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地基加固新工法-气压劈裂技术研究进展 被引量：1
1
作者 周建 魏利闯 《地基处理》 2019年第1期63-78,共16页
气压劈裂技术能在土体中产生裂隙,增加土体渗透性,早期主要应用于污染场地修复工程,近年来逐渐应用到地基加固工程中,形成一种高效、经济的地基加固新工法。众多学者针对气压劈裂开展了广泛的研究,取得了一系列的成果,但尚未能满足实际... 气压劈裂技术能在土体中产生裂隙,增加土体渗透性,早期主要应用于污染场地修复工程,近年来逐渐应用到地基加固工程中,形成一种高效、经济的地基加固新工法。众多学者针对气压劈裂开展了广泛的研究,取得了一系列的成果,但尚未能满足实际工程设计要求。为将气压劈裂技术更好的应用到地基加固工程,本文分别从气压劈裂机理、气压劈裂裂隙扩展模型、气压劈裂监测技术三个方面总结了气压劈裂技术的发展历程和研究现状,指出并研究其现存问题,并讨论解决方案及该技术的发展前景。 展开更多
关键词 气压劈裂 劈裂机理 裂隙扩展模型 监测技术
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盾构隧道泥水劈裂三维数值模拟 被引量：1
2
作者 陈铁林 周墨臻 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1399-1407,I0007,共10页
泥水盾构法是一种重要的隧道施工方法,在复杂工程条件下易发生泥水劈裂破坏,目前国内外对泥水劈裂机理的研究还没有十分有效的方法。发展了基于弥散裂缝模型和流体体积法的泥水劈裂三维数值算法,自主研发了相应的有限元计算程序,开展了... 泥水盾构法是一种重要的隧道施工方法,在复杂工程条件下易发生泥水劈裂破坏,目前国内外对泥水劈裂机理的研究还没有十分有效的方法。发展了基于弥散裂缝模型和流体体积法的泥水劈裂三维数值算法,自主研发了相应的有限元计算程序,开展了盾构隧道泥水劈裂的三维数值模拟,研究了盾构隧道泥水劈裂形态、劈裂过程及其引起的地层位移变化,对比分析了土体黏聚力、内摩擦角、弹性模量和隧道尺寸对泥水劈裂形态及劈裂压力的影响。结果表明,劈裂面扩展至地表后,将在盾构机顶部土层内形成下窄上阔的梯形状块体,地层隆起变形主要发生在该块体内。相较于中小直径隧道,大直径隧道的劈裂路径更短,且启裂之后更容易扩展,劈裂风险更高。 展开更多
关键词 盾构隧道 泥水劈裂 有限元 劈裂扩展 劈裂压力
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泥水劈裂试验伸展现象的力学分析 被引量：13
3
作者 刘学彦 袁大军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1434-1442,共9页
泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给... 泥水盾构掘进时,在江中冲槽段等复杂条件下,泥水压力很难设定,稍有不慎就会发生泥水劈裂,甚至导致泥水喷发危及工程安全。为观察并研究劈裂伸展现象及其力学机制,在研制现场泥水劈裂仪并进行现场试验的基础上,建立泥水劈裂伸展模型,给出防止泥水劈裂的泥水压力上限设定的计算方法。研究表明:泥水劈裂伸展的力学特性不仅与地层性能有关,而且与所选用的泥浆特性有关。实际工程中,在地层性能不易改变的条件下,增加泥水重度、提高泥水黏性有利于阻止劈裂进一步伸展。劈裂发生后出现的泥水压力降低现象将有利于阻止泥水劈裂进一步伸展。在劈裂发生后,不能因为泥水压力下降而急忙增加泥水压力,这样不但泥水压力不能增加,反而会导致泥水劈裂的迅速伸展,加快泥水喷发的发生。绝大多数情况下,在泥水劈裂伸展的过程中泥水和地层的组合抗劈裂能力会逐渐变小。因此,预防泥水盾构开挖过程中的泥水喷发问题,要从预防泥水劈裂入手,对泥水压力的上限进行控制。 展开更多
关键词 隧道工程 泥水劈裂伸展模型 参数分析 地层强度特性 泥水特性 泥水压力
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天然裂缝影响下水力裂缝扩展的数值建模分析 被引量：2
4
作者 肖光辉 薛世峰 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第25期6462-6466,共5页
为了更好地处理天然裂缝影响下水力裂缝的扩展模拟问题,提出了区域置换与破损单元的概念和方法,在此基础上建立了包括裂缝内流体运动、地层流体渗流和储层应力变形的水力裂缝扩展理论模型方程,运用图形建模数值方法,分析得到低渗透岩石... 为了更好地处理天然裂缝影响下水力裂缝的扩展模拟问题,提出了区域置换与破损单元的概念和方法,在此基础上建立了包括裂缝内流体运动、地层流体渗流和储层应力变形的水力裂缝扩展理论模型方程,运用图形建模数值方法,分析得到低渗透岩石天然裂缝对水力压裂裂缝开展的影响:天然裂缝对水力裂缝端部应力场的改变形成混合裂缝扩展形式;位于水力裂缝端部拉张区域的张性天然裂缝,因为压裂液漏失和因路径改变产生的摩阻力,造成水力裂缝内有效驱动压力耗散,影响了水力裂缝的扩展。裂缝监测报告与数值分析结果一致,验证了数值分析的方法和结果。 展开更多
关键词 天然裂缝 水力裂缝 扩展 影响 数值分析
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砂泥交互储层定向井压裂裂缝穿层扩展真三轴实验研究 被引量：14
5
作者 侯冰 陈勉 +2 位作者 刁策 李良川 程谟骥 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第26期54-59,共6页
对于低渗透砂泥互层储层,为沟通更多砂岩层并增加泄油面积,通常采用斜井结合水力压裂技术进行开发。与直井和水平井相比,斜井中水力裂缝的起裂、转向形态复杂,而近井区域的裂缝复杂程度决定了压裂效果。针对储层中砂泥互层的情况,利用... 对于低渗透砂泥互层储层,为沟通更多砂岩层并增加泄油面积,通常采用斜井结合水力压裂技术进行开发。与直井和水平井相比,斜井中水力裂缝的起裂、转向形态复杂,而近井区域的裂缝复杂程度决定了压裂效果。针对储层中砂泥互层的情况,利用物理模拟实验,研究了砂泥互层中不同钻完井参数及地应力条件下水力裂缝起裂、转向和垂向扩展形态。研究结果表明:方位角和水平应力差对裂缝扩展能力有很大影响,当方位角较大,水平应力差较小时,近井区域裂缝扭曲程度大,数量多,不利于裂缝垂向扩展和施工后期加砂;泥岩层会阻碍裂缝垂向扩展,砂岩层与泥岩层之间应力差越高,阻碍作用越大,裂缝越不容易从砂岩层进入泥岩层。根据实验所得结论,提出了组合及分层压裂的判断依据。 展开更多
关键词 砂泥互层 斜井 水力压裂 裂缝扩展
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基于流-固耦合法的砂泥岩储层压裂裂缝延伸规律研究 被引量：4
6
作者 张飞 张士诚 +2 位作者 张劲 邹雨时 周彤 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第1期68-72,共5页
基于多孔介质流-固耦合的基本方程,建立起砂泥岩储层压裂裂缝扩展的三维有限元模型,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,定量描述裂缝延伸规律。模型计算结果显示,砂泥岩储层裂缝缝宽剖面呈“S”型,泥岩夹层... 基于多孔介质流-固耦合的基本方程,建立起砂泥岩储层压裂裂缝扩展的三维有限元模型,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,定量描述裂缝延伸规律。模型计算结果显示,砂泥岩储层裂缝缝宽剖面呈“S”型,泥岩夹层裂缝宽度较砂岩缝宽小20%~35%,施工排量与砂泥岩层应力差对裂缝宽度影响较大,建议砂泥岩储层施工排量范围为3.5-4.0m3/min。在应力差高于4 MPa的砂泥岩储层,考虑夹层厚度的条件下优先实施分层压裂。 展开更多
关键词 砂泥岩薄互层 多孔介质 流-固耦合 有限单元 压裂裂缝延伸
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定向射孔体积压裂复杂裂缝扩展机理试验研究 被引量：2
7
作者 常鑫 程远方 +1 位作者 时贤 韩修廷 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第20期116-122,共7页
基于线弹性岩石力学和定向射孔增产理论,提出了利用定向射孔诱导地层形成复杂体积裂缝的增产设计思路。通过大型真三轴水力压裂物理模拟实验对其压裂机理进行了研究,分析了射孔方位、水平地应力差、射孔深度等对破裂压力以及裂缝扩展形... 基于线弹性岩石力学和定向射孔增产理论,提出了利用定向射孔诱导地层形成复杂体积裂缝的增产设计思路。通过大型真三轴水力压裂物理模拟实验对其压裂机理进行了研究,分析了射孔方位、水平地应力差、射孔深度等对破裂压力以及裂缝扩展形态的影响。结果表明:定向射孔方位角和水平地应力差对破裂压力的影响最为明显;并且控制着裂缝转向半径。随着射孔方位角的增大,破裂压力逐渐升高;随着射孔深度的增加,破裂压力逐渐降低;同时存在一个最佳射孔方位角范围,在此范围内可以诱导地层产生"S"型、"X"型等复杂裂缝形态。研究成果可为定向射孔压裂施工参数优选提供理论支撑。 展开更多
关键词 体积压裂 定向射孔 水力压裂 裂缝扩展机理 多裂缝
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基于Solidworks的水力裂缝三维重构(英文) 被引量：1
8
作者 郑小锦 陈勉 +1 位作者 侯冰 金衍 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第14期32-38,共7页
水力压裂室内模拟实验可以有效地模拟现场压裂过程,是认识水力裂缝扩展规律的有效途径。目前真三轴压裂实验中采用的岩样一般为立方体水泥块,在实验之后通过剖开岩样可以观察裂缝的扩展形态。但是岩样在剖开之后却变得支离破碎,不易直... 水力压裂室内模拟实验可以有效地模拟现场压裂过程,是认识水力裂缝扩展规律的有效途径。目前真三轴压裂实验中采用的岩样一般为立方体水泥块,在实验之后通过剖开岩样可以观察裂缝的扩展形态。但是岩样在剖开之后却变得支离破碎,不易直观地展现裂缝之间的相互关系;而且破碎岩样所呈现的抽象形态也很难用照片或者文字来记录。基于这些原因,通过Solidworks软件,利用软件中的"曲面放样"、"拉伸基体"等功能,对破碎岩样中的水力裂缝进行了三维重构。重构之后,岩样中的水力裂缝能够直观地在三维空间中展现出来,方便工作人员从各个角度对裂缝进行研究。而且这种重构方法步骤简单、易于操作,对于大批量、重复性的室内模拟实验,可作为一种记录水力裂缝形态的有效工具,为工作人员在实验后期对各组裂缝做进一步的对比分析提供便利。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝扩展 SOLIDWORKS 三维重构
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