Т. 324, № 1 : Науки о Земле

Развитие формализма метода частиц для моделирования отклика флюидонасыщенных пористых геологических материалов

Проведено обобщение математического формализма гибридного метода частиц (метода гибридных клеточных автоматов) для численного моделирования процессов деформирования и разрушения флюидонасыщенных пористых геологических материалов на мезо- и макроскопическом масштабных уровнях. Развитый формализм учитывает возможность неупругого деформирования, дилатансии и разрушения твердофазного скелета, а также влияние порового давления на напряженное состояние скелета и перераспределение флюида в трещинно-поровом пространстве геосреды. Сформулирована связанная модель газонасыщенного геоматериала, в рамках которой механический отклик скелета описывается на основе модели пластичности геосред с неассоциированным законом течения, а перераспределение газовой фазы моделируется путем численного решения уравнений фильтрации и диффузии. Адекватность развитого формализма иллюстрируется результатами теоретического изучения влияния порового давления газа на прочность образцов угля в условиях сжатия. Показано, что степень влияния порового давления на интегральные (макроскопические) прочностные характеристики газонасыщенных материалов в значительной степени определяется соотношением параметров критерия прочности, отражающим содержание в твердофазном скелете дефектов и повреждений высокого ранга.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, трещиновато-пористые среды, геологические среды, флюиды, численное моделирование, метод клеточных автоматов, метод частиц, пластичность, дилатансия, поровое давление, разрушение, прочность,

Авторы:

Димаки Андрей Викторович

Шилько Евгений Викторович

Астафуров Сергей Владимирович

Псахье Сергей Григорьевич

Скачать PDF