本文選題：有限元 + 層理性巖石�。� 參考：《工程力學(xué)》2017年09期

【摘要】：該文基于層理性巖石的水化作用和連續(xù)損傷特性,建立力學(xué)-化學(xué)-損傷耦合的有限元(FEM)求解方法,開(kāi)展含鉆井孔巖石的井壁應(yīng)力和圍巖損傷演化分析。該文發(fā)展橫觀各向同性Biot本構(gòu)關(guān)系,采用Weibull分布函數(shù)表征巖石的非均質(zhì)性;考慮水化作用引起的損傷,結(jié)合當(dāng)前應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力損傷得到損傷張量,對(duì)彈性模量和滲透率進(jìn)行損傷分析,實(shí)現(xiàn)層理性巖石在水化和荷載作用下的連續(xù)損傷演化,形成一套滲流-應(yīng)力-化學(xué)-損傷(HMCD)耦合分析方法。該文給出數(shù)值算例,將含損傷橫觀各向同性模型用于研究層理性巖石的水化特性,表明巖石的非均勻性和水化作用對(duì)井壁應(yīng)力解答具有重要影響,該有限元求解方法可對(duì)巖石水化、損傷進(jìn)行可靠、有效的數(shù)值分析。
[Abstract]:Based on the hydration and continuous damage characteristics of stratified rocks, a mechanical-chemical-damage coupled finite element method (FEMEM) is developed to analyze the wellbore stress and the damage evolution of surrounding rock with drilling holes. In this paper, the transversely isotropic Biot constitutive relation is developed, the Weibull distribution function is used to characterize the heterogeneity of rock, and the damage caused by hydration is considered, combined with the stress damage in the current stress state, the damage Zhang Liang is obtained. The damage analysis of elastic modulus and permeability is carried out to realize the continuous damage evolution of layered rock under hydration and load, and a set of coupled analysis method of seepage, stress-chemical damage and damage is formed. In this paper, a numerical example is given to study the hydration characteristics of stratified rock by using the transversely isotropic model with damage. It is shown that the inhomogeneity and hydration of rock have an important influence on the stress solution of wellbore. The finite element method can be used to analyze the hydration and damage of rock reliably and effectively.
【作者單位】： 清華大學(xué)航天航空學(xué)院應(yīng)用力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11372157,11302115,51608301) 教育部博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20120002110075) 全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文作者專項(xiàng)資金項(xiàng)目(201326) 中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2015M571030,2016M601170)
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：1851903