深度对含瓦斯煤层水力压裂裂纹转向行为的影响数值模拟分析

随着深度的增加,煤岩层受到的水平应力与垂直应力之比会逐渐降低,进而对水力压裂注压孔周围的裂纹扩展行为造成影响。为了探究不同深度下水力压裂裂纹转向行为特征,基于煤层力学模型与瓦斯吸附动力学模型,利用多物理场耦合模拟软件COMSOL进行分析,获得了不同深度条件下注压孔周围的应力分布特征以及裂纹起裂压力特征。结果表明:在较浅的深度,即水平应力与垂直应力比值大于1时,裂缝主要在水平方向上扩展,且应力比值增大,裂缝越容易发生转向;而在较深的深度,即水平应力与垂直应力之比小于1时,裂缝在向垂直方向上延伸,且应力比值越小,裂缝越容易发生转向。

重载铁路直线段钢轨断裂原因分析

针对重载铁路直线段PG4钢轨从轨底起裂横向转纵向扩展断裂的问题,通过对断口进行宏观、微观形貌观察及金相组织分析、力学性能测试,分析钢轨裂纹产生及转向的原因。结果表明:PG4钢轨的伤损为轨底下表面锈蚀坑引起的钢轨横向疲劳裂纹,锈蚀是伤损钢轨轨底萌生横向疲劳裂纹进而快速向轨底两侧和轨头方向扩展的主要原因;裂纹扩展至轨头下颚部位时,由于轨头强度的增加、断面几何尺寸的增大、轨头下颚处沿钢轨纵向的断裂韧性未与轨头横向断裂韧性同比例提高,使得横向裂纹转向沿钢轨纵向扩展。