基于数字图像技术和离散元素方法的层状页岩压缩行为的数值模拟
Zidong Wang1, Xiaoxuan Ding1, Jianlin Liu2
1College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao, 266580, China.
Scientific reports
|July 10, 2024
概括
这项研究使用粒子流代码 (PFC2D) 来研究页岩的机械异构性. 微观结构和分层显著影响硬度,强度和故障模式,这对于理解非传统的水库岩石至关重要.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 计算力学 计算力学 计算力学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 页岩表现出复杂的机械性能,包括性和强度异构性,这是由于其多层次的微观结构.
- 了解这些特性对于非传统的水库勘探和开发至关重要.
研究的目的:
- 为了研究由微观结构引起的页岩机械性质的异构性.
- 通过使用数值模拟来探索刚性,强度,故障模式和微裂变演变.
- 分析微观结构参数和限制压力对分层页岩行为的影响.
主要方法:
- 在数值模拟中使用二维粒子流代码 (PFC2D).
- 使用计算机断层扫描 (CT) 图像和矿物质分析来实现现实的微观结构和参数校准.
- 对微观参数和微观结构特征进行灵敏度分析.
- 将数值模拟结果与实验数据进行比较.
主要成果:
- 微观参数显著影响宏观性质,取决于分层角度和面部类型.
- 微结构和初始裂极大地影响了层状页岩样本的机械行为.
- 限制压力显然会影响层状页岩的机械性能.
结论:
- 采用现实微结构和校准参数的PFC2D方法,有效地探测了层状岩石的机械行为.
- 这种方法在地力学研究中为微尺度建模和参数校准提供了潜力.
- 这些发现为页岩的异构机械反应提供了洞察力,这与水库工程有关.
更多相关视频
08:58Atomic Force Microscopy Cantilever-Based Nanoindentation: Mechanical Property Measurements at the Nanoscale in Air and Fluid
Published on: December 2, 2022
3.0K
06:34Finite Element Modeling for the Simulation of the Quasi-Static Compression of Corrugated Tapered Tubes
Published on: January 6, 2023
1.6K
