人工誘導(dǎo)裂縫（如水力裂縫）及流體與巖石先存裂縫體系的相互作用是多種工程條件下不可回避的重要問題之一。以往的研究主要集中在先存的摩擦界面（無內(nèi)聚力）與人工誘導(dǎo)裂縫的相互作用關(guān)系上。然而,我們對于具有內(nèi)聚力的先存不連續(xù)面（如方解石脈和層理面）對人工誘導(dǎo)裂縫擴展的影響仍然知之甚少。同時,對流體（如水基壓裂液）短時間浸泡對巖石張裂紋的起裂和擴展影響的研究尚不十分全面。本文采用離散元數(shù)值模擬以及半圓形三點彎曲實驗方法,重點研究了頁巖和花崗巖中具有內(nèi)聚力的先存不連續(xù)面對張裂紋擴展規(guī)律的影響,同時,通過計算斷裂韌度,量化了頁巖和花崗巖抵抗裂紋擴展的能力。借助離散元數(shù)值模型,本文系統(tǒng)地研究了具有內(nèi)聚力的先存不連續(xù)面的幾何屬性（先存不連續(xù)面的傾角與厚度、先存不連續(xù)面與人工誘導(dǎo)裂縫之間的距離等）,先存不連續(xù)面的巖石力學(xué)性質(zhì)（強度）對人工誘導(dǎo)裂縫擴展規(guī)律及斷裂韌度的影響。通過半圓形三點彎曲實驗,研究了流體的存在及其對巖石的浸泡時長對人工誘導(dǎo)裂縫擴展規(guī)律及斷裂韌度的影響。研究結(jié)果表明,先存不連續(xù)面的幾何屬性及其巖石力學(xué)性質(zhì)對人工裂隙的起裂和擴展模式均有顯著影響,同時,巖石在流體內(nèi)的浸泡處理明顯降低了巖石斷裂韌... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 巖石力學(xué)特性與地質(zhì)工程
        1.2.2 裂紋的起裂和擴展準(zhǔn)則
        1.2.3 斷裂韌度的測試方法
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 完成的工作量和主要認識
第2章 先存不連續(xù)面對頁巖裂紋擴展規(guī)律影響
    2.1 取樣位置及巖石地質(zhì)特征
    2.2 模型設(shè)置及DEM參數(shù)校正
        2.2.1 參數(shù)校正
        2.2.2 數(shù)值模型設(shè)置
    2.3 方解石脈對頁巖裂紋擴展規(guī)律的影響
        2.3.1 方解石脈與切口距離
        2.3.2 方解石脈與切口夾角
    2.4 層理對頁巖裂紋擴展規(guī)律的影響
        2.4.1 頁巖層理厚度的影響
        2.4.2 層理面的傾角和強度的影響
    2.5 先存不連續(xù)面體系對頁巖裂紋擴展規(guī)律的影響
        2.5.1 層理幾何參數(shù)對裂紋起裂和擴展規(guī)律的影響
        2.5.2 層理面強度對裂紋起裂和擴展規(guī)律的影響
        2.5.3 張裂紋在頁巖中的相互作用模式
        2.5.4 先存不連續(xù)面對頁巖Ⅰ型斷裂韌度的影響
    2.6 隨機分布與離散性分析
第3章 先存不連續(xù)面對花崗巖裂紋擴展規(guī)律影響
    3.1 取樣位置及巖石地質(zhì)特征
    3.2 巖石實驗及DEM模型參數(shù)校正
        3.2.1 試樣制備與實驗流程
        3.2.2 參數(shù)校正與模型設(shè)置
    3.3 花崗巖方解石脈對裂紋擴展規(guī)律的影響
        3.3.1 方解石脈到切口的距離
        3.3.2 方解石脈與切口的夾角
    3.4 裂紋相互作用模式與參數(shù)討論
第4章 流體對花崗巖裂紋擴展規(guī)律影響
    4.1 巖石實驗及DEM模型參數(shù)校正
        4.1.1 試樣制備與實驗流程
        4.1.2 參數(shù)校正與模型設(shè)置
    4.2 結(jié)果分析
        4.2.1 花崗巖斷裂韌度與浸水時長的關(guān)系
        4.2.2 浸泡液離子濃度的變化
    4.3 弱化機理
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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