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爆生气体作用下岩石开裂机理数值模拟研究的开题报告

一、研究背景和意义

近年来，随着能源需求的不断增加，地下储层的开采成为了一项重要的任务。在

开采过程中，需要使用各种技术手段来加速储层的释放和采集。其中，岩石开裂技术

是一种非常有效的采集技术，已经得到了广泛的应用。

然而，在岩石开裂技术中，爆炸生气体作用是一种非常重要的物理过程。它的目

的就是通过爆炸产生的高压气体波来破坏储层中的岩石，使得采矿更加容易。为了更

好地理解这一过程，需要对爆生气体作用下岩石开裂机理进行深入的研究和数值模拟。

本研究的意义在于探究爆生气体作用下岩石开裂机理的数值模拟过程。通过模拟，

可以得到不同爆炸参数下的岩石裂缝分布情况和裂缝形态，为相关工程提供参考。

二、研究内容和关键步骤

本研究的主要内容是爆生气体作用下岩石开裂机理的数值模拟。具体研究步骤如

下：

1.建立数学模型。根据爆炸生气体作用的物理机制，建立合理的数学模型。对岩

石材料的力学特性进行分析，确定相关参数。

2.选择数值模拟方法。通过对比分析不同的计算方法（如有限元法、粒子法等），

选择最适合该研究的数值模拟方法。

3.模拟和分析。根据建立的数学模型和选择的数值模拟方法，对爆生气体作用下

岩石开裂过程进行模拟。对结果进行分析，包括裂缝形态、裂缝数量等参数，以及与

实际工程需求的匹配情况。

4.优化和改进。通过对模拟结果的分析，不断优化和改进数学模型和计算方法，

提高模拟精度和可靠性。

三、预期研究成果

本研究预期的成果为：

1.建立了针对爆生气体作用下岩石开裂机理的数学模型，并选择了最适合该研究

的数值模拟方法。

2.通过数值模拟，得到不同爆炸参数下的岩石裂缝分布情况和裂缝形态。从中可

以确定最适合实际工程需求的爆炸参数。

3.通过对模拟结果的分析和不断改进，提高了数值模拟的可靠性和精度，为相关

工程提供了较为准确的参考。

四、研究计划和时间安排

本研究的时间大致分为以下几个阶段：

第一阶段（3个月）：查阅相关文献，了解爆炸生气体作用下岩石开裂机理研究

的国内外现状，建立初步的研究框架和数学模型。

第二阶段（9个月）：选择适合该研究的数值模拟方法，并进行模拟和分析。探

究不同爆炸参数下的岩石裂缝分布情况和裂缝形态。

第三阶段（3个月）：对模拟结果进行优化和改进，提高数值模拟的可靠性和精

度。

第四阶段（3个月）：撰写论文，准备答辩。

五、参考文献

1.F.H.Dai,G.B.Zhao.Ontheexplosivegasfracturingofrock[J].International

JournalofRockMechanicsMiningSciences,2007,44(2):198-211.

2.胡嘉奔,赵光波.岩石爆炸破裂机理数值模拟研究[J].岩石力学与工程学报,

2008,27(S1):3453-3459.

3.M.S.Ayari,N.BenSalem.Numericalsimulationofgasexplosive

fracturing[J].JournalofPetroleumScienceandEngineering,2006,53(2):157-170.

4.A.Bedrikovetsky,L.Bedrikovetsky.Fracturingandfluidflowinporous

media[J].JournalofPetroleumScienceandEngineering,2011,75(1):92-104.

5.高慧,胡建培.应用公式一“气”带走一定比例地力学击碎的试验研究[J].爆破,

2019,36(4):46-54.