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基于最大周向拉应变断裂准则的岩石裂纹水力压裂研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:大连理工大学土木工程学院岩石破裂与失稳研究所,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB047100);国家自然科学基金资助项目(51474046);中央高校基本科研业务费专项资金资助(DUT14LK21)
  • 相关项目:水汽环境中的围岩松动圈形成机理与分析方法研究
作者: 唐世斌|张恒|
中文摘要:

通过对裂纹尖端应力场Williams展开式中非奇异应力项(T应力)的考虑,建立基于最大拉应变准则的岩石裂纹水力压裂的开裂判据,推导临界水压和起裂倾角的计算式。以此为依据计算水压致裂中的临界水压和临界偏转角的变化规律,分析裂隙倾角、围压、临界裂纹区尺寸、T应力、泊松比等因素对其影响作用。研究结果表明:随着围压、临界裂纹区半径以及泊松比的增加,起裂临界水压增大,临界偏转角逐渐减小。丁应力对水压驱动型裂纹的扩展影响较小,但对外荷载作用下的裂纹扩展特征却有显著的影响。通过与试验结果的对比,考虑T应力的计算结果更为合理。

英文摘要:

A maximum tensile strain criterion is proposed to study the crack growth of hydraulic fracturing, which incorporates the effect of T-stress on crack growth. The critical water pressure and crack initiation angle at the onset of crack growth are studied. Furthermore, the effects of crack inclination angle, confining pressure, fracture process zone, T-stress and Poisson's ratio on the critical water pressure and crack initiation angle are also analyzed. The results show that the critical water pressure increases while crack initiation angle decreases with the increase of confining pressure, the radius of fracture process zone and Poisson's ratio. T-stress has little effect on propagation of fracture driven by water pressure. However, it is significantly effect on the propagation of crack driven by external loading. The theoretical results well agree with experimental data, which indicates the importance of considering the T-stress in the crack initiation criterion.

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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