Title of Paper:水压致裂过程的三维数值模拟研究

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Date of Publication:2010-01-01

Journal:岩土工程学报

Included Journals:Scopus、EI、PKU、ISTIC、CSCD

Volume:32

Issue:12

Page Number:1875-1881

ISSN No.:1000-4548

Key Words:流固耦合; 并行有限元计算; 三维水压致裂; 数值模拟

Abstract:基于RFPA数值分析方法和并行计算技术,建立了反映岩石细观损伤演化过程的三维渗流-应力-损伤耦合模型.对具有120万单元的方形岩石材料模型,进行
   了4组不同应力状态下水压致裂过程的三维大规模科学计算分析.计算结果分析表明:起裂压力与失稳压力并不重合,起始裂纹均为张性,裂纹扩展形式,表面平整
   度,走向,扩展失稳过程以及裂纹的空间分布形态受应力状态影响.当竖直方向为最大主应力方向时裂纹呈空间竖片分布,当水平应力差较大时裂纹表面形态平整,
   失稳到来较快;当竖直方向为最小主应力方向时裂纹的空间分布呈水平片状;不等的主应力情况下裂纹总是分布在最小主应力面内;当三向主应力相等时,裂纹起裂
   位置和扩展方向具有竞争趋势,空间分布不具规律,裂缝分支较多.数值模拟结果与物理实验结果有着较好的吻合,该研究对水压致裂工程设计有一定参考价值