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应用断裂力学理论建立油气井压裂时岩石破裂压力计算模型 被引量:19
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作者 曹言光 刘长松 +2 位作者 林平 黄学宾 王永康 《西安石油学院学报(自然科学版)》 2003年第4期36-39,73,共5页
考虑地层岩石存在天然微裂隙这一客观事实,运用断裂力学理论建立了地应力与压裂液共同作用时地层裂隙的应力强度因子表达式;根据断裂判据,推得了地层破裂压力计算模型;并对某油田几口井进行了实算与电算对比.结果表明,运用断裂理论建立... 考虑地层岩石存在天然微裂隙这一客观事实,运用断裂力学理论建立了地应力与压裂液共同作用时地层裂隙的应力强度因子表达式;根据断裂判据,推得了地层破裂压力计算模型;并对某油田几口井进行了实算与电算对比.结果表明,运用断裂理论建立的破裂压力计算模型由于考虑了裂隙的存在,与地层的实际更为吻合,因而准确性更高,适用范围更广.其计算结果与现场实测值更为接近,从而也验证了模型的可靠性. 展开更多
关键词 断裂力学 地应力 油气井 岩石 破裂压力 强度因子 断裂韧性 水力压裂
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水力压裂中多裂缝间相互干扰力学分析 被引量:12
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作者 杨丽娜 陈勉 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期43-45,共3页
将复变函数理论与位错理论相结合 ,在考虑了裂缝表面有流体压力作用且裂缝间存在相互干扰的情况下 ,建立了无限大介质中裂尖应力强度因子的数学模型 ,利用该模型可对水力压裂中多裂缝间的相互干扰进行力学分析。假设裂缝沿着垂直于局部... 将复变函数理论与位错理论相结合 ,在考虑了裂缝表面有流体压力作用且裂缝间存在相互干扰的情况下 ,建立了无限大介质中裂尖应力强度因子的数学模型 ,利用该模型可对水力压裂中多裂缝间的相互干扰进行力学分析。假设裂缝沿着垂直于局部最大周向拉应力方向扩展 ,应用数值方法对所建立的数学模型求解 ,得到裂尖的应力强度因子及转角。数值计算结果表明 ,裂缝间存在相互干扰时所产生的剪切应力强度因子远远小于法向应力强度因子。当两个裂缝尖端垂向距离为零时 ,法向应力强度因子达到最大值。两个裂缝尖端没交叠之前裂缝基本沿着轴线扩展 ;当尖端交叠面积较小时 ,两裂尖偏离自己的轴线向避开对方的方向扩展 ;当尖端交叠面积较大时 ,两裂缝向靠拢对方的方向扩展 。 展开更多
关键词 三次采油 水力压裂 裂缝 裂尖 应力强度因子 叠加 裂缝扩张 数学模型
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列车荷载与水耦合作用下的无砟轨道水力劈裂机理分析 被引量:12
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作者 杨荣山 曹世豪 +2 位作者 谢露 刘学毅 江晓禹 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期95-103,共9页
针对高速列车荷载与水耦合作用下无砟轨道水致损伤问题,采用控制体积法推导层间裂纹内动水压力分布解析式,并开展裂纹内动水压力分布特性试验。试验结果与理论分析基本一致。采用有限元软件ANSYS与CFX,分析CRTSⅡ型板式无砟轨道层间裂... 针对高速列车荷载与水耦合作用下无砟轨道水致损伤问题,采用控制体积法推导层间裂纹内动水压力分布解析式,并开展裂纹内动水压力分布特性试验。试验结果与理论分析基本一致。采用有限元软件ANSYS与CFX,分析CRTSⅡ型板式无砟轨道层间裂纹内动水压力特性。结果表明:裂纹内动水压力由流体黏性、荷载特性、裂纹形状综合决定,当裂纹开口量大于2mm时,水的黏性对动水压力的影响可以忽略,此时动水压力与列车速度基本呈二次方关系,与轴重呈线性关系。分别采用最大拉应力准则和复合型断裂判据,分析列车荷载与水耦合作用下裂纹的扩展状态。结果表明:行车速度是影响裂纹扩展的重要因素,随着列车行车速度的增加,裂纹扩展速度明显加快。 展开更多
关键词 无砟轨道 水力劈裂 动水压力 应力强度因子
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煤层底板岩层阻水能力及其影响因素的研究 被引量:4
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作者 张文泉 刘伟韬 +1 位作者 张红日 张明波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1998年第4期31-35,共5页
根据室内外水力致裂试验的结果,通过分析裂隙端都应力强度囚于的变化情况,研究了不同结构成分岩层阻抗水力致裂的能力,及岩性变化、交界面性质等对水力致裂裂隙扩展及承压水导升的影响。
关键词 煤层底板 岩层阻水能力 影响因素 水力致裂
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坚硬顶板定向水力压裂裂纹起裂机制及影响因素分析 被引量:8
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作者 李英杰 倪婷 +2 位作者 左建平 刘德军 宋宜豪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2015-2029,共15页
为研究煤层坚硬顶板定向水压裂纹转向机制,基于线弹性断裂力学理论,推演水压和地应力作用下含井筒和预割缝的定向水力压裂力学模型的应力强度因子计算公式,及裂纹起裂角和临界水压计算方程,以此为基础分析应力强度因子和起裂角以及临界... 为研究煤层坚硬顶板定向水压裂纹转向机制,基于线弹性断裂力学理论,推演水压和地应力作用下含井筒和预割缝的定向水力压裂力学模型的应力强度因子计算公式,及裂纹起裂角和临界水压计算方程,以此为基础分析应力强度因子和起裂角以及临界水压的影响因素,探讨定向水压裂纹断裂特征。研究结果表明定向水压裂纹临界起裂状态下,不同预割缝倾角下水力裂缝将发生张拉或者拉–剪复合断裂,裂纹起裂角随应力强度因子比K_(Ⅰ)/K_(Ⅱ)的增大而减小,当K_(Ⅰ)/K_(Ⅱ)较小时,水力裂缝在剪切错动作用下将偏离预割缝方向发生起裂。为了实现水力裂缝的定向控制,应综合考虑K_(Ⅰ)和K_(Ⅱ)的影响因素:低预割缝倾角、高水压时K_(Ⅰ)远大于K_(Ⅱ);低倾角、高井筒半径下K_(Ⅰ)值较大;在低倾角、高预割缝长度时K_(Ⅰ)取得较大值,而45°预割缝角度下、高预割缝长度时K_(Ⅱ)取得较大值;K_(Ⅰ)和K_(Ⅱ)对侧压力系数和预割缝角度的耦合作用较为敏感,侧压力系数较小时,K_(Ⅰ)>K_(Ⅱ)。当侧压力系数较大时,低预割缝角度下K_(Ⅰ)>K_(Ⅱ),高预割缝角度时K_(Ⅱ)>K_(Ⅰ)。 展开更多
关键词 采矿工程 定向水压致裂 复合型裂纹 应力强度因子 临界水压 起裂角
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基于井筒-射孔模型的地层破裂压力及起裂角的理论研究 被引量:8
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作者 范勇 赵彦琳 +2 位作者 朱哲明 周昌林 张宪尚 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期669-678,共10页
为了研究不同参数对水力压裂中地层破裂压力和水力裂缝起裂角的影响规律,利用井筒-射孔模型,将射孔简化为裂缝,采用保角映射的方法求得射孔端部的应力强度因子;根据最大拉应力准则求得射孔端部水力裂缝的起裂角和地层破裂压力的理论公... 为了研究不同参数对水力压裂中地层破裂压力和水力裂缝起裂角的影响规律,利用井筒-射孔模型,将射孔简化为裂缝,采用保角映射的方法求得射孔端部的应力强度因子;根据最大拉应力准则求得射孔端部水力裂缝的起裂角和地层破裂压力的理论公式。为了验证该方法的有效性,将理论值与文献中的实验结果和工程实际值进行对比。研究结果表明:理论值与实验结果和工程实际值均吻合较好。水力裂缝的起裂角随主应力差、射孔长度和射孔角度的增大而增大;最优射孔方位角应在0°~15°范围内;最优射孔长度应为井筒直径的2~3倍。 展开更多
关键词 水力压裂 射孔 应力强度因子 地层破裂压力 起裂角
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非倒平方根应力奇异性对水力压裂某些裂纹扩展准则的影响
7
作者 沈文豪 吴璇 黄先富 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期90-102,共13页
水力压裂的数值研究可采用不同的裂纹扩展准则,其中一些准则依赖于线弹性断裂力学的假设,即存在倒平方根应力奇异性和椭圆裂纹轮廓。然而,水力压裂的裂纹尖端可能表现出更弱的应力奇异性,这种现象由称为表观断裂韧性的无量纲参数控制,... 水力压裂的数值研究可采用不同的裂纹扩展准则,其中一些准则依赖于线弹性断裂力学的假设,即存在倒平方根应力奇异性和椭圆裂纹轮廓。然而,水力压裂的裂纹尖端可能表现出更弱的应力奇异性,这种现象由称为表观断裂韧性的无量纲参数控制,该参数表示使固体破裂所需的能量与克服流体摩擦所需的能量的比.在流体黏度占主导的情况下,表观断裂韧性从正数一侧趋近于零,应力奇异性阶次降低.当采用一些裂纹扩展准则计算时,结果可能会发生变化,主要是由于倒平方根应力奇异性发生改变,本文采用平直裂纹的数学模型来研究这种现象.在相同的数学模型中分别采用4种常用裂纹扩展准则,使用基于修正切比雪夫多项式和隐式时间积分的高精度方法进行计算。发现瞬态裂缝尺寸和井筒压力在使用不同裂纹扩展准则时存在差异。值得注意的是,当表观断裂韧性小于1.0时,裂纹尖端张开位移准则、连续介质损伤模型和断裂过程区准则在流体黏度占主导的情况下的计算模型很难收敛,本文基于裂纹尖端渐近性质讨论了其中隐含的机制.本文研究为水力压裂中裂缝扩展准则的选择提供了理论基础。 展开更多
关键词 裂纹尖端张开位移 切比雪夫多项式 线弹性断裂力学 流体摩擦 应力奇异性 参数表示 无量纲参数 椭圆裂纹
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多孔套筒定向压裂力学机制及影响因素分析
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作者 胡善超 韩金明 +5 位作者 程亚飞 亓佳利 黄俊鸿 高志豪 郭世豪 杨磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3366-3380,共15页
坚硬顶板破断释放巨大冲击动能是诱发煤矿动力灾害的重要因素之一,在特定位置断顶实现岩层的定向断裂、减小坚硬顶板悬顶长度是防治煤岩动力灾害的关键。多孔套筒压裂技术具有操作简单、适用条件广泛等优点,在坚硬顶板弱化领域有着广泛... 坚硬顶板破断释放巨大冲击动能是诱发煤矿动力灾害的重要因素之一,在特定位置断顶实现岩层的定向断裂、减小坚硬顶板悬顶长度是防治煤岩动力灾害的关键。多孔套筒压裂技术具有操作简单、适用条件广泛等优点,在坚硬顶板弱化领域有着广泛的研究前景。为深入了解多孔套筒压裂机理,采用理论分析与数值模拟方法开展了多孔套筒压裂力学机制研究,揭示了不同影响因素下孔间应力变化规律,获得了压裂过程裂缝扩展规律及力链分布特征。通过钻孔切槽可提升套筒压裂预裂效果,为确定合理的布孔参数,基于线弹性断裂力学建立了含预制缝多孔套筒压裂力学模型,给出了缝端应力强度因子、临界膨胀力及裂缝临界起裂角计算方程,获得了不同影响因素下缝端应力强度因子、临界膨胀力及临界起裂角的变化规律。研究结果表明:①侧压系数k对钻孔最小起裂应力影响显著,当侧压系数k>1时,最小起裂应力随布孔角度的增大而减小;当侧压系数k<1时,最小起裂应力随布孔角度的增大而增大。②数值模拟结果表明:套筒间存在应力叠加效应,接触力链呈“放射状”分布。套筒压裂过程以张拉破坏为主,孔心连线处变形破坏最剧烈,均沿布孔方向形成了“条带状”断裂面。③缝槽改变了缝端附近的应力分布,相较无缝槽模型环向拉应力更大。当缝槽长度为0.5倍孔半径时,临界膨胀力最小,裂缝最易发生扩展。④临界起裂角由KⅠ与KⅡ共同决定,且小于70.53°。在泵压与地应力条件无法改变的情况下,可通过调节布孔角度与预制缝槽长度实现岩石的定向压裂。 展开更多
关键词 套筒定向压裂 孔间应力分布 应力强度因子 临界膨胀力 起裂角度
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层间滑移对缝高延伸影响的模拟分析 被引量:6
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作者 赵金洲 彭瑀 +1 位作者 李勇明 张烈辉 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期661-664,共4页
由不整合面和薄夹层形成的结构弱面会造成层间滑移,从而抑制水力裂缝的垂向延伸。其裂缝几何形态往往扭曲成含有水平组分的复杂裂缝,因而无法使用常规方法进行模拟与定量分析。为确定层间滑移对裂缝高度的控制作用,在非连续分布正应力... 由不整合面和薄夹层形成的结构弱面会造成层间滑移,从而抑制水力裂缝的垂向延伸。其裂缝几何形态往往扭曲成含有水平组分的复杂裂缝,因而无法使用常规方法进行模拟与定量分析。为确定层间滑移对裂缝高度的控制作用,在非连续分布正应力等效平面缝的理论基础上,考虑静态和动态两种应力强度因子,建立了包含净压力、缝高、地层应力、断裂韧性、水平段长度及其距裂缝中心距离等参数的数学模型。编程计算的结果显示,垂向扭曲结构形成的压降有可能高于隔层应力差,层间滑移对缝高延伸有显著的控制作用,在压裂选井选层中应考虑将起裂点布置在薄层附近的适当位置,以达到减小缝高延伸、增加缝长的目的。 展开更多
关键词 水力压裂 层间滑移 裂缝延伸 缝高控制 应力强度因子 数学模型
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砂岩储层裂缝在水力压裂作用下扩展准则及其应用 被引量:6
10
作者 谢军 朱哲明 胡荣 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期38-45,共8页
为研究不同储层裂缝方向以及井网布置下的油田合理注水压力,基于多孔介质力学及断裂力学理论建立了含共线裂缝岩体储层裂缝的扩展模型及注水压力计算模型。结合头台油田扶余储层参数探讨了储层裂缝方位、注采井方位及裂缝距注水井距离... 为研究不同储层裂缝方向以及井网布置下的油田合理注水压力,基于多孔介质力学及断裂力学理论建立了含共线裂缝岩体储层裂缝的扩展模型及注水压力计算模型。结合头台油田扶余储层参数探讨了储层裂缝方位、注采井方位及裂缝距注水井距离对注水压力的影响规律。结果表明:在给定的注采井方位下,当裂缝与最大主应力方向平行时,注水压力最小,随着裂缝与最大主应力夹角的增大,注水压力也逐渐增大,当裂缝与最小主应力方向平行时压力最大;注水压力随注采井方位及裂缝距注水井距离的增大而增大。为避免油井出现暴性水淹及提高油田采收率,针对扶余储层给出了一个合理的注水压力范围值。研究结果与实际工程测井数据较吻合,对同类油田开发具有指导意义。 展开更多
关键词 共线裂缝 水力压裂 地层压力 裂缝性油藏 应力强度因子
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基于裂缝尖端应力强度因子的裂缝穿层行为分析 被引量:5
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作者 李浩哲 姜在炳 范耀 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期76-82,126,共8页
基于裂缝尖端应力强度因子理论,采用理论分析结合数值模拟的方法,分析了裂缝尖端应力强度因子在裂缝穿层过程中的变化规律,研究了界面两侧岩石力学性质差异对地层界面处裂缝穿层扩展行为的影响。研究表明:当裂缝由硬岩层进入软岩层时,... 基于裂缝尖端应力强度因子理论,采用理论分析结合数值模拟的方法,分析了裂缝尖端应力强度因子在裂缝穿层过程中的变化规律,研究了界面两侧岩石力学性质差异对地层界面处裂缝穿层扩展行为的影响。研究表明:当裂缝由硬岩层进入软岩层时,界面强度系数大于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小迅速增大,裂缝可沿原路径穿层扩展;当裂缝由软岩层进入硬岩层时,界面强度系数小于1,I型应力强度因子随着裂缝尖端与界面距离的减小逐渐减小,裂缝的穿层扩展趋势受到限制,裂缝可能停止扩展或拐折穿层扩展。 展开更多
关键词 穿层压裂 应力强度因子 裂缝穿层行为 界面强度系数
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地层水力压裂中的应力强度因子 被引量:3
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作者 阳友奎 周时光 《四川建材学院学报》 1993年第3期39-45,共7页
本文根据弹性断裂力学的叠加原理,建立了地应力场和流体压力作用下水力压裂中孔边轴对称裂纹尖端应力强度因子K_1的近似解析表达式。这些近似公式在工程意义上是相当精确的,与可以获得的数值结果的比较表明其相对误差仅百分之几,为水力... 本文根据弹性断裂力学的叠加原理,建立了地应力场和流体压力作用下水力压裂中孔边轴对称裂纹尖端应力强度因子K_1的近似解析表达式。这些近似公式在工程意义上是相当精确的,与可以获得的数值结果的比较表明其相对误差仅百分之几,为水力压裂中破裂压力的断裂力学方法预测和裂缝扩展过程的模拟提供了快速、简单且相当精确的方法。 展开更多
关键词 水力压裂 地层 应力 强度 因子
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含夹矸煤层水力裂缝在煤岩界面的扩展规律 被引量:3
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作者 石应东 康天合 李立功 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第12期173-176,共4页
针对含夹矸煤层中裂缝在煤岩界面的扩展问题,应用线弹性断裂力学的理论和方法,分析了含夹矸煤层水力裂缝缝高在煤层与夹矸界面处的扩展路径及其判别准则,着重讨论缝高穿透煤岩界面的扩展距离与缝内水压的关系。研究表明:缝高在煤岩界面... 针对含夹矸煤层中裂缝在煤岩界面的扩展问题,应用线弹性断裂力学的理论和方法,分析了含夹矸煤层水力裂缝缝高在煤层与夹矸界面处的扩展路径及其判别准则,着重讨论缝高穿透煤岩界面的扩展距离与缝内水压的关系。研究表明:缝高在煤岩界面有3种扩展方式,即裂缝被限制在煤层中停止扩展、裂缝沿煤岩界面扩展及裂缝穿透界面扩展。当裂缝穿过煤层与夹矸之间的界面进入夹矸层,用叠加法计算应力强度因子,得到缝高穿透界面后在夹矸中扩展距离的计算方法。由工程实例可知,随水力裂缝缝内水压的升高,缝高穿透界面扩展距离急剧增大。 展开更多
关键词 夹矸 厚煤层 水力压裂 缝高扩展 应力强度因子 煤层气井
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Propagation and aperture of staged hydraulic fractures in unconventional resources in toughness-dominated regimes 被引量:1
14
作者 Ali Taghichian Hamid Hashemalhoseini +1 位作者 Musharraf Zaman Saied Beheshti Zavareh 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2018年第2期249-258,共10页
Simultaneous multistage hydraulic fracturing of unconventional gas shale in parallel multilateral wells is an effective technique to raise the connectivity of the reservoir to the wellbore and improve reservoir permea... Simultaneous multistage hydraulic fracturing of unconventional gas shale in parallel multilateral wells is an effective technique to raise the connectivity of the reservoir to the wellbore and improve reservoir permeability for an economical production. However, this technique should be accompanied with some optimization procedures to obtain an efficiently fractured reservoir with the highest production and the lowest cost. In unconventional hydraulic fracturing, fracture deviation/collapse and trapping are familiar phenomena which occur when a non-optimized fracturing pattern is used. These problems occur respectively when stress shadow size has not been considered in optimization and fracturing pressure is higher than the available pressure in the sealed section. Therefore, in an optimized hydraulic fracturing,having straight fractures with no deviation or collapse needs consideration of stress shadow effect(SSE).Apart from that, having efficiently propagated fractures to the extent of the reservoir without any fracture trap requires consideration of stress intensity factor(SIF) and aperture. SSE was studied and published by the authors in 2014. For the case of SIF, investigating any change in mode I SIF and aperture with different influencing variables such as fracture geometry and pattern are studied in the current research work. Three different fracturing techniques are assumed as multistage fracturing, simultaneous single-stage fracturing, and simultaneous multistage fracturing techniques. Since obtaining SIF for threedimensional fractures is a challenging issue, a stress ratio technique is used for calculation of SIF ratios of different fracturing scenarios compared to the case of a single fracture. Therefore, changes of SIF for different fracturing schemes are estimated and analyzed to understand whether or not a fracturing scheme is efficient and all the spaced perforations are activated and change to hydraulic fractures. 展开更多
关键词 Hydraulic fracturing stress intensity factor(SIF) APERTURE Numerical analysis Gas shale
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有压圆形隧洞围岩径向裂纹应力强度因子研究 被引量:2
15
作者 晏启祥 杨拯 何川 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期292-295,306,共5页
为研究隧洞围岩周边径向裂隙的水力劈裂问题,利用复势法分别给出了高水压和构造应力两种因素作用下围岩径向裂隙应力强度因子的解析公式。研究表明:在压应力构造应力场中,构造应力只主导裂隙的Ⅱ型扩展,围岩孔隙水压力只主导裂隙的Ⅰ型... 为研究隧洞围岩周边径向裂隙的水力劈裂问题,利用复势法分别给出了高水压和构造应力两种因素作用下围岩径向裂隙应力强度因子的解析公式。研究表明:在压应力构造应力场中,构造应力只主导裂隙的Ⅱ型扩展,围岩孔隙水压力只主导裂隙的Ⅰ型扩展;侧压力系数和构造主应力与裂隙夹角是影响裂隙Ⅱ型扩展的重要因素。研究结论对于进一步研究高水压和构造应力对径向裂隙的水力劈裂效应具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 高水压隧洞 水力劈裂 围岩构造应力 应力强度因子
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水压致裂技术测试底板岩体张开型临界应力强度因子 被引量:2
16
作者 郑纲 门玉明 靳德武 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期43-45,共3页
利用断裂力学进行突水判别 ,必须求出临界应力强度因子。由于岩体结构复杂 ,很难获取符合临界应力强度因子测试的岩样。文中对水压致裂技术进行了断裂力学解释 ,建立了断裂力学模型 ,应用叠加原理推导了临界应力强度因子的计算公式。并... 利用断裂力学进行突水判别 ,必须求出临界应力强度因子。由于岩体结构复杂 ,很难获取符合临界应力强度因子测试的岩样。文中对水压致裂技术进行了断裂力学解释 ,建立了断裂力学模型 ,应用叠加原理推导了临界应力强度因子的计算公式。并应用这一结果 ,对葛店煤矿水压致裂测试底板原位地应力资料进行了分析 。 展开更多
关键词 底板岩体 水压致裂 断裂力学 临界应力强度因子 煤矿安全 底板突水 裂纹扩展
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地层压裂缝高度预测方法及应用 被引量:1
17
作者 陈争游 马明哲 黄迎雪 《石油工业计算机应用》 2011年第3期44-46,4,共3页
水力压裂高度预测,对试油和储层改造都有非常重要的作用。本文通过地层强度参数、地层闭合压力(一般来说是最小水平应力)和岩石破裂特性计算出应力强度因子和岩石韧度来获取地层压力剖面和裂缝高度。同时运用破裂点最小水平应力与加压... 水力压裂高度预测,对试油和储层改造都有非常重要的作用。本文通过地层强度参数、地层闭合压力(一般来说是最小水平应力)和岩石破裂特性计算出应力强度因子和岩石韧度来获取地层压力剖面和裂缝高度。同时运用破裂点最小水平应力与加压值之和与预测点最小水平应力相比较的方法来预测射孔层段压裂缝高度.将这些方法应用到实例中,达到了预期的压裂效果。 展开更多
关键词 水力压裂 应力强度因子 岩石韧度 裂缝高度
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低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究 被引量:45
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作者 刘泉声 黄诗冰 +2 位作者 康永水 潘阳 崔先泽 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1572-1580,共9页
寒区岩体工程中含水裂隙随温度降低会发生水冰相变产生冻胀力,内部冻胀力会驱动裂隙发生Ⅰ型扩展,从单裂隙入手,基于弹性力学、渗流力学和相变理论,建立了考虑水分迁移下的冻胀力求解模型,冻胀力不仅随着水分迁移通量的增加而迅速降低,... 寒区岩体工程中含水裂隙随温度降低会发生水冰相变产生冻胀力,内部冻胀力会驱动裂隙发生Ⅰ型扩展,从单裂隙入手,基于弹性力学、渗流力学和相变理论,建立了考虑水分迁移下的冻胀力求解模型,冻胀力不仅随着水分迁移通量的增加而迅速降低,还与岩石基质以及冰体的力学强度参数有关。采用等效热膨胀系数法对低温裂隙中水冰相变下热力耦合应力场进行了模拟分析,并与理论模型计算结果进行对比,结果表明冻胀力解析解与数值解吻合较好;结合断裂力学,利用应力外推法得出了裂隙尖端应力强度因子的数值解,与理论解析解及半解析解也具有较好的一致性,最后通过实例验证了等效热膨胀系数法的可靠性,可为研究低温裂隙岩体冻融损伤与裂隙扩展研究提供参考。 展开更多
关键词 裂隙岩体 冻胀力 水分迁移 热力耦合 应力强度因子
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冻结岩体单裂隙应力场分析及热-力耦合模拟 被引量:36
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作者 刘泉声 康永水 刘小燕 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期217-223,共7页
我国寒区分布面积广泛,岩体冻融损伤问题涉及低温环境下温度场、渗流场和应力场的耦合,严重威胁着寒区岩体工程的安全稳定。在考虑水分迁移的条件下,以水冰相变为切入点,结合断裂力学、弹塑性力学理论,分析冻胀荷载作用下饱和岩体裂隙... 我国寒区分布面积广泛,岩体冻融损伤问题涉及低温环境下温度场、渗流场和应力场的耦合,严重威胁着寒区岩体工程的安全稳定。在考虑水分迁移的条件下,以水冰相变为切入点,结合断裂力学、弹塑性力学理论,分析冻胀荷载作用下饱和岩体裂隙应力场分布规律与尖端应力强度因子。考虑温度对冻结率的影响,采用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,运用FLAC3D软件建立单裂隙冻胀热–力耦合模型,编制FISH程序进行计算,得出冻胀作用下裂隙附近应力场分布,并与理论值进行对比分析。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙岩体 相变 冻胀力 应力强度因子
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新型边界积分方程的无单元解及其应用 被引量:2
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作者 李树忱 周锦添 李术才 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2549-2552,2559,共5页
目前隧道及大型地下工程往往在裂隙岩体中开挖,而裂隙与地下空间的距离及裂隙的扩展条件,制约着隧道及地下工程的稳定性。应用能考虑孔洞和裂纹问题的新型边界积分方程与无网格加辽金法结合,建立一种新型的边界无单元法。在该方法中基... 目前隧道及大型地下工程往往在裂隙岩体中开挖,而裂隙与地下空间的距离及裂隙的扩展条件,制约着隧道及地下工程的稳定性。应用能考虑孔洞和裂纹问题的新型边界积分方程与无网格加辽金法结合,建立一种新型的边界无单元法。在该方法中基本的未知量是由边界上的面力和边界上位移密度函数构成的复变量边界函数H(t)。文中应用的边界积分公式和Muskhelishvili的积分公式直接相关。将无网格构造方法引入新型的边界积分方程,建立了新型的边界无单元法。应用该方法详细分析了含隧道和裂纹间相互关系等问题,其数值结果与解析结果吻合很好,说明该方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 移动最小二乘逼近法 新型边界积分方程 边界无单元法 裂隙岩体 应力强度因子
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