深部巖石力學的案例
中國力學學會第101次青年學術沙龍活動在成都舉行
2018年11月16日，中國力學學會第101次青年學術沙龍活動在四川大學行政樓401會議室舉行。本次沙龍由中國力學學會主辦，四川大學承辦，來自北京交通大學、北京理工大學、成都大學、重慶大學、復旦大學、電子科技大學、華中科技大學、蘭州大學、清華大學、上海理工大學、四川大學、同濟大學、西南交通大學、浙江大學等多家單位的中青年學者近40余人參加了此次活動。部分中國力學學會“青托”人才也參加了此次活動。沙龍活動由中國力學學會副秘書長、清華大學陳常青教授主持。
四川大學建筑與環境學院黨委書記蔣文濤教授在開幕式上講話，他首先感謝了學會把第101次沙龍活動委托到四川大學舉辦，并對四川大學力學系的發展情況進行了介紹，重點對四川大學在“深部巖石力學與工程安全”“超長壽命疲勞斷裂”“生物流體力學與生物醫學”“巖石動態斷裂方向”等優勢學科方向向與會青年學者進行了介紹。
隨后，中國力學學會專職副秘書長湯亞南女士在開幕式致辭，她指出沙龍是學會的品牌活動之一，是青年學者加深了解、增進友誼、碰撞科研火花的平臺。現在，越來越多的優秀青年學者成為沙龍的常客，也有越來越多的青年學者通過參加沙龍不斷成長，成為力學領域的領軍型人才。她向承辦單位四川大學表示感謝，并歡迎更多青年力學人才積極參與，今后學會將繼續做好沙龍的組織工作，并希望沙龍活動能為青年學者的科研生涯助力，成為培養青年學者的搖籃。
本次沙龍共邀請了4個學術報告，分別由浙江大學呂朝鋒教授，華中科技大學黃敏生教授，四川大學劉建鋒教授和范海冬副教授作報告。
展開 頁巖巖石力學特性及可壓裂性評價 附巖石力學與工程蔡美峰下載
研究結論：
1、基于三軸壓縮巖石力學實驗分析可知，蘆草溝組含油頁巖在軸向載荷未達到峰值強度時，試樣主要呈現為彈性變形，峰值強度后，應力隨應變迅即跌落，其變形破壞呈現出顯著的脆性特征; 且層理、微裂縫等結構面發育以及低圍壓條件都將加劇巖石破壞的碎裂程度。具備壓裂改造形成復雜縫網的內在地質力學條件。
2、縱向上，蘆草溝組各巖性地層的巖石力學特性與地應力存在顯著差異，即儲層間存在巖石力學強度、地應力相對較高的隔層。針對此類儲集體實施壓裂，除了保證形成復雜壓裂縫網外，還同時應強化壓裂縫的縱向溝通能力，合理增大縫高，實現壓裂改造有效體積的最大化。
研究流程：
1、對熱塑管封裝的圓柱形試樣加載圍壓及軸向壓力（圖1，圖2）；
2、對高度與直徑比值為 0.25～0.75的圓柱試樣進行巴西劈裂測試（圖3）；
3、分析巖石力學與地應力縱向分布特征（公式1，公式2，公式3，圖4）；
4、儲層可壓裂性評價（公式4，公式5，公式6，公式7，公式8，公式9）；
5、驗證可壓裂性評價方法的可靠性（圖5，圖6）。
圖文說明：
圖1 吉木爾凹陷二疊系蘆草溝組巖心三軸壓縮應力－應變曲線
圖2 吉木爾凹陷二疊系蘆草溝組巖心壓縮實驗后的破裂形態
蘆草溝組的變形破壞呈現出典型的脆性特征，且其力學特征受圍壓影響顯著，表現為低圍壓下抗壓強度低、破壞碎裂程度高、裂縫復雜等特征。同時，層理、微裂縫等結構面的發育將加劇試樣的破碎程度。結合蘆草溝組的薄互層特征，層理面發育將有助于壓裂縫形態的復雜化。巖石力學強度的各向異性將導致沿不同方向進行壓裂的難易程度有所不同。
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SRMTools---基于微觀力學的巖石邊坡3D模型
之后主要由Itasca公司內部和加拿大的一些大學包括UBC, University of Alberta, SFU，Laurentian University的巖石力學研究人員擴展和驗證了這項研究。SRMTools的不連續由用戶指定的離散斷裂網絡DFN生成。SRMTools旨在模擬巖體的變形行為，其中破壞是滑移，節理張開和原巖破壞的組合。SRMTools能夠模擬巖體的純力學行為以及耦合的流體-力學相互作用行為。SRMTools從用戶指定的DFN得出的節理形狀，然后對節理網絡內的非穩態流體流動和壓力進行模擬，地下水可以在節理和巖石中流動，當新的裂縫形成時，流動網絡也會自動擴展。
SRMTools采用了SRM技術, SRM允許沿著節理面滑動和張開以及在完整巖石中的斷裂。不過, 以前的SRM模型基于PFC3D，而SRMTools采用了由彈簧連接的點狀質量組成的網格來代替PFC3D的球和接觸. 在LSM中，完整巖石用隨機的節點組合來表示，這些節點在三維空間中用無質量的彈簧相互連接。SRMTools中的離散格點模型與PFC中的BPM模型類似，只是顆粒在格子節點上表示為集中的點質量，接觸點在法向和剪切方向上都用彈簧表示。換句話說，它將PFC模型中的顆粒用節點代替，用彈簧表示鍵與鍵之間的接觸，完整的巖石斷裂用彈簧的斷裂來表示。這樣計算效率更高。LSM使用了SJM的修正版本, 仍然允許通過彈簧的斷裂和節理滑移來實現斷裂. 通過創建一個合成巖體模型SRM, 允許節理滑動和張開以及完整巖石的斷裂。 節點位置源自 PFC 中周期空間模式(periodic-space mode )中顆粒的中心，節點位移使用牛頓第二運動定律計算，彈簧使用線性力-位移關系。通過對模型內的所有結點求解運動方程(包括三個平移和三個旋轉分量)。
3 參考文獻
[1] Cundall, P.
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PFC模擬基礎巖石力學命令流 ￥250
中國巖石力學與工程學會關于中國科協“十大”代表人選的公示
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摘要：
根據《中國科學技術協會第十次全國代表大會代表名額分配及選舉辦法方案》,經醞釀協商、統籌研究、民主選舉,確定何滿潮同志為中國科協“十大”全國委員會委員人選。按要求現予以公示。
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