流固耦合作用下页岩破裂过程的数值模拟_中国煤炭行业知识服务平台

流固耦合作用下页岩破裂过程的数值模拟

作者

娄义黎邬忠虎王安礼左宇军刘镐孙文吉斌
单位

贵州大学土木工程学院贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司贵州大学矿业学院
摘要

为探究流固耦合作用下页岩的破裂过程和声发射特征，利用RFPA^2D-Flow数值软件分别对黔北地区牛蹄塘组不同层理倾角页岩进行流固耦合数值模拟。研究表明：由于层理结构的影响，页岩抗压强度和弹性模量均表现出明显的各向异性。页岩的破裂过程可分为弹性、屈服和破坏3个阶段，随着层理倾角的变化，页岩最终表现出3种破坏模式，分别为斜I型、V型和火焰型。层理倾角不同的页岩，其破裂过程中的声发射信号演化规律不同。对低层理倾角(0°、15°、30°)的试样，累计AE曲线表现为“平缓—线性—台阶—平缓”的变化规律；高层理倾角(60°、75°、90°)试样的累计AE曲线呈现“平缓—线性—陡增”的变化规律；当a=45°时，累计AE曲线表现为“平缓—线性—激增—平缓—激增”的变化规律，且其AE计数出现两个峰值。
关键词

页岩破裂过程流固耦合声发射各向异性
基金项目(Foundation)

贵州省科学技术基金项目(黔科合基础〔2018〕1107)；贵州大学人才引进项目(贵大人基合字〔2017〕63号)；贵州大学培育项目(黔科合平台人才〔2017〕5788-49)；贵州省水利厅科技专项经费项目资助(KT201804)
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