检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王飞上海交通大学

学位级别：博士

自然界中的岩体存在着大量的诸如裂隙、节理、断层等等不连续面。这些不连续面的存在形成了它不同于其它均匀介质的复杂的力学特性。运用传统的有限单元法等数值方法,难以反映裂隙等不连续面及其扩展在岩体力学行为中所起到的关键性作用... 详细信息

自然界中的岩体存在着大量的诸如裂隙、节理、断层等等不连续面。这些不连续面的存在形成了它不同于其它均匀介质的复杂的力学特性。运用传统的有限单元法等数值方法,难以反映裂隙等不连续面及其扩展在岩体力学行为中所起到的关键性作用。位移不连续方法（displcement discontinuity method,简称DDM）,作为一种间接边界元方法,由于其自身所具有的特点,决定了它比较适合用于研究含不连续面的弹性体问题。本文以裂隙岩体为研究对象,深入研究了位移不连续法这一数值方法,对其做了改进,扩大其应用范围,并将其用于解决岩体力学中的问题。主要有以下几点工作: 1.提出了用位移不连续法模型解决含裂隙等不连续面的层状岩体问题的方法。采用Fourier变换以及Airy应力函数,从平面应变条件下的弹性力学基本方程出发,分别得到了传递矩阵和刚度矩阵,再把传递矩阵和刚度矩阵相结合,首次得到了具有任意有限层层状弹性半平面问题的均布位移不连续基本解。依此建立层状弹性半平面的位移不连续模型后,研究了岩体分层性对巷道开挖卸荷时顶部位移的影响。最后,还扩展讨论了复合半平面、边缘固定的层状体及粘弹性层状体的基本解的求解方法。 2.考虑岩石本身的渗透性,在裂隙孔隙双重介质模型基础上,用位移不连续法研究了饱和裂隙岩体中的流固耦合问题。首先,从Biot方程出发,引入McNamee位移函数,通过双重变换,得到了饱和无限大孔弹性介质中的均布位移不连续基本解。以此方法推导裂隙孔隙体的位移不连续基本解,尚属首次。进而,建立了饱和裂隙孔隙岩体问题的位移不连续数值分析模型,研究了孔压对无限大平面中单裂隙的位移和应力场以及断裂应力强度因子值的影响。 3.采用三维位移不连续方法研究了岩体内节理、断层等三维不连续面的特性和扩展规律。对压载条件下闭合不连续面上存在的摩擦滑动接触非线性问题,采用了一种直接缓和迭代的方法,并对受压长方体中单裂隙周边的位移和应力场进行了计算分析。接下来,考察了无限大岩体中断层的几何形态及断层破碎带的物理性质对地应力场的影响及其规律。研究当中考虑了断层破碎带本身的蠕变时效特性,计算表明,断层蠕变导致能量在断层尖灭处积聚,最终导致地震发生。最后,对四川龙门山断层带进行了模拟。 4.为了理解岩体内不连续面的破坏条件及其发展过程,结合线弹性断裂力学做了进一步研究。首先介绍通过回归的近似得到与位移不连续量直接有关的断裂应力强度因子的方法,接下来介绍了一种能够直接得到应力强度因子值的特殊三维裂尖单元。在此基础上,假定裂纹前沿上点只能在其局部裂尖坐标系法平面内进行扩展,并采用最大周向应力扩展准则,首次采用三维位移不连续法编制了相应的程序MCP3D,模拟了复杂荷载下三维多裂纹准静态扩展过程,并验证了其有效性。 5.将位移不连续法用于模拟冻融条件下的岩石微裂纹多轴疲劳扩展过程。先建立简化的物理模型,并引入节理本构关系,采用位移不连续法计算了冻融前后的位移和应力场。然后,引入有效应力强度因子幅这一概念,推广了经典的Paris疲劳演化公式。在此理论基础上,编制相应的计算程序,初步探索了冻融循环条件下无限大岩体中单个裂隙的疲劳扩展路径及规律,为今后更进一步的研究打下了基础。

关键词：裂隙岩体位移不连续法数值模拟层状岩体裂隙孔隙介质接触冻融循环疲劳扩展

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非连续岩体力学中的位移不连续法及其应用

非连续岩体力学中的位移不连续法及其应用

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作者：夏小和上海交通大学

学位级别：博士

该文以非连续岩体问题为研究对象,在研究与开发高精度位移不连续数值方法(Displacement Discontinuity Method,简称DDM)的前提下,通过建立合理的数值计算模型,分别研究了多裂纹岩体断裂扩展的动态特性、复杂宏观断构造周边应力场及穿层... 详细信息

该文以非连续岩体问题为研究对象,在研究与开发高精度位移不连续数值方法(Displacement Discontinuity Method,简称DDM)的前提下,通过建立合理的数值计算模型,分别研究了多裂纹岩体断裂扩展的动态特性、复杂宏观断构造周边应力场及穿层岩石锚杆的作用效果.1.在分析DDM计算误差起因的前提下,首次提出了通过裂纹单元的合理划分进一步提高DDM计算精度的新方法,并从理论上给出了证明.2.把岩石断裂处量为线弹性的脆性断裂问题.考虑到DDM计算所得裂纹尖端应力(位移)的奇异性,采用沿裂纹轴向外推选点前提下的加权余量法建立任意裂纹尖端断裂自动识别,逐次追加单元从而实同断裂迹线自动跟踪的数值方法.3.提出了基于有限原位实测应力值的增量逐次逼近的岩体的初始应力场DDM推演拟合方法,并在两个不同地区多点实测断层周边应力、分析应力实测值分布特点的基础上,采用位移不连续数值方法模拟断层扰动下的区域岩体初始应力场,模拟结果与实测结果良好吻合.4.岩体锚固问题的数值模拟迄今还是岩土工程领域的一个研究难点.采用位移不连续量方法模拟层状岩体锚固效果,这在国内外还是首次尝试.该文在分析工程实际问题中层状央石锚杆作用特点的基础上,建立合理的DDM数值模型,采用层面粘结力及摩擦角等效模拟锚杆的作用效果,首次将DDM应用于穿层岩石锚杆作用效果的分析,研究了不同锚固条件下顶板应力的分布特征、位移变化规律以及顶板岩层层面法向应力分布特征.并通过与\"梁\"理论的比较分析探讨了基于\"梁\"理论的传统设计方法的不足.从DDM建模到计算方法都突破了以往层状岩石锚固问题的形式与范畴.

关键词：非连续岩体力学位移不连续法数值模拟裂纹扩展原岩应力场岩体锚固

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位移不连续法求解复杂的动力问题

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南京建筑工程学院学报 1993年第3期 1-9页

作者：蒋桐洪振灼

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位移不连续法与应变核

位移不连续法与应变核

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第三届岩石力学学术会议

作者：王泳嘉东北工学院

位移不连续法是罗界元法中的一种间接方法,特别运用于对裂缝和不连续面以及矿层开采等的数值模拟。本文从应变核的观点来考察位移不连续法的基本解,揭示了两种不同的位移不连续量和无矩双力,及有矩双力的内在连系,从而可以使位移不连续... 详细信息

位移不连续法是罗界元法中的一种间接方法,特别运用于对裂缝和不连续面以及矿层开采等的数值模拟。本文从应变核的观点来考察位移不连续法的基本解,揭示了两种不同的位移不连续量和无矩双力,及有矩双力的内在连系,从而可以使位移不连续法和应力不连续法用统一的观点来考虑以提高计算机程序的适用性。

关键词：应力函数位移不连续法富氏变换

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正交异性弹性体中的位移不连续法

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武汉理工大学学报 1987年第1期 1-9页

作者：郑泽岱

本文从边界单元法的直接法出发,由联系直接法和间接法的推广的So-migliana公式,导出了位移不连续法求解正交异性弹性体平面问题的全部算法。通过与解析解的对照,验证了算法的正确性,为建立各向异性体中的边界元计算模型提供了有效的计... 详细信息

本文从边界单元法的直接法出发,由联系直接法和间接法的推广的So-migliana公式,导出了位移不连续法求解正交异性弹性体平面问题的全部算法。通过与解析解的对照,验证了算法的正确性,为建立各向异性体中的边界元计算模型提供了有效的计算手段。

关键词：位移不连续法直接法正交异性平面问题橡胶聚合物弹性体

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基于位移不连续法的水力裂缝应力干扰分析

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石化技术 2019年第9期26卷 298-299页

作者：魏慧蕊中国石油西部钻探井下作业公司

基于二维常位移不连续法及其三维校正方法,建立水力裂缝应力干扰边界元数学模型并给出了模型求解的关键步奏和MATLAB程序构架,实现多条水力裂缝应力干扰计算,对于致密油气储层压裂优化设计具有重要的指导意义。敏感性分析表明,单条裂缝... 详细信息

基于二维常位移不连续法及其三维校正方法,建立水力裂缝应力干扰边界元数学模型并给出了模型求解的关键步奏和MATLAB程序构架,实现多条水力裂缝应力干扰计算,对于致密油气储层压裂优化设计具有重要的指导意义。敏感性分析表明,单条裂缝离散的裂缝单元数量N=20能够满足计算的精度要求;裂缝内的流体压力将会扰动裂缝附近局部的应力场,在裂缝的长度范围产生诱导压应力,而在裂缝的尖端产生拉伸诱导应力,最小水平主应力方向上的诱导应力值和分布范围均大于最大水平主应力方向的诱导应力分布;多裂缝之间的应力干扰会引起局部应力场的非对称分布,裂缝间距越小,受挤压越严重,相应区域的裂缝宽度将会减小;随着裂缝条数的增加,区域的应力场分布将更加复杂。

关键词：边界元位移不连续法水力裂缝应力干扰

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用Somigliana公式推导正交异性全平面位移不连续法基本解

用Somigliana公式推导正交异性全平面位移不连续法基本解

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第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会

作者：郑泽岱武汉工业大学

引言在某些岩土工程中,往往需进行各向异性岩体中由于地下开挖所引起的应力和位移分析。由Crouch所提出的位移不连续法特别适宜于层状岩体中的地下开挖及地质不连续面的应力分析,但文献没有讨论位移不连续法在各向异性岩体中的情形。故... 详细信息

引言在某些岩土工程中,往往需进行各向异性岩体中由于地下开挖所引起的应力和位移分析。由Crouch所提出的位移不连续法特别适宜于层状岩体中的地下开挖及地质不连续面的应力分析,但文献没有讨论位移不连续法在各向异性岩体中的情形。故需推导各向异性体中的位移不连续法计算公式,在此基础上建立适宜的边界元计算模型。

关键词：基本解全平面位移不连续法 Somigliana 正交异性公式推导

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一种适用于水力裂缝扩展的混合位移不连续单元法

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大庆石油地质与开发 2020年第6期39卷 104-111页

作者：赵博胡铭寰武天海丛巍徐立冯奕中国石油大学(华东)石油工业训练中心山东青岛266580 中国石油青海油田第一采油厂青海海西817000

位移不连续法被广泛地应用于模拟水力压裂裂缝扩展问题。为了提高常位移不连续单元的计算精度,精确捕获裂缝尖端的奇异行为,基于水力裂缝尖端多尺度渐进解,引入了相应的尖端修正单元,并在尽可能减少引入额外自由度的情况下,构建了混合... 详细信息

位移不连续法被广泛地应用于模拟水力压裂裂缝扩展问题。为了提高常位移不连续单元的计算精度,精确捕获裂缝尖端的奇异行为,基于水力裂缝尖端多尺度渐进解,引入了相应的尖端修正单元,并在尽可能减少引入额外自由度的情况下,构建了混合节点配置的二次位移不连续非尖端单元,形成了一种特殊尖端单元+高次单元的混合位移不连续单元法。结果表明,通过4个典型实例对比发现,采用本方法只需少量的单元就能精确计算任意形状裂缝的应力强度因子和能量释放率,更重要的是能精确捕获不同传播机制主导下水力裂缝的几何尺寸和尖端渐进行为,从而验证了本方法的精确性和优越性。

关键词：水力压裂裂缝扩展位移不连续法尖端渐进解尖端单元二次单元

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考虑流量分配的水平井分段多簇压裂裂缝竞争扩展模拟

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断块油气田 2025年第2期32卷 315-321页

作者：陈景华朱海燕赵鹏陈世杰佘朝毅郑马嘉王大江陆朝辉唐煊赫成都理工大学能源学院成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室中国石油西南油气田分公司中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院重庆大学

大港油田沧东凹陷孔二段储层岩性复杂多变，非均质性强，在进行水平井分段多簇压裂时，裂缝之间存在竞争扩展现象，储层改造效果不佳。针对此问题，文中建立了可靠的水平井分段多簇压裂数值模型，对不同施工工艺下裂缝竞争扩展规律进行... 详细信息

大港油田沧东凹陷孔二段储层岩性复杂多变，非均质性强，在进行水平井分段多簇压裂时，裂缝之间存在竞争扩展现象，储层改造效果不佳。针对此问题，文中建立了可靠的水平井分段多簇压裂数值模型，对不同施工工艺下裂缝竞争扩展规律进行了系统研究。研究表明，数值模拟结果与现场施工参数有较好的一致性。在此基础上，考虑压裂液分配差异，对影响多裂缝竞争扩展的主控因素进行了探讨。结果发现：注液量的增大会抑制中间裂缝的发育，增大泵注排量和簇间距会促进裂缝均衡扩展；增大压裂液黏度会加剧裂缝之间的竞争扩展；减小段间距会加剧段间应力干扰，压裂段2和压裂段3的HF1压裂液进液受到抑制，中间裂缝受到的应力干扰减小。研究为水平井分段多簇裂缝扩展形态优化提供了参考。

关键词：水平井分段多簇压裂应力干扰位移不连续法竞争扩展数值模拟

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节理岩体的自适应不连续位移法

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工程力学 1996年第A3期13卷 154-158页

作者：保长汉

考虑节理岩体的不连续性，本文基于位移不连续的相对误差的估计方法，引入自适应技术，推导出位移不连续法的网格自动加密公式，实现了由计算机根据局部误差信息自动加密网格的目的，从而得到在给定的误差要求下计算工作量最小的优化网... 详细信息

考虑节理岩体的不连续性，本文基于位移不连续的相对误差的估计方法，引入自适应技术，推导出位移不连续法的网格自动加密公式，实现了由计算机根据局部误差信息自动加密网格的目的，从而得到在给定的误差要求下计算工作量最小的优化网格，用自适应不连续位移法计算节理岩体问题，可以提高计算精度和效率。

关键词：节理岩体位移不连续法自适应水工结构

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