构造应力-流体压力耦合作用下的裂缝发育特征——以渤海湾盆地东濮凹陷柳屯洼陷裂缝性泥页岩“油藏”为例 被引量：22

1

作者 骆杨 赵彦超 +1 位作者 陈红汉 苏惠 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期177-185,共9页

利用岩心观察、流体包裹体分析和盆地模拟等方法,考虑构造应力与流体压力耦合关系,对渤海湾盆地东濮凹陷柳屯洼陷沙三上亚段盐间强超压裂缝性泥页岩"油藏"中的裂缝发育特征进行了研究。结果表明:1该油藏的裂缝以构造裂缝和水... 利用岩心观察、流体包裹体分析和盆地模拟等方法,考虑构造应力与流体压力耦合关系,对渤海湾盆地东濮凹陷柳屯洼陷沙三上亚段盐间强超压裂缝性泥页岩"油藏"中的裂缝发育特征进行了研究。结果表明:1该油藏的裂缝以构造裂缝和水力破裂缝为主,强超压区域内裂缝产状散乱,甚至发育水力破裂水平缝;2超压通过改变岩石的孔隙弹性响应和渗透力作用来改变地层的差异应力和主应力方向,从而影响裂缝的类型和产状;3构造裂缝和水力破裂缝可细分为7种应力状态类型、3期发育,其中纵张和横张裂缝主要在第1期发育,水力破裂缝主要在第2期内构造抬升前发育,构造剪裂缝主要在第2和第3期发育,构造应力和超压均强烈发育时裂缝类型和产状呈多样化。 展开更多

关键词 流体压力-构造应力耦合 裂缝性泥页岩“油藏” 超压 裂缝类型 裂缝产状 柳屯洼陷

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黔西矿区软硬分层煤温度-压力耦合影响瓦斯解吸试验 被引量：1

2

作者 黄良 李希建 +1 位作者 刘钰 陈守坤 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期156-162,170,共8页

煤层瓦斯解吸特性对矿井瓦斯涌出规律和煤层气开发有重要影响,煤层温度和压力变化对软硬分层煤瓦斯解吸有明显控制作用。贵州黔西矿区煤层大多属于高瓦斯近距离突出煤层群,软硬结合较多,且煤层透气性低。为进一步明确该地区煤层瓦斯解... 煤层瓦斯解吸特性对矿井瓦斯涌出规律和煤层气开发有重要影响,煤层温度和压力变化对软硬分层煤瓦斯解吸有明显控制作用。贵州黔西矿区煤层大多属于高瓦斯近距离突出煤层群,软硬结合较多,且煤层透气性低。为进一步明确该地区煤层瓦斯解吸特性,以贵州黔西典型矿区小屯煤矿和青龙煤矿软硬分层煤为研究对象,利用HCA型高压容量法吸附装置对软硬分层煤进行不同温度、压力下的瓦斯解吸特征试验研究,对比分析温度、压力耦合变化对软硬分层煤瓦斯解吸特征的影响。结果表明:同一煤样温度、压力越高,瓦斯解吸初速度越大,对于0~120 s内的初始瓦斯解吸,瓦斯压力不占主导作用;软分层煤初始瓦斯解吸速率大于硬分层煤,硬分层煤累计瓦斯解吸量大于软分层煤,硬分层煤累计瓦斯解吸量最快在540 s内超过软分层煤;煤体暴露后60 s内含煤瓦斯解吸量变化最剧烈,且软分层煤前60 s解吸量所占比例大于硬分层煤,解吸更“活跃”;瓦斯解吸速率随压力的增加而升高,解吸速率可划分为3个阶段,即0~60 s为“解吸爆炸期”,60~1500 s为“解吸跳跃期”,1500~7200 s为“解吸稳定期”;软分层煤中值解吸时间受温度、压力影响大于硬分层煤,软分层煤瓦斯解吸主要集中在煤炭暴露后1800 s内。 展开更多

关键词 构造煤 软硬分层 瓦斯解吸速率 瓦斯解吸量 温度-压力耦合影响

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楚雄盆地砂岩型铜矿床构造-流体耦合成矿模型 被引量：43

3

作者 韩润生 邹海俊 +2 位作者 吴鹏 方维萱 胡煜昭 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1438-1447,共10页

砂岩型铜矿床是楚雄陆相红层盆地的典型矿床类型。在构造-流体-成矿体系的动力学演化中,该类矿床的形成经历了沉积-成岩成矿作用、改造成矿作用及后期断裂作用的演化过程:燕山中晚期形成煤-铜-盐"三色建造"和盆地流体;喜马拉... 砂岩型铜矿床是楚雄陆相红层盆地的典型矿床类型。在构造-流体-成矿体系的动力学演化中,该类矿床的形成经历了沉积-成岩成矿作用、改造成矿作用及后期断裂作用的演化过程:燕山中晚期形成煤-铜-盐"三色建造"和盆地流体;喜马拉雅早期构造-热演化形成褶皱圈闭盆地流体,来自基底的富铜流体沿同生断裂(隐伏断裂)上升将一些亲铜元素从深部带入煤层而被吸附,形成富铜的还原性流体(H2O-SO2-CO2-CH4(C3H8-C2H6)-HSO4-HCO3-型),还原性流体沿次级断裂、隐伏断裂和层间断裂及轴面变形带上升,与大气降水深循环淋滤膏盐层形成高盐度的氧化性流体(H2O-SO2-CO2-N2-CO-HSO4-型)在砂(页)岩相遇时发生水-岩相互作用,并封闭于高孔渗的砂(页)岩储层,在褶皱翼部或核部的中细粒砂岩和层间断裂带中形成层状、似层状矿体;喜马拉雅中期由于构造改造,在更次级断裂带中形成脉状矿(化)体。所以,该类矿床是褶皱构造圈闭盆地流体-含矿岩相和构造裂隙封闭成矿流体定位成矿的产物,是铜矿源、构造与流体三者耦合作用的结果,更好地解释了矿床既沿褶皱分布又沿含矿层定位及矿物、元素分带的主要原因。故建立了该类矿床的构造-流体耦合成矿模型。 展开更多

关键词 矿床模型 构造-流体耦合成矿 砂岩型铜矿床 楚雄盆地

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构造-流体-成矿体系的反应-输运-力学耦合模型和动力学模拟 被引量：18

4

作者 谭凯旋 谢焱石 +1 位作者 赵志忠 王岳军 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2001年第4期311-321,共11页

建立了一个综合的构造流体成矿体系的反应输运力学耦合动力学模型。利用有限元方法求解岩石变形、断裂作用和断裂网络统计动力学、流体流动、有机和无机地球化学反应及成岩成矿作用、压力溶液和其它压实力学、热迁移的方程组 ,可以对构... 建立了一个综合的构造流体成矿体系的反应输运力学耦合动力学模型。利用有限元方法求解岩石变形、断裂作用和断裂网络统计动力学、流体流动、有机和无机地球化学反应及成岩成矿作用、压力溶液和其它压实力学、热迁移的方程组 ,可以对构造流体成矿体系的动力学演化过程进行 1～ 3维数值模拟。模拟的主要内容是在各种过程耦合作用下描述构造流体成矿体系的主要变量的时空演化 :( 1)与成矿流体的形成和性质有关的变量 ,如地层中矿物 (包括成矿物质 )的溶解速率、流体中各组分的浓度与饱和度、流体温度、压力、离子强度等 ;( 2 )与构造变形和流体运移有关的各变量 ,如应力与变形速率、岩石孔隙度、构造 (断裂 )渗透率等 ;( 3 )与沉淀成矿有关的变量 ,如矿物 (金属矿物和脉石矿物 )的成核速率、各矿物的沉淀量等 ;( 4 )上述各有关变量间的时空耦合关系 ,如断裂渗透率时空演化与流体流动、汇聚和成矿的耦合关系等。以湖南沃溪金锑钨矿床为例 ,应用该模型和方法对成矿动力学过程和动力学机制进行了初步的模拟与分析。 展开更多

关键词 构造-流体-成矿体系 反应-输运-力学耦合 动力学模拟 金锑钨矿床 湖南 岩石变形 断裂作用 成矿作用

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热流固-损伤多场耦合作用下干热岩水力压裂特征数值模拟

5

作者 张旭 周小夏 +3 位作者 黄中伟 李根生 王天宇 武晓光 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期86-94,共9页

水力压裂是有效开发干热岩的关键途径,核心步骤是向高温高应力地层中注入低温高压流体,冷冲击诱导热应力对干热岩裂缝起裂和扩展具有重要影响,但低温诱导热应力和地应力耦合作用下高温岩体应力场/温度场演化特征及裂缝扩展模式仍不明晰... 水力压裂是有效开发干热岩的关键途径,核心步骤是向高温高应力地层中注入低温高压流体,冷冲击诱导热应力对干热岩裂缝起裂和扩展具有重要影响,但低温诱导热应力和地应力耦合作用下高温岩体应力场/温度场演化特征及裂缝扩展模式仍不明晰。为此,建立考虑井筒应力叠加效应、岩石热孔隙弹性效应、弹脆性破坏准则和基岩孔渗随损伤变化的热流固-损伤耦合裂缝扩展数值模型,并与井筒冷却和裂缝扩展解析解对比,验证模型的准确性。研究不同热储地应力和流体注入温度下干热岩压裂应力场/温度场演化特征和裂缝扩展模式。结果表明:裂缝起裂时,井筒周围热应力作用较强,裂缝沿各方向扩展,裂缝起裂后,裂缝扩展受原地应力场影响增强,使裂缝转向,主要沿最大主应力方向扩展,温度变化局限在井筒附近地层;温差越大,热应力越强,起裂压力越低,利于形成复杂缝网;地应力差越小(最大主应力恒定),裂缝起裂/扩展方向受地应力控制程度小,利于形成复杂缝网,应力场扰动程度大。 展开更多

关键词 干热岩 水力压裂 热流固-损伤耦合模型 热应力 地应力差 破裂压力 裂缝扩展模式

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液力变矩器流体-固体耦合压力脉动分析 被引量：5

6

作者 闫清东 刘博深 魏巍 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期577-583,共7页

在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与... 在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明:涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 液力变矩器 流体-固体耦合 压力脉动 结构振动

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裂隙开度的压力溶解对双重孔隙介质热-水-应力耦合影响的有限元分析 被引量：11

7

作者 张玉军 张维庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1269-1275,共7页

为了考虑应力拉压和压力(化学)溶解对裂隙开度的综合影响,对所建立的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型中裂隙开度的计算模型作了改进。通过一个假定的高放废物地质处置库算例,就岩体裂隙开度变化的3种工况,分析了岩体中的温度、孔(... 为了考虑应力拉压和压力(化学)溶解对裂隙开度的综合影响,对所建立的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型中裂隙开度的计算模型作了改进。通过一个假定的高放废物地质处置库算例,就岩体裂隙开度变化的3种工况,分析了岩体中的温度、孔(裂)隙水压力、地下水流速和主应力的变化、分布情况。结果显示:3种工况的计算域中温度场基本相同;孔(裂)隙水渗流场形态相似,但其量值有一定差别;工况1的裂隙开度在应力和压力(化学)溶解的共同作用下闭合量最大,负孔(裂)隙水压力增值最高;核废物的释热效应明显地改变了岩体自重应力场的水平分量,但对其垂直分量影响较小。 展开更多

关键词 双重孔隙-裂隙介质 裂隙开度 压力溶解 热-水-应力耦合 有限元分析

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热-应力耦合场作用下含缺陷压力管道的应力强度因子研究 被引量：12

8

作者 宋杰 王作文 孟小平 《森林工程》 2010年第3期33-36,65,共5页

含有轴向长裂纹承受超高压的厚壁压力管道,当其内外壁温度不一致时会产生热应力,从而使总的应力场发生变化,裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化。本文用有限单元法计算了由稳态热荷载和内压力共同引起的应力强度因子,并通过选取几组不... 含有轴向长裂纹承受超高压的厚壁压力管道,当其内外壁温度不一致时会产生热应力,从而使总的应力场发生变化,裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化。本文用有限单元法计算了由稳态热荷载和内压力共同引起的应力强度因子,并通过选取几组不同的厚壁管道几何参数、裂纹参数和温度参数,分析了它们对应力强度因子的影响规律。总结后发现,热-应力耦合场作用下,应力强度因子随径比、裂纹深度比和温度比的增加而增加,且外壁温度高于内壁时得到的应力强度因子更大,压力管道处于更加危险的工况,工程上需要特别注意。 展开更多

关键词 热-应力耦合场 压力管道 应力强度因子 有限元分析

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压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合影响的数值模拟 被引量：3

9

作者 张玉军 杨朝帅 徐刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1461-1469,共9页

在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型，针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型，拟定两种计算工况：（1）孔隙率和渗透系数是压力溶解... 在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型，针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型，拟定两种计算工况：（1）孔隙率和渗透系数是压力溶解的函数；（2）孔隙率和渗透系数均为常数，进行4a处置时段的数值模拟，考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布情况。研究结果表明：工况1计算终了时，压力溶解使得孔隙率和渗透系数分别下降到初始值的43％-54％、4．4％～9．1％。在核废料释热温度场的作用下，工况1、2中的负孔隙水压力分别为初始值的1．00～1．25倍、1．00～1．10倍，前者表现了压力溶解的明显影响；两种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。 展开更多

关键词 压力溶解 颗粒聚集岩体 热-水-应力耦合 数值模拟

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构造-流体耦合关系对水上亚系统金矿成矿环境的影响 被引量：4

10

作者 贾斌 毋瑞身 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期197-207,共11页

流体温度-密度-盐度关系化学模式显示,水下亚系统是一种火山作用形成的富含NaCl向海底释放的流体系统,该系统形成块状硫化物矿床;水上亚系统是陆相火山岩地区的地下低盐度低温流体系统,形成了浅层低温热液型和热泉型矿床。由流体的质量... 流体温度-密度-盐度关系化学模式显示,水下亚系统是一种火山作用形成的富含NaCl向海底释放的流体系统,该系统形成块状硫化物矿床;水上亚系统是陆相火山岩地区的地下低盐度低温流体系统,形成了浅层低温热液型和热泉型矿床。由流体的质量方程、能量方程和运动方程的特点可以看出,在成矿作用过程中的流体运动,受到构造-流体-成矿系统的关系中多种因素的影响,如介质的孔隙度、流体密度、渗透率、流体的黏度和流体内压力等。以世界一些陆相火山地区的金矿为例进行讨论,充分证明了陆相火山地区的金矿流体的运动方式具有两种类型:一类是成矿流体沿岩石的孔隙流动,如伊尔曼得金矿等;另一类是成矿流体沿裂隙流动,如阿希金矿等。虽然这些金矿形成于同一火山岩地区,但是,流体在围岩的孔隙和断裂中以不同的方式运动,流体的内压力、流体的密度将发生不同的变化,同时引起流体的氧逸度、pH值、盐度产生不同的改变。由此表明流体运动的方式和扩散影响了成矿环境。 展开更多

关键词 构造-流体 耦合 金矿流体 成矿环境 流体包裹体 同位素地球化学 矿床学

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大姚六苴砂岩型铜矿床构造演化时间序列及构造-流体耦合成矿模式 被引量：1

11

作者 韩润生 邹海俊 +2 位作者 吴鹏 方维萱 胡煜昭 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期425-426,共2页

关键词 构造演化 时间序列 成矿模式 盆地流体 褶皱构造 耦合 成岩成矿作用 大雪山 主压应力 砂岩型铜矿床

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压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合作用的弹塑性有限元分析 被引量：3

12

作者 周英博 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1781-1790,共10页

将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种... 将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种计算工况,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力及塑性区的变化、分布情况。结果主要显示:弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数,使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀有明显的变化,并对渗流场(孔隙水压力及流速)和应力场产生显著的影响。但两种工况弹性区中的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀差别较小。 展开更多

关键词 压力溶解 颗粒聚集岩体 弹塑性模型 热-水-应力耦合 有限元分析

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构造-流体-成矿耦合机制——以会泽超大型富锗铅锌矿床为例 被引量：2

13

作者 张艳 韩润生 +2 位作者 胡体才 魏平堂 王磊 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期969-983,共15页

以会泽超大型富锗铅锌矿床为例,在研究该矿床“三位一体”成矿规律的基础上,从不同尺度精细刻画了会泽铅锌矿床构造-流体-成矿耦合过程,完善了铅锌超常富集机制:(1)酸性成矿流体(pH<3.6)被陆内构造作用圈闭于川滇黔“三角区”内,并... 以会泽超大型富锗铅锌矿床为例,在研究该矿床“三位一体”成矿规律的基础上,从不同尺度精细刻画了会泽铅锌矿床构造-流体-成矿耦合过程,完善了铅锌超常富集机制:(1)酸性成矿流体(pH<3.6)被陆内构造作用圈闭于川滇黔“三角区”内,并大量汇聚,强劲的构造动力驱使其远距离迁移并不断从途经地层中萃取成矿物质;(2)深部成矿流体沿断褶构造带“贯入”,经减压沸腾作用、气-液分离作用,进一步浓缩富集,水-岩相互作用下的铅锌水解和白云石化作用使成矿物质再次富集;(3)当盆地中循环的还原性流体进入容矿断裂时,氧化性成矿流体和还原性流体混合发生矿质沉淀,形成富锗铅锌矿床。从宏观和中观上看,会泽铅锌矿床形成于构造体制转换背景下,并由于构造空间类型、力学性质转变和构造活动的脉动性使成矿过程具有多阶段性;而且流体反过来影响和改变构造。缓冲溶液作用与络合物形成、减压沸腾及重晶石脉形成、多阶段主要成矿作用过程,都是微观层次上流体-岩石化学反应及成矿元素的输运-沉淀-富集等作用的具体表现,均为构造-流体耦合作用的产物。 展开更多

关键词 构造-流体-成矿耦合 成矿机制 成矿规律 会泽超大型富锗铅锌矿 川滇黔铅锌成矿区

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应力腐蚀和压力溶解引起的裂隙开度-刚度变化对THMM耦合过程影响的数值模拟 被引量：1

14

作者 张玉军 徐刚 杨朝帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期559-567,共9页

在使用Yasuhara等建立的裂隙开度的应力腐蚀和压力溶解模型的基础上,考虑裂隙闭合量对裂隙刚度的影响,针对一个假设的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况:(1)裂隙的刚度系数是裂隙闭合... 在使用Yasuhara等建立的裂隙开度的应力腐蚀和压力溶解模型的基础上,考虑裂隙闭合量对裂隙刚度的影响,针对一个假设的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况:(1)裂隙的刚度系数是裂隙闭合量的线性函数;(2)裂隙刚度为常数,进行热-水-应力-迁移耦合的二维有限元数值模拟,考察了岩体中的温度、裂隙开度的闭合速率、闭合量、孔(裂)隙水压力、地下水流速、核素浓度、裂隙刚度和正应力的变化、分布等情况。结果表明,两种工况岩体中的温度场、孔(裂)隙水压力、地下水流速、核素浓度无明显差别;裂隙闭合基本由应力腐蚀产生;在相同计算时间内两种工况的裂隙闭合量较为接近,工况1略大;工况1中离玻璃固化体越近,裂隙刚度值越高,并且在玻璃固化体附近的应力值较大,且集中程度较高。 展开更多

关键词 应力腐蚀 压力溶解 双重孔隙-裂隙介质 裂隙刚度 热-水-应力-迁移耦合分析

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考虑饱和度修正的应力腐蚀和压力溶解作用热-水-应力耦合过程有限元分析

15

作者 张维庆 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期523-532,共10页

针对笔者开发的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力(T-H-M)耦合二维有限元分析程序中使用的应力腐蚀和压力溶解模型,引入水饱和度修正因子。以一个假设的位于含水地层中的高放废物地质处置模型,拟定3种初始裂隙水饱和度的计算工况(Sw20=1.0、... 针对笔者开发的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力(T-H-M)耦合二维有限元分析程序中使用的应力腐蚀和压力溶解模型,引入水饱和度修正因子。以一个假设的位于含水地层中的高放废物地质处置模型,拟定3种初始裂隙水饱和度的计算工况(Sw20=1.0、0.8、0.2)进行热-水-应力耦合的数值模拟,考察岩体中的温度、裂隙开度的闭合速率、闭合量、孔(裂)隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布等情况。结果显示,随着初始裂隙水饱和度的由高值到低值,应力腐蚀和压力溶解产生的闭合速率从大变小,裂隙开度由初始值趋于残余值,粗糙面接触率由初始值趋于其名义接触率的时间也增加,裂纹应力强度因子的下降亦变慢;近场的裂(孔)隙水压力的变化、分布及其流速矢量场的形态有明显的不同;3种工况的岩体中的应力量值及分布的差别不大。 展开更多

关键词 应力腐蚀 压力溶解 饱和度修正 双重介质 热-水-应力(T-H-M)耦合 有限元分析

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稠油油藏热-流体-力学耦合模型研究及应用 被引量：5

16

作者 孙辉 李兆敏 焦玉勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2560-2564,共5页

在稠油油藏开发中,由于原油黏度高一般采用注蒸汽开采。基于连续介质力学理论,考虑了热对流的影响,建立了蒸汽注入条件下对地层压力、变形和有效应力定量评价的改进的热-流体-力学耦合数学模型;应用全隐式顺序Galerkin有限元数值解方案... 在稠油油藏开发中,由于原油黏度高一般采用注蒸汽开采。基于连续介质力学理论,考虑了热对流的影响,建立了蒸汽注入条件下对地层压力、变形和有效应力定量评价的改进的热-流体-力学耦合数学模型;应用全隐式顺序Galerkin有限元数值解方案对注蒸汽井热-流体-力学耦合过程进行了数值模拟。计算结果表明,由于地层流体高温膨胀引起的高压力,会导致位移、变形,甚至地层结构破裂;温度对地层破裂形态的影响显著。研究表明,这个改进模型比传统模型更加准确、实用,可以用于蒸汽注入速率优化和油藏、地质、热-流动力反应、地应力水平等综合作用效应研究。 展开更多

关键词 稠油油藏 蒸汽热采 热-流体-力学耦合模型 GALERKIN有限元 应力应变分析 热对流

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基于离散-连续耦合方法的隧道压力拱特性研究 被引量：6

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作者 高峰 谭绪凯 +2 位作者 陈晓宇 丁其乐 李星 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期218-225,共8页

隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过... 隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过力的传递实现离散-连续模型的耦合;研究了耦合算法中的平均应力计算方法、平均应力计算区域面积及耦合程序遍历颗粒方法;基于自行开发优化的离散-连续耦合程序,模拟了隧道开挖后的围岩受力特性,研究了隧道压力拱形成机理及压力拱特性;计算了埋深分别为10 m,14 m,18 m,22 m,26 m,30 m和34 m情况下的隧道开挖产生的压力拱应力集中等效区域,揭示了隧道压力拱随着隧道埋深的变化规律。研究结果表明,自行开发优化的离散-连续耦合程序能在保证计算精度的前提下,充分发挥离散元方法在微观力学研究方面的优势;隧道开挖后,开挖面周边范围出现层状压力环,但在拱顶和仰拱底附近区域的围岩压力环的环间接触力降低,围岩承载能力急剧降低,形成压力拱;随着隧道埋深的增加,隧道压力拱应力集中等效区域减小,隧道周边围岩的压力拱承载能力越来越大;但当隧道埋深达到一定界限后,隧道压力拱高度趋于稳定。 展开更多

关键词 离散-连续耦合模型 隧道压力拱 隧道埋深 压力拱应力集中等效区域 力的传递路径 PFC2D

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构造差应力与构造附加静水压力关系研究 被引量：1

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作者 王勇生 朱光 +1 位作者 宋传中 刘国生 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期70-83,共14页

构造差应力究竟能够产生多大的附加静水压力在地学界一直有很大争议。本文通过大别山东端郯庐韧性剪切带中糜棱岩的构造差应力测量和同构造新生白云母的电子探针分析，对这一科学问题进行了初步探讨。对该断裂带12个糜棱岩样品进行了20... 构造差应力究竟能够产生多大的附加静水压力在地学界一直有很大争议。本文通过大别山东端郯庐韧性剪切带中糜棱岩的构造差应力测量和同构造新生白云母的电子探针分析，对这一科学问题进行了初步探讨。对该断裂带12个糜棱岩样品进行了20次构造差应力测量，获得了114．6—149．6MPa的差应力值；对同构造新生白云母的电子探针分析获得岩石的形成时的围压为291．7—531．3MPa。通过构造差应力与岩石围压的对比分析，笔者认为岩石中的“构造超压”并不完全是构造差应力产生的附加静水压力造成的，还应包括了岩石中流体压力的贡献。在中-上地壳，附加静水压力主要由流体压力构成；而在下地壳和岩石圈深部，岩石的构造超压主要来自于由构造差应力产生的附加静水压力。但由于岩石圈深部构造差应力的急剧减小，产生的构造附加静水压力对围岩的贡献量极小，并不能使超高压岩石的形成深度明显变浅。 展开更多

关键词 构造差应力 构造附加静水压力 流体压力 糜棱岩 郯庐断裂

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应力腐蚀和压力溶解作用下双重孔隙岩体中THMM耦合过程的有限元分析 被引量：2

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作者 张玉军 杨朝帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3129-3138,共10页

在使用Yasuhara等建立的裂隙开度的应力腐蚀和压力溶解模型的基础上,将溶质浓度场引入笔者已开发的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合的二维有限元分析程序中,针对一个假设的位于非饱和岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置库,拟定2种... 在使用Yasuhara等建立的裂隙开度的应力腐蚀和压力溶解模型的基础上,将溶质浓度场引入笔者已开发的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合的二维有限元分析程序中,针对一个假设的位于非饱和岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置库,拟定2种计算工况:(1)裂隙开度随应力腐蚀和压力溶解而变化(基岩的孔隙率亦是应力的函数);(2)裂隙开度和基岩的孔隙率均为常数,进行热-水-应力-迁移耦合的数值模拟,考察了岩体中的温度、裂隙开度的闭合速率、闭合量、孔(裂)隙水压力、地下水流速、核素浓度和应力的变化、分布等情况。结果主要显示:应力腐蚀引起的闭合速率要高于压力溶解引起的闭合速率6个数量级,且两种因素产生的闭合速率随时间先增加后减小,并趋于稳定;当考虑应力腐蚀和压力溶解时,近场的负裂隙水压力上升很高;工况1中裂隙开度和孔隙率减小,使得相应的渗透系数降低,故该工况的裂隙和孔隙中核素浓度较工况2为高;由于不计入负的孔(裂)隙水压力对应力平衡的影响,2种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。 展开更多

关键词 应力腐蚀 压力溶解 双重孔隙介质 热-水-应力-迁移耦合 有限元分析

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构造应力场转换的成矿地球化学响应 被引量：16

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作者 杨立强 熊章强 +3 位作者 邓军 张中杰 王建平 李新俊 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期243-249,共7页

以剪切带型金矿为例,基于对中国东部胶东西北部地区及其典型金矿田、金矿床构造应力场与成矿地球化学场的详细研究结果,初步阐释了它们在多重时-空间尺度上的耦合关系。区域尺度上,应力极值区不利于成矿,金矿床就位于应力梯级带,尤其是... 以剪切带型金矿为例,基于对中国东部胶东西北部地区及其典型金矿田、金矿床构造应力场与成矿地球化学场的详细研究结果,初步阐释了它们在多重时-空间尺度上的耦合关系。区域尺度上,应力极值区不利于成矿,金矿床就位于应力梯级带,尤其是不同方向应力梯级带的交汇部位。矿田尺度上,成矿物质有从应力高值区向低值区运移的趋势,成矿主期应力梯度的增大有利于成矿元素进一步浓集,应力梯级的强烈变化地段(或时段)往往形成金属元素的大量堆积。矿床尺度上,成矿物质的运移受不同方向剪应力梯级带的叠加影响,金属元素就位于NE和NW向应力梯级带交汇部位缓坡带一侧的次级梯级带之上。多重时-空尺度成矿动力学的深入研究,将可能揭示出这种非线性效应的丰富内涵。 展开更多

关键词 构造应力场转换 成矿地球化学响应 多重时-空尺度 耦合 胶东

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