基于孔壁应变发展规律的压裂孔三阶段起裂特征试验研究
本文选题：水力压裂 + 孔壁应变 ； 参考：《岩土力学》2015年08期
【摘要】：利用自行研制的煤岩体水力压裂试验系统,开展了配比型煤与原煤水力压裂试验,测试并分析了水力压裂过程中压裂孔孔壁应变-水压曲线,并基于孔壁应变的发展规律,分析了压裂孔的三阶段起裂特征。结果表明,在压裂孔起裂过程中,钻孔孔壁呈现拉伸与压缩应变两种类型,并呈现拉伸破裂区与压缩变形区,其中压缩型应变具有较好的可恢复性,其应变恢复比远大于拉伸型应变;钻孔起裂过程分为3个阶段,即水气作用诱导微损伤形成阶段,孔壁内形成气流通道并产生初始损伤;局部损伤带形成阶段,孔壁形成拉伸破裂区和压缩变形区;试件失稳破坏阶段,裂缝不断延伸直至试件破裂,拉伸破裂区依然保持拉伸变形并较好地保持残余变形,而压缩变形区则由于作用力转向而得到一定程度恢复。研究成果对于揭示钻孔起裂行为及能量的演化规律具有重要理论意义。
[Abstract]:The hydraulic fracturing test of briquette and raw coal was carried out by using the self-developed hydraulic fracturing test system of coal and rock mass. The strain-water pressure curve of pore wall in fracturing process was tested and analyzed, and the development law of pore wall strain was based on the development rule of pore wall strain. The three-stage fracture initiation characteristics of fracturing holes are analyzed. The results show that during fracture initiation, the borehole wall shows two types of tensile strain and compression strain, and the tensile fracture zone and compression deformation zone, in which the compressive strain is recoverable. The strain recovery ratio is much larger than the tensile strain, the process of borehole initiation is divided into three stages, namely, the formation stage of micro-damage induced by water vapor, the formation of airflow passage and initial damage in the hole wall, the formation of local damage zone, and the formation of local damage zone. The tensile fracture zone and compression deformation zone are formed in the hole wall, and the fracture continues to extend until the specimen ruptures at the stage of instability and failure, and the tensile fracture zone still maintains tensile deformation and good residual deformation. However, the compression deformation zone is recovered to some extent due to the force steering. The research results are of great theoretical significance to reveal the behavior of borehole initiation and energy evolution.
【作者单位】： 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地;
【基金】：中国博士后科学基金资助(No.2013M541815) 国家自然基金(No.51404009,No.51174002) 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(No.WS2013A02)
【分类号】：TD712.6
【参考文献】
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本文编号：1916378
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