裂隙演化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-25
裂隙演化的實(shí)例教程
煤層瓦斯運(yùn)移過(guò)程，基質(zhì)、裂隙中瓦斯分別以不同的滲透率進(jìn)行滲透。裂隙中滲透率變化明顯高于基質(zhì)中滲透率變化，可能于裂隙瓦斯?jié)B透速度快，裂隙有效應(yīng)力變化大有關(guān)，具體的變化見圖。歡迎大家交流學(xué)習(xí)！
UDEC7.0煤層建模開挖代碼 ￥66
由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的局限性，在煤體開采過(guò)程中產(chǎn)生的冒落，垮落形態(tài)等問(wèn)題不能很好的表現(xiàn)出來(lái)，難以直觀的觀察研究裂隙發(fā)育情況，而離散元軟件UDEC可以模擬裂隙的發(fā)育演化規(guī)律。從建模、賦參、設(shè)置邊界條件到fish逐步開挖，相關(guān)代碼如下：
model new
block tolerance corner-round-length 1E-2
block tolerance minimum-edge-length 2E-2
block contact tolerance overlap 1.0
block create polygon 0,0 0,275 600,275 600,0
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
block cut crack (0,20) (600,20)
block cut crack (0,27) (600,27)
block cut crack (0,32.8) (600,32.8)
;......
展開 第二步:設(shè)置模型，定義材料屬性、耦合參數(shù)和邊界條件
我們使用 COMSOL Multiphysics 中的固體力學(xué)和達(dá)西定律接口對(duì)裂隙介質(zhì)中的流體力學(xué)過(guò)程進(jìn)行了模擬。我們激活了 多孔彈性接口以實(shí)現(xiàn)固體和流體方程之間的直接耦合，定義了巖石基質(zhì)和裂隙的材料特性和本構(gòu)方程，將巖石/裂隙特性，例如孔隙率、儲(chǔ)水和滲透率定義為局部應(yīng)力/壓力狀態(tài)的函數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)間接耦合。我們還定義了力學(xué)和水力邊界條件。
第三步:計(jì)算解
我們?cè)趦蓚€(gè)連續(xù)的階段運(yùn)行模型。在第一階段，系統(tǒng)在給定的原位應(yīng)力和壓力條件下達(dá)到初始平衡（通過(guò)斜坡加載）。在第二階段，我們模擬系統(tǒng)對(duì)流體注入或地下開挖等工程活動(dòng)的響應(yīng)。
仿真實(shí)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(xué)行為（參考文獻(xiàn) 1）。使用該模型，我們可以真實(shí)地表征裂隙多孔介質(zhì)中的壓力擴(kuò)散，完整巖石中由脆性和疲勞引起的損傷以及裂隙結(jié)構(gòu)對(duì)流體力學(xué)過(guò)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(yīng)力和壓力場(chǎng)的詳細(xì)演變，并進(jìn)一步研究多孔彈性對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中新?lián)p傷傳播的基本控制（圖 3）。根據(jù)模擬結(jié)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(dòng)引起的誘發(fā)地震活動(dòng)的時(shí)空演變（圖4）。
圖2 注液過(guò)程中裂隙巖石的壓力演化與損傷擴(kuò)展。
圖3 查看(a)損傷的分布情況;(b)應(yīng)力比(即局部最大主應(yīng)力與局部最小主應(yīng)力的比值);(c)裂隙巖石局部區(qū)域的流體壓力(通過(guò)高度表達(dá)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(fā)地震活動(dòng)的空間分布和演化規(guī)律。
展開 
裂隙演化的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
裂隙演化的最新內(nèi)容
圖2 注液過(guò)程中裂隙巖石的壓力演化與損傷擴(kuò)展。
圖3 查看(a)損傷的分布情況;(b)應(yīng)力比(即局部最大主應(yīng)力與局部最小主應(yīng)力的比值);(c)裂隙巖石局部區(qū)域的流體壓力(通過(guò)高度表達(dá)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(fā)地震活動(dòng)的空間分布和演化規(guī)律。
由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的局限性，在煤體開采過(guò)程中產(chǎn)生的冒落，垮落形態(tài)等問(wèn)題不能很好的表現(xiàn)出來(lái)，難以直觀的觀察研究裂隙發(fā)育情況，而離散元軟件UDEC可以模擬裂隙的發(fā)育演化規(guī)律。
煤層瓦斯運(yùn)移過(guò)程，基質(zhì)、裂隙中瓦斯分別以不同的滲透率進(jìn)行滲透。裂隙中滲透率變化明顯高于基質(zhì)中滲透率變化，可能于裂隙瓦斯?jié)B透速度快，裂隙有效應(yīng)力變化大有關(guān)，具體的變化見圖。歡迎大家交流學(xué)習(xí)！
