基于有限-离散元耦合方法的花岗岩裂缝合并模拟
地球物理
2019-10-23 v1
摘要
裂缝合并是由较小缺陷形成大裂缝的关键现象，影响裂缝网络流动与地震能量释放潜力。本文对含预制裂纹的花岗岩试样中的裂缝合并过程进行了模拟。这些模拟利用了称为混合优化软件套件 (HOSS) 的联合有限-离散元方法 (FDEM) 的内部实现。试样内的预制裂纹遵循两种几何模式：1) 单条相对于加载方向成不同角度的裂纹，以及 2) 两条裂纹，其中一条垂直于加载方向，另一条成不同角度。本研究旨在展示 FDEM 对建模裂缝合并过程的适用性，包括：裂纹起裂与扩展、拉伸与剪切破裂行为，以及裂缝合并模式。模拟深入揭示了拉伸与剪切破裂行为随时间的演化。单裂纹模拟准确再现了实验测得的作为裂纹倾角函数的峰值应力。单裂纹与双裂纹模拟均表现出强度随裂纹角增大而线性增加；双裂纹试样系统性地弱于单裂纹试样。
关键词
引用
@article{arxiv.1805.06032,
title = {Simulation of fracture coalescence in granite via the combined finite-discrete element method},
author = {Bryan Euser and Esteban Rougier and Zhou Lei and Earl E. Knight and Luke P. Frash and James W. Carey and Hari Viswanathan and Antonio Munjiza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06032},
year = {2019}
}