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考虑损伤的含天然气水合物沉积物本构模型
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2012
  • 页码:3045-3050
  • 分类:P618.13[天文地球—矿床学;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]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试验室,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41102199):中国科学院“百人计划”择优支持项目;中国科学院知识创新工程重要方向项目(Kzcx2-Yw-JSl08)
  • 相关项目:含天然气水合物沉积物力学特性与考虑孔隙效应的广义相平衡关系研究
中文摘要:

对含天然气水合物沉积物施加荷载后,其内部固体颗粒间将会发生错动、滑移及滚动,当荷载较小时,沉积物表现为弹性变形;随着荷载的增大,内部将出现塑性流动,水合物晶体重新定向,此时沉积物表现为塑性变形;随着荷载的进一步增大,最终导致沉积物发生破坏,这一过程可以看作是沉积物内部损伤产生和逐渐发展的过程。从复合材料的细观力学机制出发研究含水合物沉积物的材料特性,得到等效弹性常数与水合物含量之间的关系;同时基于损伤力学理论,推导出损伤变量的表达式,建立考虑损伤的含天然气水合物沉积物的本构模型。通过比较不同水合物含量下的计算结果与试验结果,结果表明,所建模型能较好地反映含天然气水合物沉积物的应力–应变关系,验证了模型的可行性。

英文摘要:

When a gas hydrate-bearing sediment is loaded, inter-particle processes such as dislocating, slipping and rolling will take place. Under small loading condition, the sediment deforms elastically; with the applied load increasing, plastic flow may occur, resulting in re-arrangements of hydrate crystal and the sediment deforms plastically; as the applied load further increasing, failure of the sediment will appear. This process represents the whole process of the damage producing and developing in the sediment. From the mesomechanics mechanism perspective of composite material, the material characteristics of gas hydrate-bearing sediments is investigated; and the relationship between hydrate saturation and equivalent elastic constants is established. Based on the principles of damage mechanics, the expression of damage variable is identified; and then a constitutive model for gas hydrate-bearing sediment considering damage is developed. The calculation results are compared with the experimental data for a gas hydrate-bearing sediment with different hydrate saturations. It is shown that the presented model can describe the stress-strain behavior of gas hydrate-bearing sediments quite well and the reasonability and feasibility of the model are verified.

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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