基于ＡＢＡＱＵＳ的水力压裂数值模拟
陈 骏，许 鸿
（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 １０００８３）
摘 要：煤层气井的煤岩水力致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程，通过ａｂａｑｕｓ中的ｓｏｉｌ模块，
采用ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元并结合现场实测数据建立了煤岩水力压裂三维裂缝扩展和起裂模型。使用最大正应
力准则作为裂缝起裂准则，引入无量纲因子Ｄ作为裂缝的扩展准则，考虑了压裂液在ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元中
的切向以及上下表面的流动并给出了相应的流体方程。数值模拟结果表明：裂缝的最宽处在裂缝的中
部，裂缝宽度沿着缝高上下减小，横截面为椭圆形，这一裂缝形态与经典压裂模型ＰＫＮ模型基本一致；
沿着缝长方向上，孔隙压力几乎不变，垂直裂缝方向上有着较大的孔隙压力梯度；裂缝在扩展初期裂缝
宽度和高度迅速增大；在裂缝扩展初期，裂缝只会在目标层中扩展，在缝高保持不变缝长延伸到一定程
度时，缝高开始变化，突破上下隔层，不利于缝高的控制以及压裂效果的改善。
关键词：ａｂａｑｕｓ；水力压裂；ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元；裂缝扩展
中图分类号：ＴＥ３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０２—００４６—０３
针对水力压裂这一内容国内外学者进行了大量
的研究，并发展出一些经典的水力压裂力学模型，例
如二维模型：ＫＧＤ模型，ＰＫＮ模型，Ｐｅｎｎｙ－ｓｈａｐｅ模型等，拟三维模型以及全三维模型等。在经典理
论模型中，岩石骨架被简化为不可渗透的线弹性体。
很显然，水力压裂过程是多孔介质下流固耦合的过程，
孔隙中的渗流以及压力是不可忽略的。对于这种流固
耦合问题有限元软件可以很好地实现，张汝生等［１］基
于多孔介质的流固耦合作用、考虑了流体的切向以及
法向流动，利用ａｂａｑｕｓ建立了三维有限元模型，研
究了裂缝的扩展规律以及孔隙压力分布。连志龙
等［２］采用临界应力准则，建立了流固耦合的有限元
计算模型，分析了影响裂缝扩展的因素。张劲等［３］
利用ａｎｓｙｓ软件分析了水平缝缝间干扰问题。
基于ABAQUS的高速公路空心墩模板的数值模拟
黄志强;侯新宇;刘丹娜;王巍
【摘 要】针对贵州新田大桥某一薄壁空心墩在浇筑混凝土过程中内外模板的内力及位移是否满足国家现行规范要求的问题,应用数值计算软件ABAQUS进行建模并计算内力和位移,在浇筑过程中进行实时监测,将现场测得的位移与数值模拟结果进行对比.结果表明,模拟值与实测值有稍许偏差,但在合理范围内,证明模型具有一定的合理性;模板的对拉螺栓及横肋对整个结构的变形起到了很好的限制作用,提高了整个模板的刚度;内模板的受力相对于外模板较大,在设计和施工的过程中需要特别注意.
【期刊名称】《沈阳工业大学学报》
【年(卷),期】2016(038)001
【总页数】6页(P109-114)
【关键词】空心墩;施工;模板;数值模拟;混凝土;温度应力;位移;侧压力
【作 者】黄志强;侯新宇;刘丹娜;王巍
【作者单位】沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;中交路桥北方工程有限公司总经理办公室,北京100024;中交路桥北方工程有限公司总经理办公室,北京100024
【正文语种】中 文
【中图分类】TU755.2 改革开放以来，随着我国工业化和城市化的迅速发展，城市与城市之间的连接更加紧密，但被山区环绕的偏远地区仍然很难与外界联系，此时跨山大桥就应运而生.在桥梁工程中，空心墩较为常见，其具有很多优点：
1) 为了减少圬工数量，在截面和自重已经足够承担及平衡外力的条件下，镂空中心部分；
2) 为了减轻墩身的自重，或保证地震时有较小的惯性力，或减轻软弱地基的负荷；
3) 空心墩能充分利用材料的强度，可节省材料，进而减少基础工程量.同时，空心墩还可以采用钢滑动模板施工，其施工速度快，节省模板支架，特别适用于高桥墩.
模板体系在各种混凝土结构施工中占有举足轻重的地位，往往影响着施工质量、速度和成本.同时模板的制作与安装质量，对于保证混凝土、钢筋混凝土结构与构件的外观平整和几何尺寸的准确，以及结构的强度和刚度等起到重要的作用.在混凝土浇筑过程中，模板所承受的是包括模板侧压力，浇筑混凝土时的冲击力，振捣时的振捣力及混凝土水化热所产生的温度应力.而这些力的合力应小于模板的屈服应力，并应有一些盈余，否则模板会产生较大的变形甚至发生爆模.
1 目录
1 工程概况 ...........................................................................................................................................................2
2 模拟要求 ...........................................................................................................................................................2
2.1 工况要求 ...............................................................................................................................................2
2.2 成果要求 ...............................................................................................................................................2
3 工况1(abaqus) ................................................................................................................................................2
3.1 数值模拟介绍 .......................................................................................................................................2
钻孔卸压开采的数值模拟
张勇;许梦国;王平;程勃
【摘 要】The paper applies the method of drilling in both sidewall to
analyze the pressure relief mining in high stress region of East-west
combination area of Chengchao Iron Mine. According to the pressure relief
mechanism and combining with the practical project, the numerical
simulation on pressure relief mining was made to analyze the stress
distribution in east-west combination area before and after the drilling.
The numerical results show that pressure-relief mining with drilling can
effectively make use of pressure-relief holes cutting the roadway
surrounding rock and make the concentrated stress of the roadway
surrounding rock transfer to the pressure relief project. Pressure of the
surrounding rock would be released by space contraction of the pressure
relief holes,finally the effect of reducing the pressure and deformation of
