【摘要】：深海能源土宏觀力學(xué)特性與所處溫度與水壓環(huán)境密切相關(guān),明晰溫壓對能源土力學(xué)特性的影響對水合物的安全開采具有重要意義。首先,介紹深海能源土的溫度 水壓 力學(xué)微觀膠結(jié)模型,用以描述能源土粒間的水合物膠結(jié)接觸力學(xué)特性;其次,將該模型導(dǎo)入至離散元商業(yè)軟件PFC2D中,開展不同溫度與水壓環(huán)境下的離散元雙軸試驗;最后,結(jié)合離散元雙軸試驗結(jié)果及同已有室內(nèi)試驗結(jié)果的對比分析,探討溫度與水壓對深海能源土宏觀力學(xué)特性的影響規(guī)律和微觀作用機(jī)理。結(jié)果表明:引入膠結(jié)模型的離散元雙軸試驗可較好地描述深海能源土強(qiáng)度、變形等力學(xué)特性隨溫度與水壓的變化關(guān)系;溫度與水壓影響深海能源土宏觀力學(xué)特性的微觀機(jī)理是顆粒間水合物膠結(jié)強(qiáng)度與剛度同溫度與水壓間的相關(guān)性;建議采用溫壓距離參數(shù)L(在無量綱化的溫度 水壓坐標(biāo)平面內(nèi),水合物賦存溫度與水壓點至其相平衡線的最小距離)評價實際復(fù)雜溫壓場下的深海能源土宏觀力學(xué)特性。
[Abstract]:The macroscopic mechanical properties of deep-sea energy soil are closely related to the temperature and water pressure environment. It is of great significance to clarify the influence of temperature and pressure on the mechanical properties of energy and soil for the safe exploitation of hydrate. Firstly, the micro-bonding model of temperature / water pressure mechanics of deep-sea energy soil is introduced to describe the contact mechanical properties of hydrate bonding between energy soil particles. Secondly, the model is introduced into the discrete element commercial software PFC2D to carry out the discrete element biaxial test under different temperature and water pressure environment. Finally, combined with the results of discrete element biaxial test and the results of laboratory test, the influence of temperature and water pressure on the macroscopic mechanical properties of deep-sea energy soil and the mechanism of microcosmic action are discussed. The results show that the discrete element biaxial test with cement model can well describe the relationship between the strength and deformation of deep-sea energy soil and the relationship between temperature and water pressure, and the microscopic mechanism of the influence of temperature and water pressure on the macroscopic mechanical properties of deep-sea energy soil is the correlation between hydrate bonding strength and stiffness and temperature and water pressure. It is suggested that the temperature and pressure distance parameter L (the minimum distance between hydrate occurrence temperature and water pressure point to its phase equilibrium line in dimensionless temperature / water pressure coordinate plane) should be used to evaluate the macroscopic mechanical properties of deep sea energy soil under actual complex temperature and pressure field.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)土木學(xué)院地下建筑與工程系;巖土及地下工程教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金國家杰出青年基金項目(51025932) 國家自然科學(xué)重點基金項目(51239010) 教育部博士點基金項目(20100072110048)
【分類號】：P751;TU43

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2520658