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题名参数空间变异性对岩石水力压裂裂隙扩展形态的影响
被引量：1
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作者
申林方
华涛
王志良
李松波
陈骞
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机构
昆明理工大学建筑工程学院
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出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第4期1294-1302,共9页
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基金
国家自然科学基金(No.42167022,No.11962008,No.42067043)。
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文摘
为了研究非均质岩石水力裂隙的扩展特征,采用中心点法随机场理论对岩石的物理力学参数进行随机化处理,同时实时追踪新生裂隙表面并施加压力模拟压裂液与裂隙壁面间的相互作用,基于键型近场动力学方法建立了模拟岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据含预制裂隙岩石压缩破坏过程的试验结果,验证了计算模型的有效性,并探究了岩石弹性模量空间变异方向、波动范围及射孔间距等因素对岩石水力裂隙演化特征的影响。结果表明:当岩石弹性模量呈层状分布时,其水力裂隙倾向于沿着结构薄弱面扩展;而当参数分布无方向性时,水力裂隙的扩展表现出强随机性,裂隙网络趋于复杂化。当参数波动范围较小时,岩石弹性模量离散程度较高,在水力压裂作用下局部会产生应力集中,易于形成复杂的裂隙结构;而较大的参数波动范围会使岩石趋于均质化,水力裂隙分支呈单一化扩展,使得裂隙扩展率相对较低。双射孔作用下均质岩石裂隙扩展呈对称分布,射孔压力使得射孔之间区域的裂隙扩展受到抑制作用,导致主裂隙倾向于向两侧边界扩展;而双射孔作用下非均质岩石水力裂隙扩展出现竞争关系,在应力集中效应和材料非均质性的共同作用下使得一条水力裂隙优先扩展后抑制另外一条裂隙的发展。
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关键词
水力压裂
岩石
随机场
键型近场动力学
裂隙追踪
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Keywords
hydraulic fracturing
rock
stochastic field
bond-based peridynamics
crack tracking
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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