不同开采方法下深海能源土离散元模拟
[Abstract]:Natural gas hydrate exists in deep-sea energy soil in the form of cementation and pore filling. During exploitation, the decomposition of natural gas hydrate will degrade the mechanical properties of the formation and lead to seabed accidents. It makes people pay more and more attention to the change of mechanical characteristics in the process of energy exploitation. Based on the previous laboratory tests, a two-dimensional micro-cementation model of temperature-hydraulic-mechanics was introduced into the discrete element commercial software PFC2D. The numerical simulation was carried out by heating up and depressurizing the soil with better exhaust gas and better drainage. The simulation results are compared with the experimental results under the same conditions, and the applicability of the cementitious model is verified. The changes of the particle contact distribution and the average pure rotation rate (averaged pure rotation rate,APR) of the particles during hydrate decomposition were further analyzed. During the process of decomposition, the anisotropy of total contact distribution of particles increases with the increase of temperature, and the cementation contact decreases gradually and keeps the principal direction in horizontal direction, while the non-cementation contact increases and keeps the principal direction in vertical direction all the time. The value of APR increased gradually and the distribution of positive and negative values tended to concentrate. In the process of decomposing, with the decrease of reverse (water) pressure, the total contact of particles gradually develops from isotropic distribution to vertical anisotropy, and the APR value is smaller and the distribution is uniform. After the reverse pressure was restored, the specimen was destroyed further, the total contact anisotropy of particles was more obvious, and the APR value increased and the positive and negative values were distributed in a centralized manner.
【作者单位】: 同济大学地下建筑与工程系;同济大学土木工程防灾国家重点实验室;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;
【基金】:国家杰出青年基金(No.51025932) 长江学者创新团队(No.1029) 教育部博士点基金(No.20100072110048)
【分类号】:TU411;P751
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 ;Mechanical property of artificial methane hydrate under triaxial compression[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2010年03期
2 蒋明镜;肖俞;刘芳;;深海能源土开采对海床稳定性的影响研究思路[J];岩土工程学报;2010年09期
3 蒋明镜;肖俞;朱方园;;深海能源土微观力学胶结模型及参数研究[J];岩土工程学报;2012年09期
4 蒋明镜;朱方园;;一个深海能源土的温度 水压 力学二维微观胶结模型[J];岩土工程学报;2014年08期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 Jidong Zhao;Ning Guo;;ROTATIONAL RESISTANCE AND SHEAR-INDUCED ANISOTROPY IN GRANULAR MEDIA[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2014年01期
2 唐洪祥;董益峰;张兴;;滚动机制对颗粒材料剪切带形成的影响[J];水利与建筑工程学报;2014年04期
3 张磊;刘昌岭;李淑霞;业渝光;张剑;;含水合物沉积物力学性质及影响因素[J];海洋地质前沿;2011年06期
4 余义兵;宁伏龙;蒋国盛;张凌;;纯水合物力学性质研究进展[J];力学进展;2012年03期
5 WANG XiaoLiang;LI JiaChun;;Simulation of triaxial response of granular materials by modified DEM[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2014年12期
6 刘天喜;魏承;马亮;赵阳;;月壤钻采取样方式对样品层理的影响[J];农业机械学报;2014年12期
7 戚华彪;周光正;于福海;葛蔚;李静海;;颗粒物质混合行为的离散单元法研究[J];化学进展;2015年01期
8 Yucang Wang;Fernando Alonso-Marroquin;Sheng Xue;Jun Xie;;Revisiting rolling and sliding in two-dimensional discrete element models[J];Particuology;2015年01期
9 张保勇;高橙;高霞;刘文新;吴强;张强;;围压对含瓦斯水合物煤体应力应变关系的影响[J];黑龙江科技大学学报;2015年02期
10 蒋明镜;肖俞;朱方园;;深海能源土微观力学胶结模型及参数研究[J];岩土工程学报;2012年09期
相关会议论文 前9条
1 刘一鸣;杨春和;霍永胜;刘录;徐玉龙;杜超;;考虑转动阻抗的粗粒土离散元模拟[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年
2 季顺迎;孙珊珊;狄少丞;;环境力学中非规则颗粒单元的构造及应用[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
3 周博;王剑锋;;基于球谐函数的砂土颗粒形态研究[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
4 龚健;刘君;;颗粒形状对散体材料剪切行为的影响[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
5 蒋明镜;刘蔚;金树楼;张宁;;考虑胶结尺寸的岩石微观接触模型初探[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
6 蒋明镜;孙亚;陈贺;袁聚云;;节理岩质边坡失稳启滑过程的离散元数值模拟[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
7 蒋明镜;金树楼;张宁;陈贺;张顺高;;不同坡面松散程度岩质边坡失稳演化离散元分析[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
8 蒋明镜;周卫;朱方园;;升温分解下深海能源土抗拔桩斜向承载特性离散元分析[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
9 奚邦禄;蒋明镜;戴永生;申志福;;月壤水平开挖试验离散元数值分析[A];2014颗粒材料计算力学会议论文集[C];2014年
相关博士学位论文 前10条
1 于锋;甲烷水合物及其沉积物的力学特性研究[D];大连理工大学;2011年
2 王爽;离散单元法在金属粉末高速压制成形过程中的应用研究[D];中南大学;2012年
3 朱纪跃;基于离散单元法的颗粒物质静动力学行为研究[D];兰州大学;2013年
4 李洋辉;天然气水合物沉积物强度及变形特性研究[D];大连理工大学;2013年
5 姚云;NiFe_2O_4基惰性阳极制备及金属/NiFe_2O_4润湿性研究[D];昆明理工大学;2013年
6 王文;考虑块体内耦合作用及锚杆塑性效应的非连续变形分析方法[D];山东大学;2014年
7 王振飞;北京砂卵石地层大直径泥水加压平衡盾构适应性研究[D];北京交通大学;2014年
8 周博;基于能量耗散机制的砂土微观力学特性研究[D];华中科技大学;2013年
9 徐振洋;爆炸聚能作用下岩石劈裂机理及试验研究[D];北京理工大学;2014年
10 梁元博;随机排列颗粒材料的平行柱模型和二阶计算均匀化的混合有限元法[D];大连理工大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 王锐;甲烷水合物及其沉积物的蠕变特性研究[D];大连理工大学;2012年
2 聂雄飞;甲烷水合物沉积物单轴强度研究[D];大连理工大学;2012年
3 周丹;天然气水合物分解对海底结构物稳定性影响的研究[D];大连理工大学;2012年
4 唐德龙;水合物动三轴实验仪构造及功能分析[D];大连理工大学;2013年
5 罗缘;甲烷及二氧化碳水合物沉积物力学特性研究[D];大连理工大学;2013年
6 姜文雍;软固结磨粒群的应力群积效应及磨粒磨损研究[D];浙江工业大学;2013年
7 孙中明;沉积物中水合物饱和度及其相应力学特性的实验研究[D];中国石油大学(华东);2013年
8 黄植萍;考虑颗粒静水压缩性的饱和颗粒材料DEM-SPH模拟[D];大连理工大学;2014年
9 陈云飞;冻土区天然气水合物沉积物强度特性研究[D];大连理工大学;2014年
10 董益峰;颗粒材料应变局部化的离散元-Cosserat连续体有限元两尺度数值模拟[D];大连理工大学;2014年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴传芝;赵克斌;孙长青;孙冬胜;徐旭辉;陈昕华;宣玲;;天然气水合物开采研究现状[J];地质科技情报;2008年01期
2 甘华阳,王家生,胡高韦;海洋沉积物中的天然气水合物与海底滑坡[J];防灾减灾工程学报;2004年02期
3 Keun-Pil Park;杨金玉;刘哲君;;韩国天然气水合物勘探行动[J];海洋地质动态;2008年11期
4 李洋辉;宋永臣;于锋;刘卫国;王锐;;围压对含水合物沉积物力学特性的影响[J];石油勘探与开发;2011年05期
5 郑军卫;美国国家甲烷水合物多年研发计划简介[J];天然气地球科学;2001年Z1期
6 宋海斌,松林修;日本的天然气水合物地质调查工作[J];天然气地球科学;2001年Z1期
7 雷怀彦,郑艳红;印度国家天然气水合物研究计划[J];天然气地球科学;2001年Z1期
8 赵生才;德国气水合物研究计划简介[J];天然气地球科学;2001年Z1期
9 ;Mechanical property of artificial methane hydrate under triaxial compression[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2010年03期
10 吴二林;魏厚振;颜荣涛;韦昌富;;考虑损伤的含天然气水合物沉积物本构模型[J];岩石力学与工程学报;2012年S1期
,本文编号:2467545
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2467545.html