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本煤层水压致裂增透范围分析 被引量：16
1
作者 赵源 曹树刚 +1 位作者 李勇 覃乐 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期644-650,共7页
在理论分析水压致裂起裂机理和起裂方向的基础上,应用煤岩损伤破裂过程渗流-应力耦合分析系统,对5种不同地应力条件下的本煤层水压致裂过程进行模拟,得到了煤体的起裂方向、起裂压力和扩展压力。研究发现:侧压系数λ<1时,煤体基本沿... 在理论分析水压致裂起裂机理和起裂方向的基础上,应用煤岩损伤破裂过程渗流-应力耦合分析系统,对5种不同地应力条件下的本煤层水压致裂过程进行模拟,得到了煤体的起裂方向、起裂压力和扩展压力。研究发现:侧压系数λ<1时,煤体基本沿垂直方向起裂,起裂压力和扩展压力呈逐步增长的趋势;λ>1时,煤体的起裂方向为水平,起裂压力和扩展压力表现出平缓降低的趋势;在λ=1时,运用3种屈服准则进行了对比分析,得到了不同判别准则下的最小起裂水压。通过对λ=1.2时的受力状态进行深入分析,提出了压裂增透范围为宏观裂隙区、微裂隙贯通区、微裂隙产生区(受拉区)和原生裂隙扰动区(压应力恢复区)之和;利用数值图像处理得到的增透面积增长趋势符合二次函数的关系。 展开更多
关键词 本煤层水压致裂 起裂方向 裂隙长度 裂隙扩展过程 增透范围
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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
2
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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T应力对岩石材料裂纹尖端起裂特性的影响 被引量：4
3
作者 张恒 梁新星 +2 位作者 刘璐 林仕超 孔祥龙 《施工技术》 CAS 北大核心 2017年第S1期1141-1145,共5页
传统最大周向应力理论只考虑奇异应力项,而忽略非奇异应力项,这导致脆性材料在分析裂纹尖端起裂特性时,理论分析的结果与实验结果不能完全吻合。基于此,本文通过综合考虑Williams展开式中奇异应力项和非奇异应力项(T应力),建立了修正的... 传统最大周向应力理论只考虑奇异应力项,而忽略非奇异应力项,这导致脆性材料在分析裂纹尖端起裂特性时,理论分析的结果与实验结果不能完全吻合。基于此,本文通过综合考虑Williams展开式中奇异应力项和非奇异应力项(T应力),建立了修正的裂纹尖端起裂准则,重新分析了裂纹尖端的起裂特性。研究结果表明:(1)当裂纹发生纯I型断裂,T应力超过临界点时,裂纹起裂角发生偏转,裂纹更容易起裂;(2)当裂纹发生纯II型断裂时,随着T应力的增加,裂纹起裂角增大,裂纹更容易起裂;(3)Williams展开式中非奇异应力项对于裂纹起裂特性有重要的影响,本文理论比传统理论计算的起裂角与实验结果更加吻合。 展开更多
关键词 T应力 裂纹起裂方向 裂纹起裂角 断裂判据
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两相材料界面裂纹的起裂方向及断裂参量研究 被引量：3
4
作者 师俊平 曹小杉 +1 位作者 胡义锋 罗峰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期418-422,493,共5页
采用FRANC2D软件研究了两相材料含界面裂纹的断裂特性。通过在材料界面利用CASCA手动生成界面裂纹并在裂纹尖端附近设置1/4奇异等参元,得到了界面裂纹的复应力强度因子;数值模拟得到了界面裂纹的起裂方向,并分析了界面裂纹的破坏特征。... 采用FRANC2D软件研究了两相材料含界面裂纹的断裂特性。通过在材料界面利用CASCA手动生成界面裂纹并在裂纹尖端附近设置1/4奇异等参元,得到了界面裂纹的复应力强度因子;数值模拟得到了界面裂纹的起裂方向,并分析了界面裂纹的破坏特征。计算结果表明:1/4奇异等参元很好地描述了裂纹尖端场的1/r(1/2)奇异性,FRANC2D软件能够模拟界面裂纹的扩展方向,可以得到界面裂纹尖端的应力场和复应力强度因子,为界面裂纹的断裂特性的进一步分析提供依据。 展开更多
关键词 界面裂纹 应力强度因子 起裂方向 扩展路径 奇异等参元
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裂纹起裂方向及扩展路径的数值模拟 被引量：2
5
作者 师俊平 胡义锋 罗峰 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2013年第2期233-239,共7页
采用FRANC2D断裂力学分析软件分析了含裂纹构件的断裂问题,通过在裂纹尖端附近采用1/4奇异等参元,很好的刻画了裂纹尖端场的1/r^(1/2)奇异性,通过对若干典型断裂问题的计算,得到了裂纹尖端的断裂参数,模拟了有限板中心斜裂纹和边斜裂纹... 采用FRANC2D断裂力学分析软件分析了含裂纹构件的断裂问题,通过在裂纹尖端附近采用1/4奇异等参元,很好的刻画了裂纹尖端场的1/r^(1/2)奇异性,通过对若干典型断裂问题的计算,得到了裂纹尖端的断裂参数,模拟了有限板中心斜裂纹和边斜裂纹的扩展过程,并对裂纹的起裂方向进行了预测,与实验结果进行对比具有较好的一致性。分析结果表明,FRANC2D软件对线弹性材料的断裂问题计算结果精度很高,可以模拟裂纹的扩展路径。利用该软件的计算结果对进一步深入分析断裂问题有很大帮助,可以为工程断裂分析提供参考。 展开更多
关键词 裂纹 奇异等参元 起裂方向 扩展路径
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余热排出系统管道热疲劳裂纹萌生方向的理论和数值研究 被引量：1
6
作者 雷柏茂 万力 +3 位作者 何觅 吴莘馨 周羽 宋宇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期713-718,共6页
在压水堆核电站余热排出系统冷热水混合区管道发现了由热疲劳导致的不同方向的浅裂纹群,疲劳裂纹的萌生方向可根据临界面方向进行预测。本文对临界面方向进行了理论推导,得出了双轴疲劳载荷作用下临界面方向的解析解。基于C++语言开发... 在压水堆核电站余热排出系统冷热水混合区管道发现了由热疲劳导致的不同方向的浅裂纹群,疲劳裂纹的萌生方向可根据临界面方向进行预测。本文对临界面方向进行了理论推导,得出了双轴疲劳载荷作用下临界面方向的解析解。基于C++语言开发了临界面方向的分析程序,同时采用C++开发的分析程序和有限元软件Code_Aster计算了临界面方向,并将计算结果与理论解析解进行了对比验证。临界面方向分析结果与余热排出系统管道中发现的热疲劳裂纹方向吻合。研究表明,余热排出系统管道焊接残余应力对热疲劳裂纹萌生方向具有决定性的作用。 展开更多
关键词 热疲劳裂纹 焊接残余应力 临界面方向 裂纹萌生方向
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脆性材料单压时断裂机理与强度尺寸效应的试验研究 被引量：1
7
作者 刘天鹏 师俊平 +1 位作者 汤安民 马凯 《西安理工大学学报》 CAS 2006年第3期307-310,共4页
通过两种试验方案,研究了脆性材料HT200在压缩过程中的启裂点、断裂方向以及强度的尺寸效应。结果表明,脆性材料HT200单轴压缩时,启裂点位于应力三维度最大值处即试件中部,断裂方向为最大剪应力方向;不同尺寸的试件,其单轴抗压强度不同... 通过两种试验方案,研究了脆性材料HT200在压缩过程中的启裂点、断裂方向以及强度的尺寸效应。结果表明,脆性材料HT200单轴压缩时,启裂点位于应力三维度最大值处即试件中部,断裂方向为最大剪应力方向;不同尺寸的试件,其单轴抗压强度不同的主要原因是端面约束影响范围的大小不同所造成的。 展开更多
关键词 脆性材料 启裂点 断裂方向 应力三维度
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