期刊文献+
共找到7篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
FRACOD模拟软件在岩石工程中的应用及案例分析 被引量:2
1
作者 沈宝堂 张步初 +1 位作者 张士川 陈兵 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第2期44-52,共9页
岩土工程领域中岩石作为力传播媒介在地下工程中起着至关重要的作用,掌握工程扰动过程中岩石裂纹扩展规律及破坏特征有助于揭示相关灾害发生机理,为防治灾难发生提供研究基础。为此,基于岩石断裂力学理论和位移不连续数值模拟理论,提出... 岩土工程领域中岩石作为力传播媒介在地下工程中起着至关重要的作用,掌握工程扰动过程中岩石裂纹扩展规律及破坏特征有助于揭示相关灾害发生机理,为防治灾难发生提供研究基础。为此,基于岩石断裂力学理论和位移不连续数值模拟理论,提出能够同时预测拉伸和剪切裂纹传播的F-准则,研发了能够模拟岩石混合裂纹扩展的FRACOD软件。首先从理论背景层面对FRACOD裂纹扩展模拟软件进行了详细的介绍,软件采用间接边界元-位移非连续法,并引入裂纹扩展F-准则及Mohr-Coulomb裂纹起裂准则用以模拟岩石混合裂纹扩展规律及应力场、位移场等物理场的分布规律。为验证该软件在众多工程领域的适用性,进行了地热开发钻孔破裂、岩石力学双轴压缩试验、水压致裂等三个模拟案例的对比分析。通过对模拟试验结果与室内试验或现场观测结果的对比发现,FRACOD不仅可以准确模拟岩石的裂纹扩展规律及岩体破坏特征,同时适用于涉及岩体断裂损伤的多个工程领域。因此,FRACOD研发与应用为岩石工程设计和研究提供了重要的研究工具,对岩体断裂损伤学科的发展具有重要的指导意义和参考价值。 展开更多
关键词 岩石断裂力学 fracod F-准则 裂纹扩展 岩石工程
在线阅读 下载PDF
FRACOD模拟裂纹扩展液-力耦合模块的研发及工程应用 被引量:2
2
作者 沈宝堂 柴顺杰 +1 位作者 张士川 陈兵 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第3期26-34,共9页
核废料储存、地热开发等岩体施工过程中经常遇到液-力耦合(H-M)问题,给安全施工带来了巨大挑战。开展液-力耦合相关模拟问题的研究对岩体工程领域发展具有一定的现实指导意义与参考价值。FRACOD软件中的H-M耦合采用位移不连续法计算裂... 核废料储存、地热开发等岩体施工过程中经常遇到液-力耦合(H-M)问题,给安全施工带来了巨大挑战。开展液-力耦合相关模拟问题的研究对岩体工程领域发展具有一定的现实指导意义与参考价值。FRACOD软件中的H-M耦合采用位移不连续法计算裂隙的变形和张度、用立方定律等方法依次对相邻裂隙单元之间流量、水压进行计算,再通过力学部分及液体流动部分的动态时步迭代循环,进而获得最终岩体破裂状态。为进一步验证FRACOD中液-力耦合模块的模拟效果,以地热开发中水力压裂及节理岩体中裂纹传播过程为例进行分析。模拟结果表明,在高应力环境中,天然裂隙岩体在水压及原岩应力共同作用下发生了明显的剪切滑移,受裂纹剪切的影响天然裂隙的水力孔径增加了80%,裂隙内部流体流动明显增强;在液-力耦合作用下,液体驱动的裂纹与岩石节理贯通且贯通后的节理继续向最大主应力方向扩展,模型结果直观地展现了耦合裂纹的起裂、扩展和贯通全过程以及应力场、声发射等物理场信息的分布规律。FRACOD中液-力耦合模块的开发,可成为研究岩体液-力耦合问题的工具,进而为岩体工程领域提供一种新的模拟方法和手段。 展开更多
关键词 fracod 位移不连续法 液-力耦合 水力压裂 裂纹扩展
在线阅读 下载PDF
脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律试验研究 被引量:9
3
作者 张保良 沈宝堂 +1 位作者 张金虎 张新国 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第3期59-68,共10页
为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD^2D数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究。试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的... 为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD^2D数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究。试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的起裂强度、单轴抗压强度逐渐减小,I型拉伸裂纹出现的时间越来越早,剪切裂纹出现的时间越来越晚;试件的破坏形式不因预制边缘裂纹宽度不同而改变,最终以拉伸破坏为主。声发射监测中,裂纹起裂和试件整体破坏时声发射具有阶梯状波动、能量高的特点;边缘裂纹宽度越大,第1次出现能量峰值时间越早;I型破坏产生在线弹性阶段,大多数剪切与次生裂纹产生在峰值强度附近,其能量水平远大于拉伸裂纹起裂点能量值。数值模拟试验过程中,随着裂纹宽度增加,裂纹起裂角度越趋近于加载方向,裂纹数目增多,总位移由4.7 mm降低到1.07 mm,最大拉应力由58.2 MPa减小到26.8 MPa,试件的破坏形式与力学试验相同。 展开更多
关键词 脆性类岩石材料 边缘裂纹 扩展规律 声发射监测技术 fracod^2D
在线阅读 下载PDF
岩体裂纹扩展液-热-力耦合模块数值模拟研究 被引量:1
4
作者 沈宝堂 孟文航 +1 位作者 张士川 陈兵 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第11期76-81,共6页
为研究液-热-力三场耦合作用下深地工程岩体裂纹扩展演化机理,基于现有裂纹扩展模拟优势软件FRACOD,进一步研发了液-热-力(H-T-M)耦合模块。此模块采用间接边界元-位移不连续法进行力学数值计算(岩体的变形和裂纹扩展)和瞬态热流模拟,... 为研究液-热-力三场耦合作用下深地工程岩体裂纹扩展演化机理,基于现有裂纹扩展模拟优势软件FRACOD,进一步研发了液-热-力(H-T-M)耦合模块。此模块采用间接边界元-位移不连续法进行力学数值计算(岩体的变形和裂纹扩展)和瞬态热流模拟,用迭代法模拟裂纹扩展过程。通过地热能开发、地下天然气液化存储工程案例进行分析验证。模拟结果表明:(1)注入的流体温度与围岩温度不同时,流体在裂隙中流动引起热交换,在岩体内部产生温度压力,促进了裂纹扩展;(2)冰膨胀对岩石应力的影响随着裂隙孔径的增加而增大,所产生的压应力使岩体中的裂隙闭合,降低了流体泄露的风险。得到的试验结果能够清晰地反映出裂纹、不连续面及其扩展过程和演化规律,验证了该模块的可行性和优越性。 展开更多
关键词 fracod 裂纹扩展 液-热-力耦合 数值模拟
原文传递
Simulation of the interactions between hydraulic and natural fractures using a fracture mechanics approach 被引量:4
5
作者 Mateusz Janiszewski Baotang Shen Mikael Rinne 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2019年第6期1138-1150,共13页
HYDROCK method aims to store thermal energy in the rock mass using hydraulically propagated fracture planes.The hydraulic fractures can interact with the pre-existing natural fractures resulting in a complex fracture ... HYDROCK method aims to store thermal energy in the rock mass using hydraulically propagated fracture planes.The hydraulic fractures can interact with the pre-existing natural fractures resulting in a complex fracture network,which can influence the storage performance.This study investigates the interactions between hydraulic and natural fractures using a fracture mechanics approach.The new functionality of the fracture mechanics modelling code FRACOD that enables crossing of hydraulically driven fracture by a pre-existing fracture is presented.A series of two-dimensional numerical models is prepared to simulate the interaction at different approach angles in granitic rock of low permeability.It is demonstrated that multiple interaction mechanisms can be simulated using the fracture mechanics approach.The numerical results are in agreement with the modified Renshaw and Pollard analytical criterion for fracture crossing.The results show that for large approach angles,the hydraulic fracture crosses the natural fracture,whereas for small approach angles,the hydraulic fracture activates the natural fracture and the wing-shaped tensile fractures are propagated from its tips.Thus,the presence of fractures with low dip angles can lead to the growth of more complex fracture network that could impair the thermal performance of the HYDROCK method. 展开更多
关键词 HYDRAULIC FRACTURING Fractured ROCK fracod model Underground thermal energy storage HYDROCK Artificially fractured hard ROCK AQUIFER GRANITE
在线阅读 下载PDF
Risk of shear failure and extensional failure around over-stressed excavations in brittle rock 被引量:10
6
作者 Nick Barton Baotang Shen 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 CSCD 2017年第2期210-225,共16页
The authors investigate the failure modes surrounding over-stressed tunnels in rock.Three lines of investigation are employed:failure in over-stressed three-dimensional(3D) models of tunnels bored under 3D stress,fail... The authors investigate the failure modes surrounding over-stressed tunnels in rock.Three lines of investigation are employed:failure in over-stressed three-dimensional(3D) models of tunnels bored under 3D stress,failure modes in two-dimensional(2D) numerical simulations of 1000 m and 2000 m deep tunnels using FRACOD,both in intact rock and in rock masses with one or two joint sets,and finally,observations in TBM(tunnel boring machine) tunnels in hard and medium hard massive rocks.The reason for 'stress-induced' failure to initiate,when the assumed maximum tangential stress is approximately(0.4-0.5)σ_c(UCS,uniaxial compressive strength) in massive rock,is now known to be due to exceedance of a critical extensional strain which is generated by a Poisson's ratio effect.However,because similar 'stress/strength' failure limits are found in mining,nuclear waste research excavations,and deep road tunnels in Norway,one is easily misled into thinking of compressive stress induced failure.Because of this,the empirical SRF(stress reduction factor in the Q-system) is set to accelerate as the estimated ratio σ_(θmax)/σ_c >> 0.4.In mining,similar 'stress/strength' ratios are used to suggest depth of break-out.The reality behind the fracture initiation stress/strength ratio of '0.4' is actually because of combinations of familiar tensile and compressive strength ratios(such as 10) with Poisson's ratio(say0.25).We exceed the extensional strain limits and start to see acoustic emission(AE) when tangential stress σθ ≈ 0.4σc,due to simple arithmetic.The combination of 2D theoretical FRACOD models and actual tunnelling suggests frequent initiation of failure by 'stable' extensional strain fracturing,but propagation in 'unstable' and therefore dynamic shearing.In the case of very deep tunnels(and 3D physical simulations),compressive stresses may be too high for extensional strain fracturing,and shearing will dominate,both ahead of the face and following the face.When shallower,the concept of 'extensional strain initiation but propagation' in shear is suggested.The various failure modes are richly illustrated,and the inability of conventional continuum modelling is emphasized,unless cohesion weakening and friction mobilization at different strain levels are used to reach a pseudo state of yield,but still considering a continuum. 展开更多
关键词 Fracture propagation Tension SHEAR Poisson’s ratio Break-out Rock burst Deep tunnels fracod model
在线阅读 下载PDF
石泉煤矿30105工作面开采过X4陷落柱模拟分析
7
作者 徐洪涛 《山东煤炭科技》 2022年第11期182-184,188,共4页
本文基于石泉煤矿水文地质条件,利用FRACOD模拟软件开展了30105工作面走向开采距陷落柱前后30 m和倾向开采4种陷落柱模拟,得到了该过程中水压、应力场、位移场和声发射事件的变化规律。在30105工作面走向、倾向方向开采扰动的影响下,工... 本文基于石泉煤矿水文地质条件,利用FRACOD模拟软件开展了30105工作面走向开采距陷落柱前后30 m和倾向开采4种陷落柱模拟,得到了该过程中水压、应力场、位移场和声发射事件的变化规律。在30105工作面走向、倾向方向开采扰动的影响下,工作面距陷落柱前后30 m及煤层下方35 m,陷落柱活化突水的可能性仍较小。 展开更多
关键词 陷落柱 fracod模拟 活化突水:声发射事件
在线阅读 下载PDF
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部