考虑损伤的含天然气水合物沉积物本构模型

【摘要】：对含天然气水合物沉积物施加荷载后,其内部固体颗粒间将会发生错动、滑移及滚动,当荷载较小时,沉积物表现为弹性变形;随着荷载的增大,内部将出现塑性流动,水合物晶体重新定向,此时沉积物表现为塑性变形;随着荷载的进一步增大,最终导致沉积物发生破坏,这一过程可以看作是沉积物内部损伤产生和逐渐发展的过程。从复合材料的细观力学机制出发研究含水合物沉积物的材料特性,得到等效弹性常数与水合物含量之间的关系;同时基于损伤力学理论,推导出损伤变量的表达式,建立考虑损伤的含天然气水合物沉积物的本构模型。通过比较不同水合物含量下的计算结果与试验结果,结果表明,所建模型能较好地反映含天然气水合物沉积物的应力–应变关系,验证了模型的可行性。 【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室;
【关键词】： 天然气地质学 含天然气水合物沉积物 细观力学 损伤 本构模型
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41102199) 中国科学院“百人计划”择优支持项目;中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2–YW–JS108)
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 1引言天然气水合物是由天然气和水在一定的温度和压力条件下,形成的一种非化学计量的、类似冰状的笼型晶体,具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,是21世纪继常规石油和天然气能源之后最具开发潜力的清洁能源,广泛分布于大陆边缘和永久冻土带[1]

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