基于最大周向拉應(yīng)變斷裂準(zhǔn)則的巖石裂紋水力壓裂研究
本文選題:巖石力學(xué) 切入點(diǎn):斷裂力學(xué) 出處:《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2016年S1期 論文類型:期刊論文
【摘要】:通過對(duì)裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)Williams展開式中非奇異應(yīng)力項(xiàng)(T應(yīng)力)的考慮,建立基于最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則的巖石裂紋水力壓裂的開裂判據(jù),推導(dǎo)臨界水壓和起裂傾角的計(jì)算式。以此為依據(jù)計(jì)算水壓致裂中的臨界水壓和臨界偏轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律,分析裂隙傾角、圍壓、臨界裂紋區(qū)尺寸、T應(yīng)力、泊松比等因素對(duì)其影響作用。研究結(jié)果表明:隨著圍壓、臨界裂紋區(qū)半徑以及泊松比的增加,起裂臨界水壓增大,臨界偏轉(zhuǎn)角逐漸減小。T應(yīng)力對(duì)水壓驅(qū)動(dòng)型裂紋的擴(kuò)展影響較小,但對(duì)外荷載作用下的裂紋擴(kuò)展特征卻有顯著的影響。通過與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,考慮T應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果更為合理。
[Abstract]:By considering the Williams expansion of non-singular stress term T stress at the crack tip, the cracking criterion of rock crack hydraulic fracturing based on the maximum tensile strain criterion is established. The formula for calculating critical water pressure and crack initiation angle is derived, based on which the variation law of critical water pressure and critical deflection angle in hydraulic fracturing is calculated, and the crack inclination angle, confining pressure, critical crack area size and T stress are analyzed. The results show that the critical water pressure increases with the increase of confining pressure, radius of critical crack zone and Poisson's ratio. The critical deflection angle gradually decreases. T stress has little effect on the propagation of hydro-driven crack, but the crack propagation characteristics under external load have a significant effect. Compared with the experimental results, it is more reasonable to consider the calculation results of T stress.
【作者單位】: 大連理工大學(xué)土木工程學(xué)院巖石破裂與失穩(wěn)研究所;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2014CB047100) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51474046) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(DUT14LK21)~~
【分類號(hào)】:TV223
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