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山东大学学报（工学版） 2023年第1期53卷 106-113,121页

作者：王骏林冯春张一鸣河北工业大学土木与交通学院天津300401 中国科学院力学研究所北京100190

为解决岩石热力学参数如比热、热传导系数等会伴随温度变化而影响岩石热破裂的问题,基于连续-非连续元方法,采用显式积分建立一种考虑参数温度关联性的岩石瞬态热-力-破裂耦合数值模型,通过该模型研究不同升温速率对岩石热裂过程的影响... 详细信息

为解决岩石热力学参数如比热、热传导系数等会伴随温度变化而影响岩石热破裂的问题,基于连续-非连续元方法,采用显式积分建立一种考虑参数温度关联性的岩石瞬态热-力-破裂耦合数值模型,通过该模型研究不同升温速率对岩石热裂过程的影响。结果表明:考虑参数温度关联时,破裂速率、破裂程度比不考虑参数温度关联小;裂缝最大宽度比不考虑参数温度关联时大、开裂持续时间更长。

关键词：岩石热破裂连续-非连续单元方法温度相关性耦合分析升温速率

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非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验

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岩土力学 2008年第S1期29卷 491-494页

作者：康健毕秀国刘超大连工业大学信息科学与工程学院大连116034

采用随机固热耦合数学模型及有限元分析方法,仅将热膨胀系数和热传导系数作为随机变量,在正态和韦泊两种随机分布下,采用平面应变模型,对热应力引起的岩石热破裂的变化进行了详细研究,模拟了岩石热破裂的整个过程,揭示了概率分布形式、... 详细信息

采用随机固热耦合数学模型及有限元分析方法,仅将热膨胀系数和热传导系数作为随机变量,在正态和韦泊两种随机分布下,采用平面应变模型,对热应力引起的岩石热破裂的变化进行了详细研究,模拟了岩石热破裂的整个过程,揭示了概率分布形式、分布参数m对岩石热破裂的影响,讨论了岩石热破裂与时间t的关系,温度与参数m的关系,温度与时间的变化规律,并研究了热破裂率随时间和温度的变化规律。

关键词：随机分布岩石热破裂数值试验热破裂率

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岩石热破裂研究进展评述

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露天采矿技术 2006年第6期21卷 16-19页

作者：谭启骆循李仕雄王地西南科技大学环资学院四川绵阳621010

岩石受热后,由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同,矿物颗粒之间及内部会出现裂纹,这就是岩石热破裂现象。目前大部分研究以实验研究为主。岩石受热破裂不仅受到自身性质和结构的影响,还受到加热方式和加热速度的影响。研究表明,岩石经高... 详细信息

岩石受热后,由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同,矿物颗粒之间及内部会出现裂纹,这就是岩石热破裂现象。目前大部分研究以实验研究为主。岩石受热破裂不仅受到自身性质和结构的影响,还受到加热方式和加热速度的影响。研究表明,岩石经高温处理后,其波速、渗透率、孔隙度等参数将发生较大变化,且这些变化存在一定的温度范围。岩石热破裂在工程上应用广泛,并且是地球动力学基础研究对象之一。

关键词：岩石热破裂热膨胀波速度渗透率孔隙度热应力

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非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验

非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验

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第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会

作者：康健毕秀国刘超大连工业大学信息科学与工程学院

关键词：随机分布岩石热破裂数值试验热破裂率

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激光破岩过程温度场及岩石热裂仿真研究

激光破岩过程温度场及岩石热裂仿真研究

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作者：叶宇稳大连交通大学

学位级别：硕士

近年来,深层油气田的开发需求逐渐增加,对钻井技术的要求也越来越高,传统的机械旋转钻井技术在钻探深层地质高硬度岩石时略显乏力,越来越不能满足勘探开发的需要。激光钻井技术开始以其成本低、效率高、安全性好、对地层伤害小等特点在... 详细信息

近年来,深层油气田的开发需求逐渐增加,对钻井技术的要求也越来越高,传统的机械旋转钻井技术在钻探深层地质高硬度岩石时略显乏力,越来越不能满足勘探开发的需要。激光钻井技术开始以其成本低、效率高、安全性好、对地层伤害小等特点在钻井领域引起了广泛的关注,当前世界工业发达国家都在竞相从事激光破岩的基础理论和相关技术的研究。本文在对这些研究成果进行系统总结的基础上,结合理论分析、数值模拟等手段研究了不同照射参数下的岩石温度场及热破坏情况,以期为该领域的进一步研究提供参考。具体研究内容如下:(1)激光热源模型及激光加热过程数值模拟方案的分析与验证。建立服从高斯分布的激光热源模型,分析了功率集中系数、材料表面对激光的吸收与反射、以及光束偏移等对激光能量分布的影响,对激光加热钢板及砂岩表面的传热过程进行理论与仿真分析,进而探讨了热边界条件、砂岩热物性参数以及相变等因素对数值模拟结果的影响。在此基础上,对建模方案给出建议,保证了数值模型及仿真结果的合理性与有效性。(2)激光破岩过程温度场及穿孔特征仿真分析。基于ANSYS APDL仿真软件建立激光破岩过程的瞬态传热模型,考虑岩石的固-液-汽态相变并结合生死单元技术对穿孔过程进行仿真。给出了不同时刻的温度场及穿孔体积和形态,分析了比能和穿孔深度随着激光作用时间的变化规律,探讨了激光参数,包括激光功率和光斑半径对穿孔特性的影响。(3)热应力作用下的岩石破裂仿真研究。基于ANSYS APDL软件,建立激光破岩过程的间接热-力耦合仿真模型,采用库仑-莫尔准则作为岩石强度破坏的依据,分析了热应力作用下岩石的热破裂行为,得到激光辐照下的岩石热破裂情况,并探讨了激光作用时间与激光功率对岩石热破裂的影响。通过数值模拟的手段,深入再现并分析了激光作用下的岩石温度场、穿孔特性以及热应力作用下的岩石破裂情况,为相关工程实际提供了理论参考与技术指导。

关键词：激光破岩温度场热应力岩石热破裂

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