基于完全流-固耦合的弹塑性理论给出了水力压裂数值计算的弥散裂缝模型,其中材料的弹性部分采用线弹性本构关系,塑性部分采用摩尔-库仑破坏准则及强化准则.依据当前的有效应力状态修正渗透系数来模拟压裂液在裂缝中的流动.渗透系数的修改使用双曲正切函数,并采用平均有效应力作为水力裂缝的起裂判据.在ABAQUS软件中通过用户自定义程序添加了该模型.根据岩石的切面照片建立了含有硬包裹体分布的非均质岩石的有限元计算模型,模拟了中心点注水条件下的水力压裂传播过程,讨论了在常应力状态下非均质岩石中开裂区域、典型位置的应力路径变化和裂缝传播范围随时间变化的特点.进行了多种条件下含有硬包裹体分布的岩石材料的数值试验,得出了基岩材料的弹性模量、凝聚力和渗透系数以及注水速率对峰值注水压力、平均注水压力和裂缝开度的影响规律.
水力压裂 弥散裂缝模型 硬包裹体 ABAQUS