页岩各向异性力学行为模拟的多尺度框架
材料科学
2017-10-24 v2 地球物理
摘要
页岩与许多其他沉积岩一样，通常是非均质、各向异性的，并以各向异性粘土矿物的部分定向排列和天然形成的层理面为特征。本研究基于格点离散粒子模型（LDPM）构建了一个微力学框架来捕捉这些特征。材料各向异性通过页岩内部结构的近似几何描述引入，包括表示材料属性随方向的变化以及平行层理的显式建模。通过进行数值模拟以匹配各种实验数据（包括与弹性属性、巴西抗拉强度和无侧限抗压强度相关的数据）来校准模型。此外，进行参数化研究以探究细观参数与宏观属性之间的关系。结果表明，弹性刚度、强度和破坏模式对加载方向的依赖性可以被成功捕捉。最后，应用基于场变量渐近展开的均匀化方法对所提出的微力学模型进行尺度升级，并分析了均匀化模型的属性。
引用
@article{arxiv.1608.04144,
title = {A multiscale framework for the simulation of the anisotropic mechanical behavior of shale},
author = {Weixin Li and Roozbeh Rezakhani and Congrui Jin and Xinwei Zhou and Gianluca Cusatis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.04144},
year = {2017}
}
备注
submitted to International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics