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模拟水压致裂的二维FDEM-flow方法
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2015
  • 页码:67-75
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构: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
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013505,2014CB047100);国家自然科学基金青年基金项目(11202223)
  • 相关项目:岩体多裂隙扩展的连续-非连续分析方法
中文摘要:

水压致裂在非常规天然气开采中被广为采用,对该问题的研究具有重要意义。基于FEM/DEM耦合分析方法,提出解决FEM/DEM方法中流–固耦合问题的理论框架,称之为FDEM-flow方法,并结合贯通节理裂隙网络形成的递归搜索算法,为在二维情形下考虑流–固耦合驱动下的岩体破裂问题提供完整的解决方案,并给出实现流–固耦合的整个计算流程。通过2个含有解析解的裂隙渗流算例,验证本文提出方法求解纯裂隙渗流问题的正确性。最后,通过一个流体驱动下的岩体破裂算例,展现提出的方法在模拟流–固耦合驱动下的岩体破裂问题的巨大潜力,为模拟页岩气开采中的水压致裂问题提供了新途径。

英文摘要:

Hydraulic fracturing is a commonly-used technique in unconventional gas rupture(such as shale gas) exploration. A theoretical framework,called FDEM-flow method,for analyzing flow-structure interaction was proposed based on FEM/DEM. Combined with the recursive algorithm of searching the fracture network formed, a complete solution was developed to simulate the hydraulic fracturing of rock under the coupled action of fluid and solid in two-dimensional condition. The results from the proposed method agree well with the analytical solutions in two seepage cases,which verifies the correctness of the proposed method. An example of hydraulic fracturing was analyzed. The results demonstrate that the proposed method has a good potential in simulating hydraulic fracturing and that the method might provide a new way to simulate the hydraulic fracturing in the exploitation of shale gas.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823