裂隙
關注創建者：笑傲江湖123 創建時間：2021-03-28
裂隙的視頻教程
Hypermesh聯合LS-DYNA模擬含節理巖體爆破裂紋擴展及損傷過程
巖體中的裂隙直接影響爆破應力波在巖體中的傳播，進而影響爆破效果。本案例研究了含裂隙巖體爆破中裂紋的擴展及損傷過程，Ls-dyna模擬了爆炸應力波在裂隙巖體中的傳播特性。結果表明:爆破過程中應力波分布不均勻，主要向自由表面傳播閉合型宏觀裂隙阻礙爆炸應力波的傳播，且在裂隙處會止裂，裂紋及損傷會繞過裂隙處，模擬結果如下 ：
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裂隙的實例教程
巖石裂隙周邊基體逐漸達到抗壓強度,并發生破壞。該階段的裂隙穩定發展,內部能量不斷積累,積累速度較慢（AB階段）。B點為巖石屈服點,當巖石抗壓強度大于該處的應力值時,巖石內部能量瞬間釋放,基體發生破壞。在該點之后,裂隙不斷擴展、貫通,最終形成宏觀裂縫。
5 結論
(1）在荷載作用下,巖石裂隙尖端出現應力集中現象,破壞始于裂隙尖端。斜裂隙水平、豎直擴展的方向垂直與裂隙的長邊。
(2）豎向荷載下,裂隙下部的受拉區域明顯大于上部,裂隙下部先于上部發生破壞。整個受壓過程中,主要為剪切破壞模式。
(3）由于隧洞處于軟弱地層,此處巖石粘聚力較小C=0.10 MPa,巖石應變ε=0.033時,巖石峰值應力σ=3.23 MPa。為避免巖石裂隙擴展引起興隆山隧道圍巖失穩,采用灌漿措施填充裂隙以提高巖石強度。同時,該方法能夠有效減小圍巖松動壓力。
文章來源：陜西水利
展開 基于MATLAB的離散裂隙網絡構建代碼 ￥200
該程序可實現構建表征地下儲層的復雜離散裂隙網絡。每條裂隙可通過控制裂隙跡長，裂隙開度，裂隙方向三個參數改變單條裂隙幾何形貌。可通過分別控制三個參數的分布規律（均勻分布，正態分布，對數正態分布，指數分布等）及一定面積內的裂隙密度來控制整個裂隙網絡的形貌。
生成的裂隙網絡可進一步后處理導入有限元模擬軟件，如COMSOL進行流體流動及固體變形仿真模擬。
預制裂隙的裂紋擴展也是近年比較熱的研究課題，因為巖石往往不會是一個完整的，所以研究含裂隙的巖石非常有必要。但是隨機裂隙又不是特別的規律性，所以預制裂隙的研究就顯得尤為重要。
這里介紹三種預制裂隙的方法。
一、刪除顆粒形成預制裂隙
這個是最簡單也是最直接的方法，直接根據裂隙的角度、長度、厚度，在我們需要加裂隙的地方刪除原本存在的顆粒。注意這個裂隙的平整度對顆粒數要求比較高，如果裂隙厚度大于顆粒粒徑很多的話，效果會比較好點。
下面為在已經加膠結的試樣中刪除顆粒的方法：
這里的裂隙都為角度為30，厚度為10mm，長度為0.1*wlx的裂隙。
這里的邏輯也比較簡單，range后面加多個條件是取交集的意思，這里其實有兩個range。
第一個range是一個plane，plane可以指定某個半平面，還有個用法，是指定這個plane線附近的區域。這里就是第二個用法，origin和dip確定直線，distance確定的是離這個直線的距離，我們試一下不加后面x條件下是什么效果：這里因為厚度沒有比粒徑大很多，導致某些顆粒沒刪除，可以看出不加x條件的話，刪除了有厚度的線區域。
加了x條件取了交集后，就是我們想要的區域了：
二、使用dfn施加sj模型
在PFC手冊里面也有一個使用dfn加滑裂面的例子，這里道理一樣，先生成我們所需要的dfn，然后在dfn某距離內生成sj模型就可以了。這個邏輯也不難，sj模型我了解的不深，所以這里我也不敢多講。
展開 第二步:設置模型，定義材料屬性、耦合參數和邊界條件
我們使用 COMSOL Multiphysics 中的固體力學和達西定律接口對裂隙介質中的流體力學過程進行了模擬。我們激活了 多孔彈性接口以實現固體和流體方程之間的直接耦合，定義了巖石基質和裂隙的材料特性和本構方程，將巖石/裂隙特性，例如孔隙率、儲水和滲透率定義為局部應力/壓力狀態的函數，來實現間接耦合。我們還定義了力學和水力邊界條件。
第三步:計算解
我們在兩個連續的階段運行模型。在第一階段，系統在給定的原位應力和壓力條件下達到初始平衡（通過斜坡加載）。在第二階段，我們模擬系統對流體注入或地下開挖等工程活動的響應。
仿真實例
示例1:裂隙巖石中的流體注入
我們將建立的模型用于模擬受流體注入影響的裂隙巖石的流體力學行為（參考文獻 1）。使用該模型，我們可以真實地表征裂隙多孔介質中的壓力擴散，完整巖石中由脆性和疲勞引起的損傷以及裂隙結構對流體力學過程的重要影響（圖2）。我們還能夠直觀地查看裂隙巖石中損傷、應力和壓力場的詳細演變，并進一步研究多孔彈性對驅動系統中新損傷傳播的基本控制（圖 3）。根據模擬結果，我們還可以分析由完整巖石脆性破壞和（或）天然裂隙摩擦滑動引起的誘發地震活動的時空演變（圖4）。
圖2 注液過程中裂隙巖石的壓力演化與損傷擴展。
圖3 查看(a)損傷的分布情況;(b)應力比(即局部最大主應力與局部最小主應力的比值);(c)裂隙巖石局部區域的流體壓力(通過高度表達式顯示)。
圖4 低、高裂隙密度分別為 0.5 和 1.5 的裂隙巖石中誘發地震活動的空間分布和演化規律。
展開 針對裂隙多孔介質流體注入引起天然裂隙的激活，巖石產生新損傷形成水力裂縫，本案例建立了裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型，實現如下功能：
（1）采用comsol with matlab建立隨機天然裂隙網絡幾何模型；
（2）針對天然裂隙，建立裂隙模型，考慮其變形過程對裂縫寬度和滲透率的影響，可得到裂隙寬度分布；
（3）考慮損傷演化過程和流固耦合作用，巖石孔隙度和滲透率隨著損傷和應力大小變化；
（4）可用于分析水力裂隙擴展以及壓后滲透率改變等。
部分結果圖：
幾何模型
Mises stress分布
Pressure分布
Damage分布
Fracture width分布
參考文獻：
Qinghua Lei. Modelling fluid injection-induced fracture activation, damage growth, seismicity occurrence and connectivity change in naturally fractured rocks. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 138 (2021) 104598.
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預制裂隙建模：代碼內置預制裂隙邏輯，用戶可根據需求自定義裂隙的位置、角度和長度，觀察裂隙對材料強度的影響。
鍵基 PD 理論基礎：嚴格遵循 BBPD 理論，涵蓋近場半徑（Horizon）確定、微模量計算及斷裂準則。
單軸壓縮工況：預設標準的單軸壓縮邊界條件，模擬材料在受壓狀態下的損傷演化。
應力應變曲線計算：通過反力計算試樣的應力應變曲線。
COMSOL模擬巖石破裂7個月前
可實現的功能如下：
1、完整巖石單軸，三軸破裂
2、預制裂隙巖石單軸，三軸破壞
3、流固耦合，熱流固耦合實現巖石的水力壓裂，超臨界CO2壓裂破壞
4、采用零厚度DFN方法，實現含復雜天然裂隙巖石中注水壓裂模擬
5、結合自己方向再開發
有需要溝通交流，請聯系q1045343728。
一鍵算出材料缺陷+3D建模黑科技11個月前
(3) 量化分析體系
l 智能特征識別
集成3代改進的U-Net卷積神經網絡，對復雜結構（如生物血管網、巖石裂隙系統）的自動識別準確率達92.3%，較2020版提升47%。
l 多尺度統計模塊
從納米級晶界到厘米級構件，可同步計算15類幾何參數（孔徑分布/曲折度/比表面積等），自動生成符合ISO/ASTM標準的檢測報告。
三、技術特性深度剖析
1.
對模型設置邊界條件，使流體從模型左側流入，右側流出，計算并研究裂隙流體的流動特性。
裂隙介質的流動特性與均質介質顯著不同，裂隙的分布、連通性和幾何形態對流體流動有著決定性的影響。本案例介紹在COMSOL內建立復雜的圓片裂隙網絡模型，并模擬流體穿過裂隙時的流體流動行為。
圓片狀裂隙模型可采用CAD纖維密堆積3D插件建立，模型的參數設置如圖所示。
裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型
comsol-水力壓裂巖石損傷耦合模型 ，含裂縫制作代碼matlab。
comsol HM耦合模型 損傷模型 裂隙多孔介質注入流體引起天然裂隙，巖石產生新損傷的數值模擬，內含MATLAB 網裂縫函數及comsol模型。
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在ANSYS Workbench內建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進行裂隙流模擬是理解復雜地質結構中的流體行為及進行實際應用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內建立地層或巖石的隨機裂隙模型方法。
在5.6之前的版本中，固體力學模塊中有彈性薄層接口，這個接口可以自定義裂隙的本構方程。基于裂隙的本構模型，可以獲得裂隙表面的法向應力與剪切應力，從而實現裂隙的閉合與張開，具體方程可以參考Qinghua Lei在IJRMMS上發表的論文。使用零厚度的線段或者平面來代替裂隙，煤巖的損傷主要發生在基質中，天然裂隙或其他節理不會出現損傷。
<ul><li class="ql-align-justify">研究目的：利用COMSOL Multiphysics 軟件建立了受注礫巖層的孔隙－單裂隙介質數值模型，分析了帷幕墻的注漿效果。</li><li class="ql-align-justify">模型簡介：將注漿層位礫巖含水層視為孔隙－單裂隙介質，建立40 m×30 m 的孔隙－單裂隙介質數值模型，布置1 個注漿孔和一條單裂隙。
如果有的話請加QQ2059217825，感謝大家
