期刊文献+
共找到24篇文章
< 1 2 >
每页显示 20 50 100
基于CDEM的砾岩压裂裂缝扩展三维数值模拟及主控因素分析 被引量:1
1
作者 徐泽昊 赵海洋 +2 位作者 刘向君 梁利喜 张文 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第5期112-123,共12页
致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(... 致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(CDEM)构建含球形砾石的非均质立方体砾岩模型,模拟压裂裂缝三维扩展过程;定量表征破坏类型、穿砾率、储层改造体积(SRV)及分形维数等关键参数。通过皮尔逊相关系数法系统分析渗透性、砾石强度、胶结面强度、水平应力差等7项影响因素与裂缝参数的相关性,结合变异系数法确定主控因素权重,并基于最小二乘法构建SRV与分形维数的多参数非线性评价模型。研究结果表明,应力特征是影响SRV与裂缝分形维数的核心控制因素,水平应力差与两者均呈显著负相关(相关系数分别为-0.5639、-0.6117),其影响权重分别达31.2%和28.5%;砾石含量与穿砾率呈高度正相关,砾石破坏通常以Ⅰ型破坏为主,并形成低复杂度裂缝,但砾石强度提高与胶结面强度降低会诱发绕砾行为,促使裂缝分叉并提升分形维数。此外,分形维数与注入排量呈负相关,高注入排量导致形成主缝主导的简化裂缝体系;而渗透性对分形维数的敏感性(权重为11.5%)显著高于SRV(权重为6.58%),反映低渗透条件下压裂液渗流受限,抑制裂缝扩展规模,裂缝复杂度受储层渗流能力制约。 展开更多
关键词 连续-非连续单元法 数值模拟 砾岩压裂 裂缝形态 主控因素 相关性分析
在线阅读 下载PDF
Penetration and resistance characteristics of lunar regolith simulant drilling using a coupled MPM-CDEM approach
2
作者 Jing Li Lixiang Wang +2 位作者 Chun Feng Minjie Wen Yiming Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 2025年第11期7367-7379,共13页
Ground anchor drilling is a promising technology for investigating the mechanical properties and environmental variability of lunar regolith in low-gravity environments,with minimal demands for reactive cutting.This s... Ground anchor drilling is a promising technology for investigating the mechanical properties and environmental variability of lunar regolith in low-gravity environments,with minimal demands for reactive cutting.This study explores the interaction behavior during ground anchor drilling of lunar regolith by employing a coupled approach that integrates the Material Point Method(MPM)and the ContinuouseDiscontinuous Element Method(CDEM),considering the interactions among numerous particles and blocks.The numerical parameters are calibrated based on experimental penetration resistance data of lunar regolith simulant.The numerical approach effectively captures key mechanical properties of the simulant,such as particle flow and scattering patterns,anchor penetration effects,and disturbance-related ultimate bearing characteristics.Additionally,this study examines the influence of inter-particle friction and compactness on penetration resistance.By combining the Golden Section Search Method(GSSM)with ground anchor drilling simulations,an inverse analysis model for penetration resistance is developed,allowing for the determination of mechanical parameters of the lunar regolith simulant.The feasibility of this parameter inversion method is verified,providing valuable insights for engineering applications in lunar exploration and construction. 展开更多
关键词 continuous-discontinuous element method(cdem) Material point method(MPM) Lunar regolith simulant Penetration mechanism Drilling resistance Inverse analysis
在线阅读 下载PDF
A semi-spring and semi-edge combined contact model in CDEM and its application to analysis of Jiweishan landslide 被引量:43
3
作者 Chun Feng Shihai Li +1 位作者 Xiaoyu Liu Yanan Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2014年第1期26-35,共10页
Continuum-based discrete element method(CDEM)is an explicit numerical method used for simulation of progressive failure of geological body.To improve the efficiency of contact detection and simplify the calculation st... Continuum-based discrete element method(CDEM)is an explicit numerical method used for simulation of progressive failure of geological body.To improve the efficiency of contact detection and simplify the calculation steps for contact forces,semi-spring and semi-edge are introduced in calculation.Semispring is derived from block vertex,and formed by indenting the block vertex into each face(24semisprings for a hexahedral element).The formation process of semi-edge is the same as that of semi-spring(24semi-edges for a hexahedral element).Based on the semi-springs and semi-edges,a new type of combined contact model is presented.According to this model,six contact types could be reduced to two,i.e.the semi-spring target face contact and semi-edge target edge contact.By the combined model,the contact force could be calculated directly(the information of contact type is not necessary),and the failure judgment could be executed in a straightforward way(each semi-spring and semi-edge own their characteristic areas).The algorithm has been successfully programmed in C++program.Some simple numerical cases are presented to show the validity and accuracy of this model.Finally,the failure mode,sliding distance and critical friction angle of Jiweishan landslide are studied with the combined model. 展开更多
关键词 Continuum-based discrete element method (cdem) Contact detection method Semi-spring Semi-edge LANDSLIDE
在线阅读 下载PDF
基于CDEM的天然气水合物沉积物水力压裂裂纹扩展数值模拟 被引量:1
4
作者 黄宇东 王天驹 +3 位作者 王蕊 王昊天 鲁晓兵 张旭辉 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期28-38,共11页
目前,天然气水合物开采存在储层渗透率低和热传导导致生产效率低等问题.作为一种常规油气勘探中有效提高储层渗透率的技术,水力压裂有望用于改善天然气水合物储层的渗透率,提高采收效率.然而,有关含天然气水合物沉积物(GHBS)水力压裂应... 目前,天然气水合物开采存在储层渗透率低和热传导导致生产效率低等问题.作为一种常规油气勘探中有效提高储层渗透率的技术,水力压裂有望用于改善天然气水合物储层的渗透率,提高采收效率.然而,有关含天然气水合物沉积物(GHBS)水力压裂应用的研究却很少.本文采用有限元和离散元耦合的连续离散元法(CDEM),对不同地层性质的天然气水合物沉积物(GHBS)的水力压裂过程进行了二维的数值模拟,研究了储层性质和压裂参数对GHBS中裂缝生成的影响.主要结论是,在本研究考虑的压裂参数和沉积物性质中,内摩擦角越小、注入流量越大对产生裂缝越有利;当饱和度和黏聚力处于适当范围时,最有利于产生裂缝;当各方向的地应力相等时,最有利于压裂产生裂缝,但最不利于主要裂缝向更远的方向延伸. 展开更多
关键词 含天然气水合物沉积物 水力压裂 离散元法 地层性质 水合物储层 天然气水合物开采 内摩擦角 裂纹扩展
原文传递
三维连续-非连续单元法分布式计算策略
5
作者 黄俊光 冯春 张一鸣 《数据与计算发展前沿(中英文)》 2025年第5期3-15,共13页
【目的】建立使用岩土工程大规模复杂模型的分布式计算范式具有重要的意义。【方法】采用ParMETIS图划分算法,根据网格节点图的拓扑关系生成网格节点区域分解方案。通过引入ghost单元和ghost接触,基于网格节点分区结果,实现连续-非连续... 【目的】建立使用岩土工程大规模复杂模型的分布式计算范式具有重要的意义。【方法】采用ParMETIS图划分算法,根据网格节点图的拓扑关系生成网格节点区域分解方案。通过引入ghost单元和ghost接触,基于网格节点分区结果,实现连续-非连续计算任务的多子域数据集划分和计算集群的负载均衡。利用MPI非阻塞通信和内存映射共享技术,实现ghost节点信息的高效通信。最终,在计算集群中实现大规模三维连续-非连续问题的数据分布式计算。【结果】在单节点或者多节点负载固定的情况下,提出的分布式计算策略能够实现连续-非连续单元法的弱扩展性,突破了单机百万单元的限制,成功满足了千万级别四面体单元的复杂计算需求。【结论】该分布式计算策略有效提高了计算能力和扩展性,为连续-非连续单元法在大规模岩土工程问题的应用提供了可行的解决方案。 展开更多
关键词 连续-非连续单元法(cdem) 分布式计算 图划分 负载均衡
在线阅读 下载PDF
半弹簧接触模型及其在边坡破坏计算中的应用 被引量:22
6
作者 冯春 李世海 刘晓宇 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期184-192,共9页
提出了一种用于判断、描述三维离散块体的接触状态,计算块体间接触力的半弹簧接触模型.该模型将一对接触块体分为母块体及子块体,半弹簧位于母块体上,由母块体各节点缩进至各母面面内形成,目标面位于子块体上.该模型根据半弹簧与目标面... 提出了一种用于判断、描述三维离散块体的接触状态,计算块体间接触力的半弹簧接触模型.该模型将一对接触块体分为母块体及子块体,半弹簧位于母块体上,由母块体各节点缩进至各母面面内形成,目标面位于子块体上.该模型根据半弹簧与目标面的几何关系直接计算接触力,无需耗费大量时间判断两个块体的接触类型及计算两个块体的接触面积.该模型可以解决准三维条件下地质体渐进破坏的计算,将该模型应用于边坡渐进破坏分析,计算结果与实际情况相符. 展开更多
关键词 块体离散元 cdem 接触探测 半弹簧 边坡
在线阅读 下载PDF
基于混合方法的二维水力压裂数值模拟 被引量:23
7
作者 王理想 唐德泓 +2 位作者 李世海 王杰 冯春 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期973-983,共11页
水力压裂在页岩气开采中被广泛使用,采用数值方法研究压裂机理具有重要意义.基于连续-非连续单元法(CDEM)和中心型有限体积法(FVM),提出解决水力压裂流固耦合问题的二维混合数值计算模型.该混合模型中,使用CDEM求解应力场和裂缝扩展过程... 水力压裂在页岩气开采中被广泛使用,采用数值方法研究压裂机理具有重要意义.基于连续-非连续单元法(CDEM)和中心型有限体积法(FVM),提出解决水力压裂流固耦合问题的二维混合数值计算模型.该混合模型中,使用CDEM求解应力场和裂缝扩展过程,使用FVM求解裂隙渗流场.应力场、裂缝扩展和渗流场均使用显式迭代求解,并通过相互之间数据交换实现流固耦合.通过与KGD理论模型进行对比,验证数值模型的正确性.通过与颗粒离散元数值结果进行对比,验证数值模型的有效性.通过计算复杂缝网压裂模型,研究水力压裂机理,并说明该数值模型在水力压裂模拟中具有很好的前景. 展开更多
关键词 水力压裂 数值模拟 连续-非连续单元法 有限体积法 页岩气开采 复杂裂缝网络
在线阅读 下载PDF
含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法研究 被引量:15
8
作者 王东 李广贺 +2 位作者 曹兰柱 徐晓惠 张立国 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期95-101,共7页
为了解决含顺倾弱层边坡弱层暴露长度的计算难题,综合考虑岩体赋存特征与滑体三维空间形态,构建含顺倾弱层边坡三维滑体的简化力学模型,分析滑体边界上的力学条件,基于极限平衡理论,推导获得确定弱层暴露长度的含顺倾弱层边坡三维稳定... 为了解决含顺倾弱层边坡弱层暴露长度的计算难题,综合考虑岩体赋存特征与滑体三维空间形态,构建含顺倾弱层边坡三维滑体的简化力学模型,分析滑体边界上的力学条件,基于极限平衡理论,推导获得确定弱层暴露长度的含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法。将该方法应用于白音华一号露天煤矿,并采用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)进行模拟验证。研究结果表明:白音华一号露天煤矿非工作帮边坡稳定系数Fs与弱层暴露长度L负相关,临界暴露长度约为500 m,允许暴露长度约为300 m;通过该方法确定的弱层暴露长度与模拟结果有显著的一致性。 展开更多
关键词 边坡稳定性 顺倾弱层 三维极限平衡法 暴露长度 基于连续介质力学的离散元方法(cdem)
原文传递
基于破裂度的堆积层滑坡危险性分析方法 被引量:7
9
作者 李世海 周东 刘天苹 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期3909-3917,共9页
分析地表裂缝和滑面状态在滑坡灾害形成过程中表现出来的基本特征,建立地表裂缝和地质体内部破坏状态之间的联系。简单介绍基于连续介质力学的离散元法,对具体的、典型的滑坡进行数值模拟,发现数值模拟结果中的地表裂缝和材料强度有某... 分析地表裂缝和滑面状态在滑坡灾害形成过程中表现出来的基本特征,建立地表裂缝和地质体内部破坏状态之间的联系。简单介绍基于连续介质力学的离散元法,对具体的、典型的滑坡进行数值模拟,发现数值模拟结果中的地表裂缝和材料强度有某种相关性,并且存在一个地表最大破裂数。同时定义滑面贯穿时对应的破裂数为滑面最大破裂数。提出破裂度的概念,分地表破裂度和滑面破裂度,取值为滑坡相应位置当前破裂数与最大破裂数之比。研究发现,地表破裂度与滑面的贯通有明确的对应关系,可以直接描述地质体的危险程度,并基于此提出破裂度分析滑坡危险性的基本方法。地表破裂度与网格的划分数目、形状等参数的相关性不大。说明基于破裂度和CDEM分析方法判别滑坡体的危险度是可行的。 展开更多
关键词 工程地质 滑坡 破裂度 地表裂缝 基于连续介质力学的离散元法
在线阅读 下载PDF
煤层自燃防治与高温爆破安全技术中的若干力学问题 被引量:9
10
作者 李世海 王理想 +2 位作者 冯春 郑炳旭 李战军 《爆破》 CSCD 北大核心 2015年第3期1-9,16,共10页
煤层自燃已经是我国大规模煤矿开采不可回避的问题。在高温环境下的煤矿爆破开采,既涉及到爆破的高温环境也需要改进高温爆破技术,其中认识高温爆破中的工程规律,是解决高温爆破技术的关键。首先对煤层自燃的条件进行了量纲分析,说明了... 煤层自燃已经是我国大规模煤矿开采不可回避的问题。在高温环境下的煤矿爆破开采,既涉及到爆破的高温环境也需要改进高温爆破技术,其中认识高温爆破中的工程规律,是解决高温爆破技术的关键。首先对煤层自燃的条件进行了量纲分析,说明了煤层中裂隙对流比热传导更容易诱发煤层自燃;煤体中的破裂场、气流场是煤层自燃的条件,单纯封堵裂缝隔绝空气的方法有短期效果,但地质体因煤层燃烧力学特性改变产生变形和破裂后,会死而复燃。讨论了井工开采诱发煤层自燃的机理以及相关科学问题,对井工开采分析了采空区上方冒落带、破裂带、沉降带与煤层自燃的关系,提出了地表长期封闭覆盖与自适应循环注水相结合的综合灭火方法。进而分析了露天矿开采高边坡稳定性与煤层自燃环境的关系,边坡开挖引起山体变形、开裂,形成破裂场是产生煤层自燃的基本要素。最后,分析了深孔爆破中,爆破技术可靠性中涉及的科学问题,介绍了利用循环水降温的方法。 展开更多
关键词 煤层自燃 高温爆破 量纲分析 连续-非连续单元法(cdem) 数值模拟 防治措施
在线阅读 下载PDF
双面高陡岩质边坡地震滑坡机制的研究 被引量:7
11
作者 杨长卫 张建经 +1 位作者 张明 姚书灵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3261-3268,共8页
以国道G213左侧双面高陡岩质边坡为原型,采用新型连续介质离散元计算方法(CDEM),结合振动台试验结果,对高烈度地震作用下双面高陡岩质边坡的地震滑坡机制进行了研究。结果表明:在地震力和重力作用下,滑体顶部先出现拉应力集中,造成滑体... 以国道G213左侧双面高陡岩质边坡为原型,采用新型连续介质离散元计算方法(CDEM),结合振动台试验结果,对高烈度地震作用下双面高陡岩质边坡的地震滑坡机制进行了研究。结果表明:在地震力和重力作用下,滑体顶部先出现拉应力集中,造成滑体沿滑体结构面后缘产生变形,进而造成该处出现拉伸、剪切破坏点;之后随着地震动的持续,滑体结构面上的剪切破坏点逐渐向滑体中前部的锁固段扩展,同时伴随着滑体表面拉伸破坏点的增加;最终造成锁固段发生渐进性破坏,滑体从剪出口滑出形成滑坡。滑床、滑体间运动的不一致性、地震动能量分布和耗散的差异性以及随地震烈度增大结构面强度的降低是诱发滑坡的3项主控影响因素。在地震动加速度较小时,滑床、滑体内加速度的瞬时频率基本一致,滑体结构面的能量透射系数及滑体内地震动能量的控制性频带均稳定在一定范围内;随着地震烈度的增加,滑体内加速度的瞬时频率逐渐下降,滑体结构面的能量透射系数逐渐减小,最后两者均趋于稳定,同时滑体内地震动能量的控制性频带也逐渐由高频带向低频带转移。 展开更多
关键词 连续介质离散元法(cdem) HILBERT-HUANG变换 地震 滑坡响应
原文传递
水平层状围岩铁路隧道地震动力响应特征研究 被引量:5
12
作者 欧尔峰 马学宁 严松宏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2018年第5期88-93,共6页
研究目的:中国汶川8.0级特大地震中,均出现了大量隧道结构的严重震害。国内学者对隧道结构抗震进行了细致深入的研究,主要集中在复杂地质及破碎地段隧道地震反应、偏压隧道与隧道洞口段地震反应、隧道抗减震研究等方面。虽然目前关于隧... 研究目的:中国汶川8.0级特大地震中,均出现了大量隧道结构的严重震害。国内学者对隧道结构抗震进行了细致深入的研究,主要集中在复杂地质及破碎地段隧道地震反应、偏压隧道与隧道洞口段地震反应、隧道抗减震研究等方面。虽然目前关于隧道与地下结构抗震分析的研究颇丰,但大多是按照均匀连续介质模型进行模拟,考虑水平层状围岩特性的隧道结构动力响应分析还不多见。本文基于连续介质力学的离散元方法软件CDEM模拟水平岩层的结构面特性,主要针对不同水平岩层的厚度和不同地震动输入方向,共计12种计算工况,分析隧道衬砌关键部位的动力响应特性。研究结论:(1)结构面(层面)存在会引起主应力增加,产生相对位移,降低加速度,尤其对穿越中厚层状围岩的隧道要加强措施;(2)地震动方向对隧道衬砌大主应力的影响比较明显,特别对拱顶、墙腰、仰拱的大主应力(压应力)影响比较大,对拱顶的影响尤其明显,且岩层越薄,影响越大;(3)地震动方向对隧道衬砌拱顶的拉应力影响特别大,在竖向地震作用下,拱顶的拉应力将超过1.54 MPa,当岩层层厚为0.2 m时将超过2.66 MPa,已经超过了混凝土的抗拉强度,水平层状围岩隧道拱顶衬砌需加强;(4)该研究结论对类似地质条件下地下工程的建设具有指导意义。 展开更多
关键词 水平层状围岩 地震响应 基于连续介质力学的离散元方法 数值分析
在线阅读 下载PDF
汶川地震中国道G213左侧某典型高山河谷场地地震滑坡响应分析 被引量:7
13
作者 杨长卫 张建经 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1467-1475,共9页
以国道G213左侧一处包含河谷地形的高陡边坡为原型,采用新型离散元计算方法——基于连续模型的离散元方法(CDEM),对高烈度地震作用下高陡边坡上的堆积体滑坡由变形累计到破坏滑动的全过程进行模拟,并结合振动台试验结果,对该高陡边坡上... 以国道G213左侧一处包含河谷地形的高陡边坡为原型,采用新型离散元计算方法——基于连续模型的离散元方法(CDEM),对高烈度地震作用下高陡边坡上的堆积体滑坡由变形累计到破坏滑动的全过程进行模拟,并结合振动台试验结果,对该高陡边坡上堆积体的地震滑坡响应进行研究。研究结果表明,在地震力和重力作用下,堆积体顶部先出现应力集中,造成堆积体沿基岩–堆积体结构面后缘产生变形,进而造成该处出现拉伸、剪切破坏点,之后随着地震动的持续,基岩–堆积体结构面上的剪切破坏点逐渐向堆积体中前部的锁固段扩展,同时伴随着堆积体表面拉伸破坏点的增加,最终造成锁固段发生渐进性破坏,堆积体从剪出口滑出形成滑坡。滑塌发生的时间与地震动峰值加速度到达的时间同步或稍微有所滞后。在高陡边坡地形中,以输入地震波为基准,不论是坡面还是坡体内,不同位置的峰值加速度沿坡高均有所放大,表现为竖向峰值加速度的放大效应>水平峰值加速度的放大效应,坡面峰值加速度的放大效应>坡体内峰值加速度的放大效应。在河谷地形中,以输入波为基准,不论是河床还是河岸两侧的斜坡,不同位置的峰值加速度沿高程均具有不同程度的放大;河谷对加速度放大效应的影响具有一定范围,且在该范围内水平加速度的放大效应>竖向加速度的放大效应,与坡面处加速度的放大效应刚好相反;加速度的放大效应具有一定的方向性,且该方向性与河岸两侧斜坡的坡度有关;加速度放大效应在河谷底部的分布具有不均匀性,距离河岸越近,加速度放大效应越强烈。 展开更多
关键词 边坡工程 基于连续模型的离散元方法 高山河谷 地震 滑坡响应 峰值加速度
在线阅读 下载PDF
贯入角度对截齿破岩性能与几何排布的影响研究 被引量:6
14
作者 肖建成 卢景景 +2 位作者 周辉 徐福通 冯春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3372-3384,共13页
截齿贯入角度是双轮铣槽机布齿系统设计中的关键因素之一。基于连续-非连续单元法(CDEM),建立截齿不同角度冲击贯入破岩的数值模型,通过断裂能本构模型实现岩体弹性-损伤-断裂的破裂过程,开展截齿有效角度50°~90°区间内的9组... 截齿贯入角度是双轮铣槽机布齿系统设计中的关键因素之一。基于连续-非连续单元法(CDEM),建立截齿不同角度冲击贯入破岩的数值模型,通过断裂能本构模型实现岩体弹性-损伤-断裂的破裂过程,开展截齿有效角度50°~90°区间内的9组冲击贯入破岩模拟,研究贯入角度对截齿破岩性能的影响规律,讨论贯入角度对截齿几何排布的影响,总结布齿系统的截齿几何排布规律。结果表明,当贯入角度从90°降低到50°时,岩体由张拉-拉剪破裂向剪切-拉剪破裂转变,截齿平均贯入力与破碎程度提高,截齿的跃进式侵入特性的显著性减低;贯入角度为75°~90°的第Ⅰ类截齿与小于55°的第Ⅲ类截齿在破岩中起辅助作用,贯入角度为55°~75°的第Ⅱ类截齿可在岩体内部产生范围较大的水平非贯通裂隙,在布齿系统破碎岩体过程中发挥主要作用;2个第Ⅱ类截齿先后贯入岩体可较好地破碎截线间的岩体,可构成一类基本破岩单元,多个基本破岩单元按照正弦线形式排布,由此形成了一种布齿系统设计方法。研究成果为完善双轮铣槽机布齿系统设计方法,打破国外在双轮铣槽机布齿系统设计方法上的技术壁垒提供了理论基础。 展开更多
关键词 双轮铣槽机 冲击破岩机制 布齿系统 贯入角度 连续-非连续单元法(cdem)
原文传递
双轮铣槽机铣削过程及截齿入岩顺序优化研究 被引量:3
15
作者 肖建成 周辉 +2 位作者 卢景景 冯春 徐福通 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期981-994,共14页
双轮铣槽机(简称“双轮铣”)是地下连续墙的专业施工装备,布齿系统是其核心部件,其参数设计与破岩性能密切相关。基于连续-非连续单元法(CDEM),建立了铣轮铣削岩土体过程的三维仿真模拟方法。在此基础上,考虑自由面与铣削关联性等因素,... 双轮铣槽机(简称“双轮铣”)是地下连续墙的专业施工装备,布齿系统是其核心部件,其参数设计与破岩性能密切相关。基于连续-非连续单元法(CDEM),建立了铣轮铣削岩土体过程的三维仿真模拟方法。在此基础上,考虑自由面与铣削关联性等因素,对布齿系统截齿入岩顺序影响破岩性能机制进行了研究,建立了关联铣削条件下以预置相邻自由面数目为主要影响因素的入岩顺序数值概化模型。结果表明:(1)获得的铣轮铣削岩土体的铣削力与铣削深度曲线,验证了此数值模拟方法的正确性;(2)相比于完整岩体,具有单相邻预设自由面与双相邻预设自由面岩样的峰值荷载分别下降了32.5%与68.2%,破岩能耗分别下降了19.8%与56.6%;(3)布齿系统中双相邻预设自由面的截齿占总体截齿数目比值越大,布齿系统整体能耗越低,异构式布齿系统能耗低于顺序式。研究成果为完善双轮铣槽机破岩过程与布齿系统优化提供了基础。 展开更多
关键词 双轮铣槽机 布齿系统 优化应用 连续-非连续单元法(cdem)
原文传递
玛湖致密砾岩裂缝干扰规律 被引量:1
16
作者 潘玉婷 刘鹏宇 +3 位作者 石善志 王涛 申颍浩 葛洪魁 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第23期10050-10058,共9页
玛湖致密砾岩油藏是目前重要的陆上原油上产的主要组成部分,系统的油藏工程评价显示,其裂缝的扩展规律与页岩为代表的非常规储层具有典型的差异,“绕砾成缝”是其重要的控制机理,裂缝的干扰特征也有显著的差异。基于考虑“基质本构、固... 玛湖致密砾岩油藏是目前重要的陆上原油上产的主要组成部分,系统的油藏工程评价显示,其裂缝的扩展规律与页岩为代表的非常规储层具有典型的差异,“绕砾成缝”是其重要的控制机理,裂缝的干扰特征也有显著的差异。基于考虑“基质本构、固液耦合、任意方向破裂表征”的离散元计算模型,研究了砾岩油藏裂缝扩展过程中的干扰规律。研究表明,应力差较小情况下,裂缝受到砾石吸引作用大于应力差作用,加之裂缝间的相互作用,使得裂缝逐渐向两侧发育,裂缝受到砾石阻碍作用,导致相互贯通,裂缝向两侧发育消耗能量,导致裂缝较短,在应力差较大的情况下,应力差作用大于裂缝受到砾石吸引作用,裂缝沿着最大主应力方向发育,裂缝集中发育,主裂缝较长。应力和砾石共同作用下的裂缝和干扰机理的研究为后期不同应力差条件下的合理改造和开发对策提供重要的支撑。 展开更多
关键词 砾岩 裂缝干扰 数值模拟 连续介质离散元方法
在线阅读 下载PDF
基于连续-非连续元三维煤层气压裂开采分析 被引量:7
17
作者 高慧 冯春 +5 位作者 朱心广 张一鸣 王向刚 辛星 申永利 孙子正 《山东大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期119-128,共10页
基于连续-非连续单元方法,同时考虑单元变形、裂缝开展、块体接触等真实过程,引入应力与裂隙渗流耦合相关算法与模型,分析煤层在多种应力条件下,采用水以及超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SC-CO_(2))作为压裂液的不同压... 基于连续-非连续单元方法,同时考虑单元变形、裂缝开展、块体接触等真实过程,引入应力与裂隙渗流耦合相关算法与模型,分析煤层在多种应力条件下,采用水以及超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SC-CO_(2))作为压裂液的不同压裂过程,获得对应的裂缝扩展模式及压裂液使用量,并进一步对裂缝宽度发展与注入流体变化等结果展开分析。结果表明,超临界CO_(2)压裂下煤体裂缝发展较完全,裂缝数量多且形态复杂;煤体的破裂度随地应力的增加先减小后增大。本研究结果可辅助设计人员优化压裂设计,节省成本的同时提高压裂效率,为SC-CO_(2)应用于煤层气开采提供依据。 展开更多
关键词 煤层气开采 连续-非连续元方法 水-力耦合 压裂 超临界二氧化碳
原文传递
基于概率统计的土石混合体边坡可靠度分析方法 被引量:5
18
作者 张健萍 周东 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期141-146,共6页
为确切描述边坡实际状态,更准确评估边坡稳定性,提出一种基于概率统计的边坡可靠度分析方法。该方法考虑土石混合体边坡平均强度的不确定性和强度在空间上的变异性,综合利用蒙特卡罗方法和连续非连续单元法(CDEM)计算评估边坡可靠程度... 为确切描述边坡实际状态,更准确评估边坡稳定性,提出一种基于概率统计的边坡可靠度分析方法。该方法考虑土石混合体边坡平均强度的不确定性和强度在空间上的变异性,综合利用蒙特卡罗方法和连续非连续单元法(CDEM)计算评估边坡可靠程度;将坡体表面的相对位移量作为基本指标,从定性和定量2个方面确定边坡的失稳标准;通过分析一个典型的土石混合体边坡,获得边坡在不同强度分布和强度等级下的可靠度,并结合一个实例对文中方法的有效性进行验证。结果表明:边坡强度的分布特性对边坡的变形失稳结果有较大影响,利用基于概率统计的可靠度分析方法可建立边坡稳定性与岩土材料强度特性的关系。 展开更多
关键词 土石混合体边坡 可靠度 概率统计 双重变异性 连续非连续单元法(cdem)
原文传递
复合冲击作用下PDC钻齿破岩过程连续-非连续数值模拟研究 被引量:5
19
作者 秦承帅 孙洪斌 +4 位作者 李利平 刘学港 刘知辉 冯春 孙子正 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期109-120,共12页
复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法... 复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法(Continuous Discontinuous Element Method,CDEM),建立基于共享节点的FEM-DEM岩石模型,再通过室内单轴压缩实验验证该计算模型的合理性。基于JavaScript二次开发,建立单钻齿复合冲击运动模型,并模拟PDC单钻齿在正弦函数下的复合冲击破岩过程。通过对岩屑、径向剪切裂纹、侧向裂纹和侧向主裂纹等形成过程的分析,揭示岩石在复合冲击作用下的破坏规律。在此基础上,建立单钻齿复合冲击切削力学模型,开发适用于分析复合冲击破岩钻进的连续-非连续数值算法,分析不同切削深度、前倾角度、轴向冲击速度、扭转冲击速度下的破岩效果,探讨不同钻齿参数下的切削力和破岩规律。结果表明:复合冲击作用下钻齿前方和下方岩石均发生大体积破碎,可实现“立体破岩”效果,进而减小钻头的粘滑效应。钻齿与岩层的接触面积、接触弧长、冲击能量的分配效果是影响复合冲击破岩效率的关键因素。岩层的破碎体积随着切入深度的增大而增大,但钻齿所受的切削力也会同步增大;冲击角度影响冲击能量在水平和垂直方向的分布效果,较小的前倾角度下钻齿破岩体积较大;提高轴向冲击速度和扭转冲击速度可提高岩层破碎体积,但钻齿所受的切削力也相对较大,不利于钻具寿命的延长。研究结果可对提高不同工况下的破岩效率、优化PDC钻齿设计参数、延长钻具使用寿命等提供借鉴意义。 展开更多
关键词 破岩 复合冲击钻进 PDC钻齿 破岩机理 连续-非连续分析方法 数值模拟
在线阅读 下载PDF
考虑温度相关性的岩石热破裂数值模拟 被引量:2
20
作者 王骏林 冯春 张一鸣 《山东大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期106-113,121,共9页
为解决岩石热力学参数如比热、热传导系数等会伴随温度变化而影响岩石热破裂的问题,基于连续-非连续元方法,采用显式积分建立一种考虑参数温度关联性的岩石瞬态热-力-破裂耦合数值模型,通过该模型研究不同升温速率对岩石热裂过程的影响... 为解决岩石热力学参数如比热、热传导系数等会伴随温度变化而影响岩石热破裂的问题,基于连续-非连续元方法,采用显式积分建立一种考虑参数温度关联性的岩石瞬态热-力-破裂耦合数值模型,通过该模型研究不同升温速率对岩石热裂过程的影响。结果表明:考虑参数温度关联时,破裂速率、破裂程度比不考虑参数温度关联小;裂缝最大宽度比不考虑参数温度关联时大、开裂持续时间更长。 展开更多
关键词 岩石热破裂 连续-非连续单元方法 温度相关性 耦合分析 升温速率
原文传递
上一页 1 2 下一页 到第
使用帮助 返回顶部