水力劈裂裂隙扩展与软弱面作用机理离散元研究

摘要：

针对高承压水引发水力劈裂导致巷道的突水渗水问题,对离散元流固耦合算法进行改进,更新了流体通道长度和水压力对颗粒的作用模式.进行水力劈裂裂隙(HFs)与天然软弱面(WPs)相互作用的数值模拟,得到5种作用模式,并获取不同模式之间的临界水压力值,进一步分析了试件的位移、接触力以及特征点的应力变化.结果表明:1)定压力注水试验,流体压力值在初始注水处最大,沿裂隙扩展方向逐渐减小;2)不同模式下试样位移响应具有差异性,法向接触力接触方向存在明显竖直优势面,切向接触力则产生4个垂直的优势方向;3)测量圆1处应力在起裂阶段变化剧烈,最大主应力始终为压应力,测量圆2处应力响应相对滞后,主应力曲线的特征是由劈裂裂隙和软弱面之间的作用模式决定.

关键词：颗粒离散元、流固耦合、水力劈裂、位移响应、最大主应力

所属期刊栏目：42

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41831293,41877274,41772341

在线出版日期：2021-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：444-456