油井水力压裂的三维数值模拟

为了研究油层岩石在水力载荷作用下的裂纹扩展及渗流行为,采用渗流应力耦合模型对水力压裂过程进行了三维有限元方法数值模拟研究.预设裂纹用粘结单元来模拟,裂纹的起裂和张开用单元的损伤因子表征.为了使得在裂纹扩展过程中,流体压力能随裂纹扩展动态地跟踪加载到裂纹面上,给出了流体压力在裂纹内传递的模型,并编写用户子程序予以实现.模拟结果得到了水力压裂过程中岩石中的应力分布、孔隙压力分布、压裂液的滤失以及裂缝的几何形态.分析了压力和隔层等因素对裂纹几何形态的影响.该研究结果对石油工程中压裂方案设计及故障诊断有一定的理论参考价值.

水力压裂扩展的流固耦合数值模拟研究

以临界应力作为裂纹扩展准则并采用流固耦合模型模拟了水力压裂扩展问题,推导出裂缝面内的压降方程表达式,并编写出用户子程序嵌入到ABAQUS中。建立的计算模型能够模拟地应力、岩石力学特性、压裂液流体特性等各种复杂因素对水力压裂扩展的影响。通过计算分析得到一些有益结论,采用有限元软件ABAQUS求解可渗透油藏水力压裂扩展过程问题是可行的;提出了临界宽度的概念,它可以作为判断裂缝是作为起渗透作用的孔隙通道还是作为起导流作用的裂缝的依据;其结论对于压裂作业优化具有参考价值。

水力压裂扩展特性的数值模拟研究

采用ABAQUS建立了水力压裂计算模型,模拟了地应力、岩石力学特性、压裂液流体特性等各种复杂因素对水力压裂扩展的影响。通过计算分析得到一些有益结论:(1)在注入压力一定的情况下起裂压力与最小水平地应力、临界应力、初始孔隙压力成正比,而与压裂液黏度、最大水平地应力、弹性模量无关;(2)裂缝扩展长度和最大缝宽与最小水平地应力、初始孔隙压力、弹性模量成反比,而与最大水平地应力无关;(3)水力压裂作业中,缝长的扩展过程可分为无扩展阶段、快速扩展阶段、稳定扩展阶段以及缓慢扩展阶段等4个阶段。研究结论对于水力压裂作业优化具有参考价值。

有限宽板孔边弹塑性变形测试

测量应变集中区域的弹塑性变形,对于研究材料损伤或微裂纹的产生,以预防宏观裂纹的产生及扩展具有重要的意义。为给航空发动机轮盘的损伤容限设计研究提供相关材料的力学实验参数,做了两个有限宽中心带孔试件的拉伸试验。试验中,采用单调逐级加、卸载的循环加载方式,并应用自动网格法和数字图像相关技术测量了孔周的全场位移分布。再应用最小二乘法将离散的位移分量拟合成二元多项式函数,求解出拉伸方向的应变分布,并给出孔边应力σ与孔边应变εy的关系曲线。

孔边循环应变与疲劳循环次数相关性实验研究

材料的应变疲劳寿命与裂端的塑性应变有关。研究孔边循环应变与疲劳循环次数的相关性,对于研究材料损伤及微裂纹的产生,预防宏观裂纹的产生及扩展具有十分重要的意义。所以本文对有限宽板中心带孔试件进行了拉伸疲劳试验,用以研究这种相关性。在疲劳试验前首先进行逐级的加、卸载缓慢循环实验,同时利用数字图像相关技术测量孔周的位移场,进而求出孔边应变。在疲劳试验过程中,每当疲劳循环1500次就停机,进行同样的缓慢循环实验,并测量出孔周的位移场及孔边应变。实验研究中获得了一些很重要的结果。

刚性桩改良地基基础试验研究与数值分析

文章通过某高层建筑基础现场测试结果,对刚性桩改良地基的承载力特性,结构沉降以及筏板钢筋受力等状况做了分析和研究.然后将实验结果与相应的数值分析结果进行对比,为进一步完善刚性桩改良地基基础的设计理论提出了建议。研究结果表明数值分析对理论研究和工程设计具有重要的参考价值。

房屋建筑工程施工技术以及现场施工管理探讨

实际对房屋建筑工程管理过程中,不管是房屋建筑工程施工技术,还是现场施工管理,都与房屋建筑工程的质量与安全息息相关。只有施工企业加强施工技术以及现场施工管理,并将这两者有机地结合到一起,这样才能保证建筑工程的质量与安全,从而促进企业实现稳定发展。

ABAQUS钢与混凝土复合材料模型的二次开发

为了找出结构的薄弱位置,往往需要对各种复杂的建筑结构进行整体结构层次上的弹塑性数值模拟。为提高建模以及数值计算效率,需要采用梁单元计算模型模拟钢筋、钢骨以及钢管混凝土梁柱等复杂的构件。在混凝土弹塑性损伤模型的基础上,基于ABAQUS平台开发了能够描述以上复杂梁柱构件力学行为的梁单元复合材料模型。模型的提出使整体结构的弹塑性数值计算可以采用较为简单的梁单元和板壳单元模拟,提高了超高层建筑结构整体弹塑性分析的效率。

空中华西村结构与桩筏共同作用研究

采用ABAQUS对空中华西村上部结构和桩筏基础进行了整体三维弹塑性数值模拟。计算采用Mohr-Coulomb模型和混凝土塑性损伤模型分别描述土和混凝土的非线性材料特性,采用Winkler模型描述桩的力学行为,在此基础上模拟了沉降过程中上部结构、筏板、桩以及土的共同作用过程。和以往的分析手段相比,该方法能够模拟上部结构刚度以及混凝土开裂损伤引起的沉降变化、筏板混凝土和钢筋应力的重分布及桩基反力分布的变化。该方法计算假定较少,为基础设计和验算提供了比传统方法更可靠的数值依据。

卓越-皇岗世纪中心2^#塔楼抗震性能研究

卓越-皇岗世纪中心(2#塔楼)是一栋高度超限并且存在楼板不连续的复杂高层建筑。为实现"大震不倒"的性能目标,采用动力弹塑性时程分析方法,模拟该建筑在罕遇地震下的力学响应,找出了结构的薄弱位置。根据结果修改结构布置,提高结构的抗扭刚度,调整平面的刚度分布。重新进行分析发现,结构抗震性能明显改善。

空中华西村风振舒适度研究

对空中华西村超高层结构的风振舒适度进行研究,首先根据规范提供的计算公式,对整体结构中外围单个塔体进行了风振舒适度验算,结果满足规范要求。在此基础上进一步对整体结构进行了风振响应分析。由于整体结构比较复杂,规范方法不再适用,因此工程利用风洞实验获得复杂不规则建筑物表面的风压时程数据,采用数值模拟的办法分析了高层建筑在风荷载下的结构动态响应,获得了整体结构位移、速度以及加速度时程等重要数据。方法为体型复杂、规范方法不适用情况下的高层建筑风振舒适度验算提供了准确而全面的判断依据。