随机非均质热弹性力学模型与岩石热破裂门槛值的数值试验研究

《随机非均质热弹性力学模型与岩石热破裂门槛值的数值试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第23卷第14期岩石力学与工程学报23(14)：2331～23352004年7月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJuly，2004随机非均质热弹性力学模型与岩石热破裂门槛值的数值试验研究112康健赵明鹏赵阳升12(辽宁工程技术大学力学与工程科学系阜新123000)(太原理工大学采矿研究所太原030024)摘要考虑岩石细观组构的不同，建立了随机非均匀介质的热弹性力学模型，给出了一般意义下的有限元分析方法。进而，仅考虑热膨胀系数为随机变量，在平面应力模型下，进行了岩石热破裂的数值试验，以花岗岩为样本，对均匀分布、正态分

2、布、韦泊分布3种随机分布下热膨胀系数变化引起的岩石破裂门槛值的变化做了详细研究。结果表明，热膨胀系数的概率分布形式对花岗石热破裂规律及门槛值温度有重要影响。关键词岩石力学，随机介质，热膨胀系数，弹性力学模型，数值试验，热破裂，门槛值分类号TE357.44文献标识码A文章编号1000-6915(2004)14-2331-05RANDOMNON-HOMOGENEOUSTHERMALELASTICMECHANICSMODELANDNUMERICALTESTSONTHERMALCRACKINGTHRESHOLDOFROCK112KangJian，ZhaoMingpeng，Zh

3、aoYangsheng1(DepartmentofMechanicsandEngineeringSciences，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000China)2(MiningTechnologyInstitute，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024China)AbstractConsideringdifferentmicro-structureofrock，randomnon-homogeneousthermalelasticmechanicsmodelandFEMbas

4、edonthismodelareputforward.Numericalstimulationinmadeforplanestressstatetostudytheinfluenceofthermaldilatabilityonthermalcrackinglawandtemperaturethreshold，andonlythermaldilatabilityisconsideredasrandomvariableandthermaldilatabilityisofuniformdistribution，GaussdistributionandWeibulldist

5、ribution.Stimulationsshowthatrelationshipbetweentemperaturethresholdandthermaldilatabilityofuniformdistributionisalinefunction，relationshipbetweentemperaturethresholdandthermaldilatabilityofGaussdistributionisapowerfunction，andrelationshipbetweentemperaturethresholdandthermaldilatabilit

6、yofWeibulldistributionisapowerfunction.Keywordsrockmechanics，randomnon-homogeneousmedia，thermaldilatability，elasticmechanicsmodel，numericalexperiment，thermalcracking，threshold题。在石油的三次开采中，采用火烧油层的方法，1引言降低油的粘度，同时诱发岩石破裂，达到提高储层渗透性的目的。高放核废料的深层处置，在相当长高温环境下，岩石力学特性是一个极重要的问的时间，美国、法国一直致力于花岗岩岩层储存核2

7、003年5月27日收到初稿，2003年9月16日收到修改稿。作者康健简介：男，41岁，1983年毕业于新疆师范大学数学系，现为辽宁工程技术大学力学系博士研究生，主要从事工程力学与应用数学方面的教学与研究。•2332•岩石力学与工程学报2004年废料，其中担心的一个问题是岩石热破裂后，核废σii=λθ+2μεii−3KβT⎫⎪料储存区域与地下水相通，最终危及人类生存环境。⎬(3)τij=μγij⎪⎭高温岩体地热资源开发是从300℃以上的高温岩体中提取地热，由于温度降低，会产生热破裂。所式中：λ，μ为拉梅常数；u为位移；F为外力；β有这些，都迫切需要考虑