵裂缝扩展数值模拟 被引量：2

17

作者 胡良明 李姝钰 +1 位作者 贾欣 杨旭 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期72-78,共7页

为研究不同工况下,地震与缝面水压力共同作用对重力坝坝踵裂缝扩展的影响,以Koyna重力坝为例,利用扩展有限元法(XFEM)和相互作用积分理论,建立缝面水压力和地震共同作用下的重力坝坝踵裂缝断裂数学模型,研究不同的坝基与坝体弹模比、初... 为研究不同工况下,地震与缝面水压力共同作用对重力坝坝踵裂缝扩展的影响,以Koyna重力坝为例,利用扩展有限元法(XFEM)和相互作用积分理论,建立缝面水压力和地震共同作用下的重力坝坝踵裂缝断裂数学模型,研究不同的坝基与坝体弹模比、初始裂缝长度、缝面水压力分布对坝踵裂缝扩展的影响。计算结果表明:在缝面水压力均匀分布、初始裂缝长度一定的情况下,裂缝扩展长度随坝基与坝体弹模比的增大逐渐减小,扩展路径向坝基面靠拢;在坝基与坝体弹模比一定、缝面水压力均匀分布的情况下,裂缝扩展路径随着初始裂缝长度的增加逐渐增加且趋近坝基面;当坝基与坝体弹模比和初始裂缝长度一定时,随着缝面水压力系数的增大,裂缝扩展长度逐渐减小,裂缝逐渐向岩基扩展。 展开更多

关键词 扩展有限元(XFEM) 重力坝 裂缝扩展 坝踵 缝面水压力

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桓仁单支墩大头坝劈头裂缝稳定性分析 被引量：2

18

作者 宋恩来 《大坝与安全》 2008年第3期32-37,40,共7页

桓仁大坝上游面施工期发现严重的劈头缝20条,威胁大坝安全。因此,蓄水前在上游面做了防渗层,并在背面做了"砂浆棒"。1981年又发现新劈头缝8条,扩展的11条。为此,采用沥青混凝土对原防渗层加高,采用沥青席进行坝顶平面防渗,对... 桓仁大坝上游面施工期发现严重的劈头缝20条,威胁大坝安全。因此,蓄水前在上游面做了防渗层,并在背面做了"砂浆棒"。1981年又发现新劈头缝8条,扩展的11条。为此,采用沥青混凝土对原防渗层加高,采用沥青席进行坝顶平面防渗,对封腔盖板用膨胀珍珠岩进行改造。采取这些加固措施后,现场检查和监测表明,大坝渗漏水明显减少,坝腔温度升高、温差变幅减小,劈头裂缝稳定。 展开更多

关键词 支墩大头坝 劈头裂缝 加固处理 缝内水压 稳定性 桓仁大坝

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鱼背山面板堆石坝安全监测成果分析 被引量：1

19

作者 曹骏 李小平 叶查贵 《大坝观测与土工测试》 2001年第2期24-27,共4页

文中着重介绍了鱼背山面板堆石坝在施工期和蓄水期的变形观测结果。变形监测资料分析表明 :坝体内不同部位垂直沉降和水平位移 ,主要受施工期大坝主体工程填筑和水库蓄水的影响 ,坝基孔隙水压力变化与库水位变化成正比。在大坝运行初期 ... 文中着重介绍了鱼背山面板堆石坝在施工期和蓄水期的变形观测结果。变形监测资料分析表明 :坝体内不同部位垂直沉降和水平位移 ,主要受施工期大坝主体工程填筑和水库蓄水的影响 ,坝基孔隙水压力变化与库水位变化成正比。在大坝运行初期 ,及时地分析和判断出面板的两处裂缝 ,在水库放空检查时 ,裂缝所在的部位和开裂宽度与监测结果非常吻合。为及时制定补救措施提供了科学依据。 展开更多

关键词 面板堆石坝 变形速率 面板周边缝 孔隙水压力 安全监测

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真三轴应力下岩体预刻槽定向致裂试验研究

20

作者 王一帆 张东峰 张小强 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第7期32-37,共6页

针对煤矿坚硬顶板难以垮落的问题,提出预刻槽定向压裂方案并进行试验研究,采用自行研制的大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置进行物理模拟试验,研究不同预刻槽角度(α)及不同压裂介质对裂缝的起裂与扩展规律的影响,结果表明:(1)预刻槽角度从3... 针对煤矿坚硬顶板难以垮落的问题,提出预刻槽定向压裂方案并进行试验研究,采用自行研制的大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置进行物理模拟试验,研究不同预刻槽角度(α)及不同压裂介质对裂缝的起裂与扩展规律的影响,结果表明:(1)预刻槽角度从30°到90°增大的过程中,裂隙从刻槽尖端起裂逐步向最大水平应力方向偏转,且起裂压力逐渐降低,裂隙的长度缩短;(2)CO2作为压裂介质时,试件表面产生波折的裂隙,起裂压力低且压力升高时间长,以清水作为压裂介质时,试件表面产生平滑的裂隙,起裂压力高且压力升高时间短;(3)根据试验数据拟合得到压力裂隙长度曲线和压力偏转角曲线,在α从30°到90°的变化过程中,起裂压力降低,裂隙长度与偏转角均在减小。当预刻槽角度改变时,可以通过拟合曲线近似计算出试件的起裂压力、裂隙长度及偏转角度,对定向致裂顶板具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 定向致裂 预制刻槽 起裂压力 裂隙扩展

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