颗粒刚度变化对胶结砂岩力学响应的影响

发布时间：2018-06-26 22:58

  本文选题：胶结砂岩 + 力学响应　； 参考：《北京科技大学学报》2014年11期

【摘要】：为分析胶结砂岩的力学响应和破坏机理,基于试验建立不同刚度比的三维颗粒流数值模型,验证数值模型的可行性,并分析不同胶结性状的砂岩力学响应,进一步说明胶结物质的重要作用及模型的适用性.分析颗粒接触刚度比和平行黏结刚度与颗粒接触刚度的比值变化时,砂岩的应力比、体应变、配位数和平行黏结破坏数的变化规律以及对模型的泊松比、初始刚度和延性的影响.结果表明:不同的颗粒刚度比对岩样宏观力学响应的影响不同,颗粒接触刚度比越小,且切向刚度越大时,胶结砂岩的脆性越强;平行黏结刚度与颗粒接触刚度的比值越大,脆性越强,黏结破坏越容易,剪切破坏越明显.颗粒刚度对胶结砂岩的力学响应和变形能力有重要的影响,是实际储层砂岩力学模拟选择有效细观参数和构建本构关系的关键.
[Abstract]:In order to analyze the mechanical response and failure mechanism of cemented sandstone, a three-dimensional particle flow numerical model with different stiffness ratios was established to verify the feasibility of the numerical model, and the mechanical response of sandstone with different cemented characteristics was analyzed. The important role of cementing material and the applicability of the model are further explained. When the particle contact stiffness ratio and the ratio of parallel bonding stiffness to particle contact stiffness change, the variation of stress ratio, volume strain, coordination number and parallel bond failure number of sandstone and Poisson's ratio to the model are analyzed. The effect of initial stiffness and ductility. The results show that the effects of different particle stiffness ratios on macroscopic mechanical responses of rock samples are different. The smaller the particle contact stiffness ratio is and the greater the tangential stiffness is, the stronger the brittleness of cemented sandstone is, and the greater the ratio of parallel bonding stiffness to particle contact stiffness is. The stronger the brittleness, the easier the bond fracture and the more obvious the shear failure. Particle stiffness has an important influence on the mechanical response and deformation ability of cemented sandstone, and is the key to selecting effective meso-parameters and constructing constitutive relation in practical sandstone mechanics simulation.
【作者单位】： 重庆大学土木工程学院;重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室;华中电网有限公司;
【基金】：重庆市自然科学基金资助项目(cstc2012jj A90005) 国家重点基础研究发展计划资助项目(2014CB046903) 国家自然科学基金资助项目(51478065) 中央高校基本科研业务费资助项目(106112013CDJZR200004,106112014CDJZR200014)
【分类号】：TU452

【参考文献】

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6 孙其诚;辛海丽;刘建国;金峰;;颗粒体系中的骨架及力链网络[J];岩土力学;2009年S1期

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【共引文献】

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5 刘先珊;董存军;;三维颗粒流数值模型的胶结砂岩力学特性[J];重庆大学学报;2013年02期

6 郭书魁;张仪萍;;直剪试验颗粒流模拟参数敏感性分析[J];低温建筑技术;2013年01期

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3 Y.Ben;Y.Wang;G.Shi;;Challenges of simulating hydraulic fracturing with DDA[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度（第13届）学术论文汇编——固体矿产资源研究室[C];2014年

4 李幸;姜乐华;;椭球颗粒对PFC~(3D)模拟三轴压缩试验的影响研究[A];第23届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2014年

5 刘春;施斌;顾凯;孙义杰;;岩土体大型三维离散元模拟系统的研发与应用[A];2014年全国工程地质学术大会论文集[C];2014年

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本文编号：2071711