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考虑毛细滞回效应的非饱和多孔介质渗流与变形耦合本构模型
被引量:
2
1
作者
马田田
韦昌富
+2 位作者
李幻
陈盼
魏厚振
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S1期198-204,共7页
在Wheeler本构模型框架的基础上,提出了一个水力与力学耦合的本构模型。该模型中的土-水特征曲线采用毛细滞回内变量模型,能够更好地描述水力历史变化下毛细滞回现象对非饱和多孔介质变形的影响,同时也可描述非饱和多孔介质变形对渗流...
在Wheeler本构模型框架的基础上,提出了一个水力与力学耦合的本构模型。该模型中的土-水特征曲线采用毛细滞回内变量模型,能够更好地描述水力历史变化下毛细滞回现象对非饱和多孔介质变形的影响,同时也可描述非饱和多孔介质变形对渗流的影响。非饱和土的强度不仅与吸力有关,而且受到饱和度的影响。相同的吸力下,土样经过吸湿和脱湿路径的饱和度不同,因此,非饱和土的强度也不同。此模型以体积含水率的塑性变化和体变的塑性变化为硬化参数,不仅能描述基质吸力对非饱和土的强化作用,而且考虑了饱和度对强度及变形的影响。试验结果与模型预测基本吻合,证明该模型能够模拟非饱和土的主要特性。为了简化,此模型是在各向同性荷载下推得的,有待于推广到一般的应力状态。
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关键词
非饱和多孔介质
本构模型
毛细循环
渗流与变形耦合
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职称材料
考虑流固耦合效应的高心墙堆石坝应力变形分析
被引量:
2
2
作者
马秀伟
薛国强
饶国风
《中国农村水利水电》
北大核心
2011年第6期106-109,共4页
300 m级高心墙堆石坝的建设需求,促进了对渗流场与变形场相互影响的动态耦合机理的研究。以渗透系数与孔隙率、体应变的相关关系为纽带,模拟了受变形场影响的渗透系数的分布情况;考虑上游堆石体湿化变形,建立多孔介质渗流场与变形场耦...
300 m级高心墙堆石坝的建设需求,促进了对渗流场与变形场相互影响的动态耦合机理的研究。以渗透系数与孔隙率、体应变的相关关系为纽带,模拟了受变形场影响的渗透系数的分布情况;考虑上游堆石体湿化变形,建立多孔介质渗流场与变形场耦合分析的理论,并采用有限元数值方法结合算例进行双场耦合分析与计算。计算结果表明,渗透系数随填筑高程的增加逐渐减小;湿化作用不足以抵消浮托力对坝壳的上抬影响,坝壳下沉是由心墙渗透体积力引起的。
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关键词
心墙堆石坝
渗流
场
与变形
场
耦合
分析
体应变
湿化
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职称材料
黄土增湿变形的数值模型
被引量:
12
3
作者
梁燕
赵桂娟
+1 位作者
谢永利
李同录
《建筑科学与工程学报》
CAS
2007年第3期43-46,共4页
以甘肃陇西自重湿陷性黄土作为研究对象,基于黄土湿陷过程中变形与渗流耦合的思想,建立了黄土增湿变形的数值模型。依据质量守恒定律和达西定律,建立了考虑变形影响的适合非饱和土-饱和土的、非稳态的轴对称黄土渗流连续性基本方程。参...
以甘肃陇西自重湿陷性黄土作为研究对象,基于黄土湿陷过程中变形与渗流耦合的思想,建立了黄土增湿变形的数值模型。依据质量守恒定律和达西定律,建立了考虑变形影响的适合非饱和土-饱和土的、非稳态的轴对称黄土渗流连续性基本方程。参考陇西自重湿陷性黄土室内侧限压缩试验数据建立了黄土增湿变形本构模型;采用Galerkin加权残值法对基本方程进行空间离散;在时间域内用差分方法离散,建立了考虑渗流和变形耦合的黄土增湿变形有限元支配方程,并提出了求解方法。研究结果表明:在研究黄土增湿变形过程中,考虑变形与渗流耦合的作用是可行的,建立的黄土增湿变形有限元模型是合理的。
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关键词
湿陷性黄土
渗流
增湿
变形
渗流与变形耦合
有限元模型
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职称材料
页岩储层各向异性对裂缝起裂压力的影响
被引量:
15
4
作者
李玉梅
柳贡慧
+2 位作者
李军
于丽维
刘明
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期133-137,148,共5页
页岩储层水平方向上的层理性结构导致了页岩较强的非均质性和各向异性。基于岩石横向各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了页岩水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型,对射孔方位角、弹性力学各向异性以及地应力各向异性对...
页岩储层水平方向上的层理性结构导致了页岩较强的非均质性和各向异性。基于岩石横向各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了页岩水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型,对射孔方位角、弹性力学各向异性以及地应力各向异性对水力裂缝起裂压力的敏感性进行了研究。研究结果表明:随射孔方位角的增加,起裂压力增大,起裂压力应力分布云图呈部分"椭圆状"且倾向于最大水平主应力方向;弹性模量各向异性较大和泊松比各向异性较小时,岩石表现出在水平方向上较强的刚性特征,裂缝起裂的可能性较大;弹性模量各向异性较小和泊松比各向异性较大时,岩石表现出在垂向方向上较强的刚性特征,岩石不易起裂。研究结果可以为页岩气井裂缝起裂压力预测提供参考依据。
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关键词
页岩
渗流与变形耦合
弹性各向异性
射孔方位角
起裂压力
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职称材料
基于页岩各向异性的裂缝起裂数值模拟分析
被引量:
5
5
作者
李玉梅
柳贡慧
+3 位作者
李军
于丽维
杨宏伟
连威
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016年第3期380-385,共6页
页岩层理在水平方向上有序地定向排列结构导致了页岩较强的弹性各向异性。基于岩石横观各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型。考虑页岩弹性力学参数各向异性差异,进行了射孔参数和非...
页岩层理在水平方向上有序地定向排列结构导致了页岩较强的弹性各向异性。基于岩石横观各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型。考虑页岩弹性力学参数各向异性差异,进行了射孔参数和非均匀地应力对水平井裂缝起裂压力和起裂位置的敏感性研究分析。研究结果表明:裂缝起裂点对射孔方位角有较强的敏感性,随射孔方位角的增大易出现复杂的裂缝起裂形态;裂缝起裂压力随射孔方位角的增大而增大,随射孔密度的增大而减小;弹性模量各向异性对起裂压力有较大的影响,弹性模量各向异性比值越大,起裂压力越小;无论是均质地层还是各向异性地层,水平地应力比值对起裂压力的影响较大,初始水平地应力比值对起裂压力的影响较小。计算结果可为页岩储层的裂缝起裂压力预测以及裂缝扩展机理深入研究提供参考。
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关键词
页岩
弹性各向异性
渗流与变形耦合
水平井
射孔参数
起裂压力
起裂位置
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职称材料
题名
考虑毛细滞回效应的非饱和多孔介质渗流与变形耦合本构模型
被引量:
2
1
作者
马田田
韦昌富
李幻
陈盼
魏厚振
机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第S1期198-204,共7页
基金
国家自然科学基金(No.10872211)
中国科学院百人计划择优项目
中国科学院岩土力学与工程国家重点实验室开放基金―土质边坡稳定与防护(No.Q110601)
文摘
在Wheeler本构模型框架的基础上,提出了一个水力与力学耦合的本构模型。该模型中的土-水特征曲线采用毛细滞回内变量模型,能够更好地描述水力历史变化下毛细滞回现象对非饱和多孔介质变形的影响,同时也可描述非饱和多孔介质变形对渗流的影响。非饱和土的强度不仅与吸力有关,而且受到饱和度的影响。相同的吸力下,土样经过吸湿和脱湿路径的饱和度不同,因此,非饱和土的强度也不同。此模型以体积含水率的塑性变化和体变的塑性变化为硬化参数,不仅能描述基质吸力对非饱和土的强化作用,而且考虑了饱和度对强度及变形的影响。试验结果与模型预测基本吻合,证明该模型能够模拟非饱和土的主要特性。为了简化,此模型是在各向同性荷载下推得的,有待于推广到一般的应力状态。
关键词
非饱和多孔介质
本构模型
毛细循环
渗流与变形耦合
Keywords
unsaturated porous media
constitutive model
capillary hysteresis
coupling of hydraulic and mechanic
分类号
P634.1 [天文地球—地质矿产勘探]
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
考虑流固耦合效应的高心墙堆石坝应力变形分析
被引量:
2
2
作者
马秀伟
薛国强
饶国风
机构
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2011年第6期106-109,共4页
文摘
300 m级高心墙堆石坝的建设需求,促进了对渗流场与变形场相互影响的动态耦合机理的研究。以渗透系数与孔隙率、体应变的相关关系为纽带,模拟了受变形场影响的渗透系数的分布情况;考虑上游堆石体湿化变形,建立多孔介质渗流场与变形场耦合分析的理论,并采用有限元数值方法结合算例进行双场耦合分析与计算。计算结果表明,渗透系数随填筑高程的增加逐渐减小;湿化作用不足以抵消浮托力对坝壳的上抬影响,坝壳下沉是由心墙渗透体积力引起的。
关键词
心墙堆石坝
渗流
场
与变形
场
耦合
分析
体应变
湿化
Keywords
core rockfill dam
coupled seepage and deformation fields
volumetric strain
wetting deformation
分类号
TV314 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
黄土增湿变形的数值模型
被引量:
12
3
作者
梁燕
赵桂娟
谢永利
李同录
机构
长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室
西安科技大学建筑与土木工程学院
长安大学地质工程与测绘学院
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
2007年第3期43-46,共4页
基金
国家自然科学基金项目(59870401)
国家西部交通建设科技项目(200131881214)
文摘
以甘肃陇西自重湿陷性黄土作为研究对象,基于黄土湿陷过程中变形与渗流耦合的思想,建立了黄土增湿变形的数值模型。依据质量守恒定律和达西定律,建立了考虑变形影响的适合非饱和土-饱和土的、非稳态的轴对称黄土渗流连续性基本方程。参考陇西自重湿陷性黄土室内侧限压缩试验数据建立了黄土增湿变形本构模型;采用Galerkin加权残值法对基本方程进行空间离散;在时间域内用差分方法离散,建立了考虑渗流和变形耦合的黄土增湿变形有限元支配方程,并提出了求解方法。研究结果表明:在研究黄土增湿变形过程中,考虑变形与渗流耦合的作用是可行的,建立的黄土增湿变形有限元模型是合理的。
关键词
湿陷性黄土
渗流
增湿
变形
渗流与变形耦合
有限元模型
Keywords
collapsible loess
permeation
moistening deformation
coupling of permeation and deformation
finite element model
分类号
TU444 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
页岩储层各向异性对裂缝起裂压力的影响
被引量:
15
4
作者
李玉梅
柳贡慧
李军
于丽维
刘明
机构
中国石油大学
北京信息科技大学
中油新疆油田分公司
天津开发区鑫昌达船舶工程有限公司
出处
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期133-137,148,共5页
基金
国家自然科学基金重点项目"控压钻井测控理论及关键问题研究"(51334003)
国家自然科学基金面上项目"基于模型预测控制理论与状态机架构的控压钻井压力控制方法研究"(51374223)
中国石油科技创新基金"面向页岩气体积压裂的分簇射孔技术研究"(2012D-5006-0303)
文摘
页岩储层水平方向上的层理性结构导致了页岩较强的非均质性和各向异性。基于岩石横向各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了页岩水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型,对射孔方位角、弹性力学各向异性以及地应力各向异性对水力裂缝起裂压力的敏感性进行了研究。研究结果表明:随射孔方位角的增加,起裂压力增大,起裂压力应力分布云图呈部分"椭圆状"且倾向于最大水平主应力方向;弹性模量各向异性较大和泊松比各向异性较小时,岩石表现出在水平方向上较强的刚性特征,裂缝起裂的可能性较大;弹性模量各向异性较小和泊松比各向异性较大时,岩石表现出在垂向方向上较强的刚性特征,岩石不易起裂。研究结果可以为页岩气井裂缝起裂压力预测提供参考依据。
关键词
页岩
渗流与变形耦合
弹性各向异性
射孔方位角
起裂压力
Keywords
shale
coupling of seepage and deformation
elastic anisotropy
perforation azimuth
fracturing pressure
分类号
TE243 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
基于页岩各向异性的裂缝起裂数值模拟分析
被引量:
5
5
作者
李玉梅
柳贡慧
李军
于丽维
杨宏伟
连威
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
北京工业大学
中国石油新疆油田公司工程技术研究院
出处
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016年第3期380-385,共6页
基金
中国石油大学(北京)前瞻导向项目专项基金项目"各向异性页岩气藏分簇射孔参数优化方法研究"(ZX20150039)
文摘
页岩层理在水平方向上有序地定向排列结构导致了页岩较强的弹性各向异性。基于岩石横观各向同性本构关系以及渗流与变形耦合数值方法,建立了水平井裂缝起裂的三维有限元数值模型。考虑页岩弹性力学参数各向异性差异,进行了射孔参数和非均匀地应力对水平井裂缝起裂压力和起裂位置的敏感性研究分析。研究结果表明:裂缝起裂点对射孔方位角有较强的敏感性,随射孔方位角的增大易出现复杂的裂缝起裂形态;裂缝起裂压力随射孔方位角的增大而增大,随射孔密度的增大而减小;弹性模量各向异性对起裂压力有较大的影响,弹性模量各向异性比值越大,起裂压力越小;无论是均质地层还是各向异性地层,水平地应力比值对起裂压力的影响较大,初始水平地应力比值对起裂压力的影响较小。计算结果可为页岩储层的裂缝起裂压力预测以及裂缝扩展机理深入研究提供参考。
关键词
页岩
弹性各向异性
渗流与变形耦合
水平井
射孔参数
起裂压力
起裂位置
Keywords
shale
elastic anisotropy
seepage-deformation coupling
horizontal well
perforation parameters
fracture initiation pressure
initiation location
分类号
TE357.1 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑毛细滞回效应的非饱和多孔介质渗流与变形耦合本构模型
马田田
韦昌富
李幻
陈盼
魏厚振
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
2
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职称材料
2
考虑流固耦合效应的高心墙堆石坝应力变形分析
马秀伟
薛国强
饶国风
《中国农村水利水电》
北大核心
2011
2
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职称材料
3
黄土增湿变形的数值模型
梁燕
赵桂娟
谢永利
李同录
《建筑科学与工程学报》
CAS
2007
12
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职称材料
4
页岩储层各向异性对裂缝起裂压力的影响
李玉梅
柳贡慧
李军
于丽维
刘明
《特种油气藏》
CAS
CSCD
北大核心
2014
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
基于页岩各向异性的裂缝起裂数值模拟分析
李玉梅
柳贡慧
李军
于丽维
杨宏伟
连威
《断块油气田》
CAS
北大核心
2016
5
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