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黏聚力模型破坏准则及其参数选取 被引量:40
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作者 寇剑锋 徐绯 +1 位作者 郭家平 许秋莲 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期714-718,共5页
对黏聚力模型的本构关系和损伤演化过程作详细的介绍。推导出当法向刚度与切向刚度不同时,在复杂应力条件下,运用BK(Benzeggagh-Kenane)准则、指数准则等破坏演化准则的材料损伤过程。提出通过MMB(mixed-modebending)实验数据得到破坏... 对黏聚力模型的本构关系和损伤演化过程作详细的介绍。推导出当法向刚度与切向刚度不同时,在复杂应力条件下,运用BK(Benzeggagh-Kenane)准则、指数准则等破坏演化准则的材料损伤过程。提出通过MMB(mixed-modebending)实验数据得到破坏演变准则及其参数的方法,并得到可较好表达复杂应力状态下材料损伤规律的多项式准则。 展开更多
关键词 黏聚力模型 破坏起始 破坏演化 裂纹扩展 多项式准则
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坚硬顶板砂岩水力压裂裂缝扩展规律分析 被引量:17
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作者 焦战 陈灿 肖洪天 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第34期14528-14534,共7页
为探究不同因素对水力裂缝扩展行为的影响,以塔山煤矿坚硬顶板砂岩为研究对象,采用扩展有限元法模拟裂缝扩展过程,分析了水平应力比、抗拉强度、泊松比、间隔时间、注液速率和裂缝间距对裂缝扩展行为的影响。结果表明:单裂缝扩展时,应... 为探究不同因素对水力裂缝扩展行为的影响,以塔山煤矿坚硬顶板砂岩为研究对象,采用扩展有限元法模拟裂缝扩展过程,分析了水平应力比、抗拉强度、泊松比、间隔时间、注液速率和裂缝间距对裂缝扩展行为的影响。结果表明:单裂缝扩展时,应力比和泊松比越大,抗拉强度越小,越有利于裂缝延伸,且稳定扩展压力越小;应力比和泊松比越小,抗拉强度越大,越有利于裂缝张开;注液间隔时间对裂缝扩展影响较小。双裂缝扩展时,注液速率和裂缝间距越大,越有利于裂缝延伸;注液速率越大和裂缝间距越小,越有利于裂缝张开;注液速率减小,裂缝间距增大,稳定扩展压力减小。针对坚硬顶板砂岩的水力压裂,此研究可为煤矿现场设计与施工提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 坚硬顶板 水力压裂 扩展有限元 裂缝扩展 裂缝扩展规律
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含三维内置断裂面新型材料断裂体破裂过程研究 被引量:15
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作者 付金伟 朱维申 +3 位作者 雒祥宇 李勇 周浩 张敦福 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3257-3263,共7页
由于不透明的内含裂隙的岩石类材料难以直接观测其破裂过程和开展含三维裂隙试验的复杂性等原因,目前含三维断裂面岩体的破裂研究还处于初期阶段。研制一种完全透明、在较低温度下拉压强度比可达1/6.6的树脂材料,其与岩石特性的相似性... 由于不透明的内含裂隙的岩石类材料难以直接观测其破裂过程和开展含三维裂隙试验的复杂性等原因,目前含三维断裂面岩体的破裂研究还处于初期阶段。研制一种完全透明、在较低温度下拉压强度比可达1/6.6的树脂材料,其与岩石特性的相似性比前人有大幅度提高。建立一整套可制作含多断裂面试件的工艺流程和相应的模具及技术,并初步开展含单个和双个内置椭圆形断裂面试件在单轴加载下的试验。研究次生裂纹扩展和试件破裂规律与应力-应变关系。试验结果表明:试件的破裂大致经历4个阶段。含三维断裂体试件的破裂比二维情况复杂得多,产生多种不同形态的新裂纹。 展开更多
关键词 脆性透明材料 特殊工艺流程 三维内置断裂面 次生裂纹扩展 破裂规律
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动静载荷下巷道围岩裂纹扩展规律的试验研究 被引量:12
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作者 郭东明 闫鹏洋 +2 位作者 薛磊 罗浪 杨俊 《矿业科学学报》 2016年第2期146-154,共9页
为了研究动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展规律,将PMMA材料加工成含有单裂纹的试件,利用爆炸加载动态焦散线测试系统进行了巷道围岩裂纹扩展规律的试验。研究表明,预制裂纹的扩展位移、试件损伤度以及试验围压之间存在密切联系:扩... 为了研究动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展规律,将PMMA材料加工成含有单裂纹的试件,利用爆炸加载动态焦散线测试系统进行了巷道围岩裂纹扩展规律的试验。研究表明,预制裂纹的扩展位移、试件损伤度以及试验围压之间存在密切联系:扩展位移与试件损伤度呈负相关的关系;损伤度随围压的增大呈现先增大后减小的变化规律;不同围压条件下,预制裂纹在等量爆炸载荷作用下均出现扩展和止裂交替变化的现象,但预制裂纹扩展位移随着围压的增大呈先减小后增大的变化规律,在0 MPa围压下扩展位移有最大值30.84 mm,在0.4 MPa时扩展位移有最小值10.98 mm。裂纹端部扩展速度与能量释放率关系较为密切:能量释放率增大时,扩展速度会相应增大;预制裂纹扩展速度减小后,受应力波影响,裂纹端部积累能量,能量释放率又会相应增大。 展开更多
关键词 动静载荷 巷道围岩 预制裂纹 焦散线测试系统 裂纹扩展规律 损伤度
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不同倾角矿体地下开采采场覆岩破坏失稳研究 被引量:9
5
作者 杨舜 李小双 +2 位作者 刘志芳 耿加波 饶昱贝 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第4期32-37,共6页
地下采场围岩及覆岩稳定性是影响矿山安全生产的主要因素之一。为探索地下开采过程中不同倾角矿体采场覆岩的破坏失稳特征,采用PFC2D软件建立倾角20°和50°矿体模型,模拟分析开采过程中采场覆岩的内部应力变化和裂隙扩展规律,... 地下采场围岩及覆岩稳定性是影响矿山安全生产的主要因素之一。为探索地下开采过程中不同倾角矿体采场覆岩的破坏失稳特征,采用PFC2D软件建立倾角20°和50°矿体模型,模拟分析开采过程中采场覆岩的内部应力变化和裂隙扩展规律,并与相似模型进行对比,结果表明:(1)两种矿体模型在分步开挖过程中,开采空间较小时,覆岩均会经历卸荷-回升-波动-稳定4个阶段,但倾角越小,离采场相同距离覆岩处内部应力稳定时间越长,越容易发生二次卸荷;(2)开采空间较小时,对应顶板围岩和邻近覆岩产生少量微裂隙,且裂隙扩展呈拱形,有贯通采场上端和下端的趋势。多步回采之后,各采场围岩及覆岩之间的裂隙相互贯通,并逐步向地表扩展,并导致采场失稳;(3)矿体模型倾角越小,覆岩受拉区域越大,受拉作用也更明显,导致更多裂隙的产生,裂隙的扩展速率越快,贯通也越快,倾角20°模型开采对围岩及覆岩的稳定性影响更大。该研究结果可为地下开采过程中矿山开采地压控制、采场失稳和采空区塌陷等技术难题提供理论参考。 展开更多
关键词 不同倾角矿体 地下开采 裂隙扩展规律 数值模拟
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吉木萨尔页岩油井区CO_(2)前置压裂工艺参数优化及现场实践 被引量:2
6
作者 赵坤 李泽阳 +4 位作者 刘娟丽 胡可 江冉冉 王伟祥 刘秀珍 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第1期83-90,共8页
吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油具有原始渗透率极低,原油黏度高等特点,自然条件下无经济产能。通过现场实践,证明密切割+高强度体积压裂,是实现页岩油规模开发的最有效手段之一,但现阶段如何延缓油井递减率,提高单井采收率仍是亟待解决的... 吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油具有原始渗透率极低,原油黏度高等特点,自然条件下无经济产能。通过现场实践,证明密切割+高强度体积压裂,是实现页岩油规模开发的最有效手段之一,但现阶段如何延缓油井递减率,提高单井采收率仍是亟待解决的问题。2019—2022年,在吉木萨尔页岩油区块,开展了CO_(2)前置压裂辅助提产技术研究和现场试验,系统地研究分析CO_(2)前置蓄能压裂和CO_(2)吞吐在吉木萨尔页岩油区块的应用效果。结果表明,超临界态CO_(2)具有混相增能、溶蚀改善储层条件、提高渗吸置换效率、提高缝网复杂程度等作用,并明确最优注入量、注入速度、注入方式等关键工艺参数,初步形成了一套页岩油藏CO_(2)前置压裂的工艺技术体系。根据生产数据预测,CO_(2)前置压裂工艺可将最终采收率提升20%左右,对实现页岩油效益开发,为其他类型页岩油藏提高开发效果提供参考。 展开更多
关键词 CO_(2)前置 储层改造 裂缝扩展规律 参数优化 吉木萨尔页岩油
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超高韧性水泥基复合材料疲劳裂缝扩展公式的理论与试验研究 被引量:7
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作者 刘问 徐世烺 李庆华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期67-74,共8页
该文基于Paris公式,对具有应变硬化和多缝开裂特征的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的疲劳裂缝扩展理论进行了理论研究,并通过试验进行验证。研究表明,Paris公式适用于UHTCC。其中:裂缝扩展参数由裂缝面积扩展A表示;与之相应,使用复合... 该文基于Paris公式,对具有应变硬化和多缝开裂特征的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的疲劳裂缝扩展理论进行了理论研究,并通过试验进行验证。研究表明,Paris公式适用于UHTCC。其中:裂缝扩展参数由裂缝面积扩展A表示;与之相应,使用复合断裂能增长量ΔJ代替应力强度因子变化量ΔK。基于试验,该文求出UHTCC的疲劳裂缝扩展门槛值,即当疲劳过程中的断裂能幅值ΔJ小于某一临界值ΔJth时,疲劳裂缝不扩展。在疲劳过程中,UHTCC的裂缝覆盖面积随疲劳过程呈三阶段线性发展,与疲劳变形的发展趋势一致。UHTCC的疲劳裂缝扩展随疲劳最大荷载与荷载幅值的增大而加速发展。 展开更多
关键词 结构工程 疲劳裂缝扩展 Paris公式 超高韧性水泥基复合材料 裂缝扩展门槛值
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直升机行星架疲劳裂纹扩展寿命预测 被引量:8
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作者 范磊 王少萍 +2 位作者 张超 孔德贺 毛阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1927-1935,共9页
直升机行星齿轮保持架(简称行星架)是传动系统的重要部件,其可靠性对于直升机的飞行安全至关重要。行星架疲劳裂纹故障的发生、发展受多种因素影响,其故障诊断和寿命预测都有难度。为准确预测行星架疲劳裂纹寿命,研究了其裂纹故障发生... 直升机行星齿轮保持架(简称行星架)是传动系统的重要部件,其可靠性对于直升机的飞行安全至关重要。行星架疲劳裂纹故障的发生、发展受多种因素影响,其故障诊断和寿命预测都有难度。为准确预测行星架疲劳裂纹寿命,研究了其裂纹故障发生、发展规律,提出了基于对数线性的方法,将裂纹扩展过程离散化处理,采用Paris公式,定量描述裂纹扩展速率,结合Miner准则,累积其疲劳损伤过程,最终得到随裂纹长度变化的行星架剩余使用寿命数值。利用有限元软件ANSYS Workbench的疲劳寿命模块对计算得到的数值结果进行了仿真对比,验证了方法的精确性和有效性。 展开更多
关键词 直升机行星架 疲劳裂纹扩展 剩余寿命预测 对数线性 Miner准则 累积损伤 Paris公式
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基于扩展有限元法的混凝土重力坝裂缝扩展仿真研究 被引量:3
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作者 张建伟 刘佳冰 +2 位作者 黄锦林 王勇 曹克磊 《广东水利水电》 2023年第5期8-14,共7页
以坡月水库5#坝块为研究对象,采用扩展有限元法和水容重超载法对该坝块进行裂缝扩展仿真研究,探究该坝块的临界超载系数,研究重力坝坝踵部位裂缝扩展规律。结果表明:①5#坝块在满库水位下的水容重临界超载系数为1.4,可为坡月水库该坝块... 以坡月水库5#坝块为研究对象,采用扩展有限元法和水容重超载法对该坝块进行裂缝扩展仿真研究,探究该坝块的临界超载系数,研究重力坝坝踵部位裂缝扩展规律。结果表明:①5#坝块在满库水位下的水容重临界超载系数为1.4,可为坡月水库该坝块的极限承载能力提供参考依据。②大坝基本处于受压状态,仅坝踵周围和水力劈裂处产生拉应力,且最大拉应力均出现在坝踵部位。同一超载系数工况下,相同高程处的下游坝面位移比上游坝面位移大;坝体不同高程处的位移随高程的增大而增大;不同超载系数工况下,坝踵部位的拉应力、上下游坝面处的位移均随超载系数增大而增大。③裂缝扩展过程中,应力集中区沿裂缝扩展路径向裂缝尖端部位移动,当裂缝尖端的拉应力达到材料的抗拉强度时,裂缝继续扩展;当应力集中区移动到裂缝尖端且裂缝尖端的拉应力小于材料的抗拉强度时,裂缝停止扩展,研究成果可为重力坝坝踵部位裂缝扩展研究提供参考。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 扩展有限元法 水容重超载法 裂缝扩展规律
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碎软煤层底板梳状孔分段压裂抽采瓦斯技术 被引量:7
10
作者 杜天林 姜在炳 +4 位作者 张俭 舒建生 李贵红 牟全斌 贾立龙 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2021年第1期107-113,共7页
为提高煤层的瓦斯抽采效果,以阳泉矿区15#碎软煤层为研究对象,对煤层及其底板岩层特征进行分析,融合煤层底板梳状长钻孔和分段水力压裂技术,形成针对各个梳状分支孔的分段压裂方式,并理论分析了该方式水力压裂裂缝扩展延伸规律。试验研... 为提高煤层的瓦斯抽采效果,以阳泉矿区15#碎软煤层为研究对象,对煤层及其底板岩层特征进行分析,融合煤层底板梳状长钻孔和分段水力压裂技术,形成针对各个梳状分支孔的分段压裂方式,并理论分析了该方式水力压裂裂缝扩展延伸规律。试验研究了满足分段压裂技术要求的梳状长钻孔设计与施工工艺,构建了基于裸眼封隔器+滑套投球分段压裂工具组合的压裂参数设计和压裂施工工艺流程,最终形成梳状长钻孔主孔长度534 m,分支孔5个,主孔下入分段压裂工具串490 m,实现了4个分支孔分段压裂,单段最大注水量611 m^(3),最大泵注压力17.18 MPa;与常规的穿层钻孔瓦斯抽采技术对比,试验后瓦斯抽采浓度提高了10.53倍,百米钻孔瓦斯抽采量提高了2.02倍。 展开更多
关键词 碎软低透气性煤层 梳状长钻孔 分段压裂 裂缝扩展规律 瓦斯抽采
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温度对深部裂隙砂岩裂纹扩展规律的影响
11
作者 王治磊 康志强 +1 位作者 冯江江 姚旭龙 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第3期128-135,共8页
为研究裂隙砂岩在不同温度条件下的力学特性和裂纹扩展规律,对不同温度(-20℃、20℃、40℃)处理后的裂隙砂岩进行双轴压缩试验,并采用PFC2D模拟了裂隙砂岩在不同温度作用后的双轴压缩试验,分析了裂隙砂岩在温度作用后的裂纹演化、破坏... 为研究裂隙砂岩在不同温度条件下的力学特性和裂纹扩展规律,对不同温度(-20℃、20℃、40℃)处理后的裂隙砂岩进行双轴压缩试验,并采用PFC2D模拟了裂隙砂岩在不同温度作用后的双轴压缩试验,分析了裂隙砂岩在温度作用后的裂纹演化、破坏模式、扩展速率和扩展形态等参数的变化规律。研究结果表明,温度对裂隙砂岩的裂纹扩展速率和形态有着显著影响,高温条件下裂纹扩展速率更快,并且裂纹形态呈对称“L”形,同时裂纹数量增多;低温条件下裂纹扩展速率减缓,裂纹形态呈对称平行直线形。此外,温度对颗粒之间的摩擦力和黏结力也会产生影响,从而影响裂纹扩展。通过对比温度-应力耦合数值模型与试验结果可知,两者的相似度高达95%,可以较好地验证裂隙砂岩裂纹扩展规律,研究工作可为岩石力学领域的技术创新提供新思路和新方法。 展开更多
关键词 裂隙砂岩 温度 裂纹扩展规律 力学特性 PFC2D
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千斤顶偏心荷载作用下盾构隧道管片裂纹扩展规律 被引量:6
12
作者 苏昂 《铁道建筑》 北大核心 2018年第5期66-69,共4页
盾构在穿越上软下硬复合地层时掘进姿态控制不佳,易出现千斤顶偏心,导致管片局部出现裂纹。基于扩展有限元理论,运用ABAQUS软件建立管片精细化三维模型,分析千斤顶向内、向外偏心时管片的裂纹形态、扩展规律和扩展路径。分析结果表明:... 盾构在穿越上软下硬复合地层时掘进姿态控制不佳,易出现千斤顶偏心,导致管片局部出现裂纹。基于扩展有限元理论,运用ABAQUS软件建立管片精细化三维模型,分析千斤顶向内、向外偏心时管片的裂纹形态、扩展规律和扩展路径。分析结果表明:初始裂纹出现在千斤顶偏心一侧的凸榫边缘,内弧面、外弧面、顶面与侧面均出现大范围网状裂纹;千斤顶向内弧面偏心时管片裂纹范围更广,数量更多,危害更严重;裂纹长度呈台阶递增,裂纹扩展可分为裂纹初始发展、裂纹协调发展、裂纹迅速发展3个阶段,在第3个阶段裂纹扩展最迅速,管片结构出现区域性破坏。 展开更多
关键词 地铁 裂纹扩展规律 数值计算 管片 千斤顶偏心荷载 上软下硬地层
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钢结构桥梁低合金钢焊缝疲劳裂纹扩展研究
13
作者 孙荣国 《金属功能材料》 CAS 2024年第3期114-120,共7页
钢结构桥梁在焊缝金属区域初生缺陷和疲劳荷载共同作用下,会产生裂纹并快速扩展,进而降低其使用寿命。研究钢结构桥梁低合金钢焊缝缺陷的扩展规律和裂纹扩展速率,对检测结构安全性至关重要。因此研究钢结构桥梁低合金钢焊接疲劳裂纹扩... 钢结构桥梁在焊缝金属区域初生缺陷和疲劳荷载共同作用下,会产生裂纹并快速扩展,进而降低其使用寿命。研究钢结构桥梁低合金钢焊缝缺陷的扩展规律和裂纹扩展速率,对检测结构安全性至关重要。因此研究钢结构桥梁低合金钢焊接疲劳裂纹扩展规律和速率。首先采用有限元方法将表面裂纹的形态进行数值模拟,计算疲劳裂纹形态的变化趋势。然后从钢结构桥梁的真实受力情况出发,结合扩展形态对低合金钢断裂朝度扩展规律进行分析。利用虚裂缝发展法对钢结构桥梁低合金钢焊接疲劳裂纹扩展速率进行计算。试验结果表明:提出的钢结构桥梁低合金钢焊接疲劳裂纹扩展分析方法,具有较高的准确性,最高时达到96%,充分满足研究要求。 展开更多
关键词 钢结构桥梁 钢焊接 疲劳裂纹 裂纹扩展 扩展规律 扩展速度
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基于水力压裂裂缝扩展规律的天然气开发应用
14
作者 余绍志 纪国法 《能源与环保》 2024年第8期242-247,253,共7页
为进一步探究致密砂岩地质环境下的天然气资源开采工作注意事项,以西南地区某地致密砂岩地质环境下的天然气田为研究案例,应用ABAQUS数值模拟分析软件,结合前期地质勘查资料展开较为详细的建模分析,重点探究了应用水平井分段压裂技术开... 为进一步探究致密砂岩地质环境下的天然气资源开采工作注意事项,以西南地区某地致密砂岩地质环境下的天然气田为研究案例,应用ABAQUS数值模拟分析软件,结合前期地质勘查资料展开较为详细的建模分析,重点探究了应用水平井分段压裂技术开采时,水力裂缝长度和分段间距两项关键指标对开采效果可能造成的影响。结果显示,在实际开采过程中,应当控制井壁处诱导应力差值,避免其过大或过小,因而也需要避免水力裂缝长度和分段间距过低或过高;相对而言,控制水力裂缝长度为100~200 m内,且控制分段间距为50~100 m时,有利于致密砂岩地质环境下的复杂裂缝的产生,此时对开采工作也相对较为有利。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展规律 天然气开发
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致密油储层压裂裂缝扩展规律分析及影响研究
15
作者 谷团 樊涛 +3 位作者 张林鹏 杨书港 李宾 王文 《粘接》 CAS 2024年第3期116-119,共4页
以鄂尔多斯延长组长7裂缝性致密油储层为例,开展致密油储层裂缝扩展实验研究,分析裂缝扩展的影响因素,并对裂缝扩展规律进行模拟分析,实验结果表明:长7致密油储层岩石杨氏模量、泊松比和抗压强度波动范围广,造成数值差异较大;矿物组成... 以鄂尔多斯延长组长7裂缝性致密油储层为例,开展致密油储层裂缝扩展实验研究,分析裂缝扩展的影响因素,并对裂缝扩展规律进行模拟分析,实验结果表明:长7致密油储层岩石杨氏模量、泊松比和抗压强度波动范围广,造成数值差异较大;矿物组成分布差异为3%~46%,平均值为16.85%左右;该区块储层岩石发育部分的天然裂缝,储层最大水平主应力和最小水平主应力差异较大,储层水平和垂直方向上的孔、渗、饱等物性差异较大。天然裂缝的形成和发展受自然裂缝存在与地应力场差异这两个关键因素的显著影响,长7储层原始状态下裂缝的形态呈现低角度。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 延长组长7致密储层 致密油 水力压裂物模实验 裂缝扩展规律
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An estimation of stress intensity factor in a clamped SE(T) specimen through numerical simulation and experimental verification:case of FCGR of AISI H11 tool steel 被引量:4
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作者 Masood Shah Catherine Mabru +2 位作者 Farhad Rezai-Aria Ines Souki Riffat Asim Pasha 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第4期307-319,共13页
A finite element analysis of stress intensity factors (KI) in clamped SE(T)c specimens (dog bone profile) is presented. A J-integral approach is used to calculate the values of stress intensity factors valid for... A finite element analysis of stress intensity factors (KI) in clamped SE(T)c specimens (dog bone profile) is presented. A J-integral approach is used to calculate the values of stress intensity factors valid for 0.125≤a/W≤0.625. A detailed comparison is made with the work of other researchers on rectangular specimens. Different boundary conditions are explored to best describe the real conditions in the laboratory. A sensitivity study is also presented to explore the effects of variation in specimen position in the grips of the testing machine. Finally the numerically calculated SIF is used to determine an FCGR curve for AISI Hll tool steel on SE(T)c specimens and compared with C(T) specimen of the same material. 展开更多
关键词 Fatigue crack propagation Stress intensity factor J-INTEGRAL Paris law
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不同倾角裂隙粉砂岩扩展过程试验与模拟 被引量:5
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作者 王林涛 刘启蒙 刘瑜 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第1期89-93,共5页
为研究裂隙扩展及最终破坏形式,以淮北矿区顶板粉砂岩为例,基于岩石力学伺服试验,结合岩石力学理论概化试验模型,利用离散元PFC2D建立数学模型,通过调整预制裂隙水平角度分析岩石试样裂纹萌生、扩展及最后破坏过程。研究结果表明:采动... 为研究裂隙扩展及最终破坏形式,以淮北矿区顶板粉砂岩为例,基于岩石力学伺服试验,结合岩石力学理论概化试验模型,利用离散元PFC2D建立数学模型,通过调整预制裂隙水平角度分析岩石试样裂纹萌生、扩展及最后破坏过程。研究结果表明:采动破坏下,裂隙倾角越大,岩体所受压应力越大,裂隙越容易闭合;不同倾角裂隙岩石破坏形式基本相同且多为轴向裂隙贯通或劈裂;随荷载增加,预置裂隙端部首先萌生微裂纹,达到应力峰值之前微裂纹增长缓慢,微裂纹数目逐渐增加进而发展为包裹状裂纹,最后发展成主生裂纹,微裂纹数目与裂隙倾角呈正相关;荷载继续增加,预置裂隙边界产生反翼裂纹,内部裂隙发生贯通,岩石发生破坏;裂隙扩展程度与裂隙倾角呈负相关。 展开更多
关键词 三轴压缩 裂隙倾角 裂隙扩展规律 颗粒流
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不同倾角与裂纹数量对岩石的强度及裂纹扩展规律的影响分析 被引量:4
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作者 戴兵 王建波 +2 位作者 赵杰 刘峰 陈科旭 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2020年第1期7-11,共5页
配制岩石的相似模拟材料,并制作含有不同倾角的单条、双条和3条预制裂纹试样,对试样进行单轴压缩试验。试验研究表明,试样的峰值强度随着主裂纹倾角的增大呈现出先减小后增大的变化趋势,但是,试样峰值强度的最小值随着裂纹数量的增加而... 配制岩石的相似模拟材料,并制作含有不同倾角的单条、双条和3条预制裂纹试样,对试样进行单轴压缩试验。试验研究表明,试样的峰值强度随着主裂纹倾角的增大呈现出先减小后增大的变化趋势,但是,试样峰值强度的最小值随着裂纹数量的增加而不同,裂纹的起裂应力也随着裂纹数量的增加而降低。在裂纹扩展模式方面,试样在压缩过程中都存在张拉破坏区域,多条裂纹搭接的方式随着预制裂纹数量的不同而变化。 展开更多
关键词 裂纹倾角 裂纹数量 裂纹扩展规律 峰值强度 相似模拟
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微波加热与传统加热下混凝土的热力学响应 被引量:1
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作者 邵珠山 张宏亮 +2 位作者 魏玮 张鹏举 陈文文 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第3期107-115,共9页
传统混凝土破碎技术存在粗骨料损伤大、机械磨损严重和能耗高等弊端,这些问题可以通过在破碎前对混凝土进行微波处理来解决。为了评价微波处理技术的工业适用性,通过不同功率微波对混凝土试件进行加热,并与传统加热方式相比较,研究混凝... 传统混凝土破碎技术存在粗骨料损伤大、机械磨损严重和能耗高等弊端,这些问题可以通过在破碎前对混凝土进行微波处理来解决。为了评价微波处理技术的工业适用性,通过不同功率微波对混凝土试件进行加热,并与传统加热方式相比较,研究混凝土的加热效率和宏观裂纹扩展规律,而后进行单轴抗压强度试验,得到混凝土在不同热处理条件下的强度弱化规律。结果表明:与传统加热方式相比,微波加热技术能有效促进混凝土内部和表面裂纹扩展,削弱混凝土的强度,并且高功率微波下效率更高,能量消耗更少。此外,微波加热时未完全烘干的混凝土容易出现低温爆裂现象,爆裂时间与功率水平呈负幂函数关系,与烘干时间呈正幂函数关系。 展开更多
关键词 混凝土 微波加热 传统加热 裂纹扩展机理 强度弱化规律
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含单裂隙岩体蠕变破裂裂纹扩展演化规律研究
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作者 赵娜 孟利新 张怡斌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1106-1116,共11页
岩体内部存在大量不同尺寸裂隙,形成不同结构形式的裂隙岩体,裂隙的存在会降低岩体的力学性能,对于岩体工程的整体稳定性具有很大的影响。本研究基于滑动翼裂纹模型对恒定载荷下含单裂隙岩体蠕变变形进行了理论推导和分析,基于MAPLE软... 岩体内部存在大量不同尺寸裂隙,形成不同结构形式的裂隙岩体,裂隙的存在会降低岩体的力学性能,对于岩体工程的整体稳定性具有很大的影响。本研究基于滑动翼裂纹模型对恒定载荷下含单裂隙岩体蠕变变形进行了理论推导和分析,基于MAPLE软件直观给出恒定载荷下裂隙角度、长度对蠕变变形的影响,采用连续-非连续数值分析软件GDEM,对预制单裂隙在不同倾角、不同长度情况下岩体的蠕变破裂裂纹扩展进行数值模拟。通过理论分析和数值模拟可以看出,岩体蠕变速率随着裂隙长度的增大而增大;随着裂隙角度的增加出现先增大后减小的趋势,其中裂隙倾角为30°时蠕变速率最大。含单裂隙岩体蠕变破裂裂纹扩展规律的研究可为岩体工程蠕变破裂规律研究及蠕变治理提供一定的理论依据和参考。 展开更多
关键词 单裂隙 蠕变破裂 裂纹扩展 演化规律 恒定载荷
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