CN114444230B 一种超临界co2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法 （太原理工大学）

号一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎本发明公开了一种超临界CO2作用下准脆性在实现天然裂隙及实体单元交界处嵌入裂缝单块体间接触面分离/挤压/压剪摩擦的力学本构关系；确定煤岩力学参数随超临界CO2作用时间对激活时刻的状态变量。本发明为CO2地质封存21.一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特征在于：包括以下步2.如权利要求1所述的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特散点的坐标，将散点连接成Delaunay三角形，由三角形相邻边的中垂线围成Voronoi多面3.如权利要求1所述的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特3而裂缝单元最小的编号由实体单元最大编号所在数位+1得在“.inp文件”中关键字“*Part”之后“*Assembly”之前添加关键字“*Elset=位于Voronoi多面体的面上；将所有符合上述三个条件的裂缝单元编号、节点编号复制在“*Elset＝cohElem01”，从而将所有主要裂隙上的裂缝单元组成一个名称为4.如权利要求1所述的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特B=o.(e:)/o,(1-a)-(1+a),p＝trace(σ)/3，γ=3(1-Kc)/(2Kc-1)，q＝[2(S:S)/3]1/2,S4为推导混合型韧性断裂本构方程，首先建立拉、剪、以及混合模式下断裂能Gc,n,Gc,Sc,jc,jc,m对应的σc,n与σc,S分量以及相对应的位移分一旦断裂能满足断裂能表达式时，岩石完全断裂，在数值计算5S通过DEM方法求解所有离散块体的节点力；将此节点力作为边界条件，根据部步骤S3.1方若断裂能表明裂缝单元完全断裂，此时删除零厚度裂缝单元，同时根据步骤5.如权利要求1所述的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特2浸泡时间6.如权利要求1所述的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟方法，其特67减少化石能源发电和工业生产过程中CO2排放的关键技术，也是我国实现碳中和的兜底技长期安全封存的关键是在限定地质储层环境中不发生泄漏，核心要素是CO2长期作用与深大影响，采用合理的数值模拟方法预测超临界CO2-应力耦合作用下盖层变形-碎裂发育高8小的节点编号ni,min不变，将其余单元的节点编号增加至最大节点编号的[(a-1)×10+[0029]而裂缝单元最小的编号由实体单元最大编号所在数位+1得到的10的整数幂次方9元位于Voronoi多面体的面上；将所有符合上述三个条件的裂缝单元编号、节点编号复制[0041]其中，F为屈服函数，<g>是Macaulay符号，B=o.(e?)/o,(1-a)-(1+a),p＝trace(σ)/3，γ=3(1-Kc)/(2Kc-1)，q＝[2(S:S)/3]1/2,S=σ+[0060]=(s,-o,/D,)-d,,/Il-d.,)D.,l演化曲线及断裂能②通过“煤岩完全断裂判据表达式”对实验所得多组数据进行拟合，得到相同材料参数χ下的断裂能混合比ξ;③在此基础上联立“峰值应力方Sc,n,Sc,Sc,m对应的σc,n与σc,S分量以及相p方法，通过DEM方法求解所有离散块体的节点力；将此节点力作为边界条件，根据部步骤骤S3.3计算煤岩块体间的分离/挤压/ScCO2浸泡时间下各试件的力学参数；/剪峰值应条件下的弹塑性变形→损伤→断裂→块体间分离/挤压/剪切摩擦[0095]4)本发明可用于分析不同CO2注入压力、不同地质参数影响下[0096]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、[0108]如图1所示，本发明实施例的一种超临界CO2作用下准脆性材料变形-碎裂的模拟小的节点编号ni,min不变，将其余单元的节点编号增加至最大节点编号的[(a-1)×10+[0125]而裂缝单元最小的编号由实体单元最大编号所在数位+1得到的10的整数幂次方元位于Voronoi多面体的面上；将所有符合上述三个条件的裂缝单元编号、节点编号复制[0137]其中，F为屈服函数，<g>是Macaulay符号，B=o.(e")/o,(1-a)-(1+a),p＝trace(σ)/3，γ=3(1-Kc)/(2Kc-1)，q＝[2(S:S)/3]1/2,S=σ+演化曲线及断裂能②通过“煤岩完全断裂判据表达式”对实验所得多组数据进行拟合，得到相同材料参数χ下的断裂能混合比ξ;③在此基础上联立“峰值应力方Sc,n,Sc,Sc,m对应的σc,n与σc,S分量以及相p方法，通过DEM方法求解所有离散块体的节点力；将此节点力作为边界条件，根据部步骤骤S3.3计算煤岩块体间的分离/挤压/2浸泡时间下/剪[0188]S1.将晋城矿区煤岩试样加工成100mm×100[0194]S5.在Part模块下生成直径为60mm[0195]根据Mesh模块下verifymesh确定四面体实体单元的最小稳定增量步为10-8，在