单孔岩样水压致裂的数值分析.pdfVIP

第 31卷第 6期 岩 土 力 学 V_0l-31 NO．6 2010年 6月 RockandSoilMechanics Jun． 2010 文章编号：1000--7598(2010)06—1965--06 单孔岩样水压致裂的数值分析 郭保华 (河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454010) 摘 要：水压致裂是改变岩体结构的一种天然行为和人为手段。采用 F—IPAzD软件，对水压致裂过程、裂缝扩展形态及 注水孔形状和大小、应力条件和岩样强度等影响因素进行了研究。将开始出现声发射的水压称为微裂压力，将声发射急剧增 多、裂缝非稳定扩展直至岩样破坏的水压称为破裂压力。岩样尺寸一定时，微裂压力和破裂压力随内孔面积增加而降低，方 形孔岩样的微裂压力和破裂压力均小于同面积的圆形孔。微裂压力和破裂压力随围压或岩样强度增加而增加，且其差值随岩 样强度增加而增加，理论破裂压力与模拟值趋势基本一致。方形孔的宏观裂纹起裂位置多在角点附近，而圆形孔比较随机。 无围压时，宏观裂纹的延伸方向随机；有围压时，宏观裂纹扩展方向大致与主应力方向一致，且沿较大主应力方向的宏观裂 纹扩展至岩样破坏，较小主应力方向宏观裂纹不完全发育。研究结果对水压致裂试验和工程实践有一定参考意义。 关 键 词：岩石力学；单孔岩样；水压致裂；影响因素；数值模拟 中图分类号：Tu452 文献标识码：A Numericalanalysisofhydraulicfracturingonsingle-holedrockspecimens GUO Baohua (SchoolofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo，Henan454010，China) Abstract：Hydraulicfracturingisnotonlyanaturalactionbutalsoanartificialmethodtoalterrockstructure．Hyrdaulicfracturing process，rfacturepropagationpaRern，nadinfluencingfactorsincludingshapeandmagnitudeofinlethole，stressconditions，and specimenstrengthwereinvestigatedbysoftwareofF—RFpA2” ． ThewaterpressurethatcausesoccurrenceofAE isnamedinitial pressure s，whilerfacturepressurePcsisthepressurewhichleadstordamaticincreaseofAE，na dmakesmacrofracturespropagate ininstabilitytil1rock specimen failure．Inthesamerock specimensize，PisandPcsofrock specimenwithcircle—shapedholerae greaterthna thosewithsquare—shapedholeinthesameholearea；andtheyincreasewheninletholeraeadecreases． snadPcsincrease withhteincreaseofconfiningpressurenadsrtengthofrockspecimeri；whiletheirdifferencesincreaseonlywiht rock strength； theoreticalrfacturepressure尸ctnadsimulatedPcshavealmostthesamechangefiend．Mac