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循環(huán)剪切作用下含可燃冰砂土-開采井界面強(qiáng)度弱化細(xì)觀機(jī)制

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摘要:含可燃冰砂土呈現(xiàn)埋藏淺、未成巖和強(qiáng)度低的特性。波浪循環(huán)荷載作用下含可燃冰砂土-開采井界面弱化特征顯著,直接影響井口穩(wěn)定。采用離散元方法,通過設(shè)置波浪循環(huán)荷載引起的井筒運(yùn)動(dòng),研究含可燃冰砂土-開采井界面循環(huán)剪切力學(xué)特性,并從細(xì)觀角度揭示界面宏觀弱化機(jī)制。結(jié)果表明:可燃冰賦存導(dǎo)致含可燃冰砂土-開采井界面呈顯著的強(qiáng)度弱化及剪脹體變特征,且可燃冰飽和度越高,弱化及剪脹越顯著;原因在于近井區(qū)域含可燃冰砂土在循環(huán)剪切作用下形成膠結(jié)失效區(qū)域,大部分顆粒失去膠結(jié)約束,同時(shí)少部分膠結(jié)未失效的可燃冰顆粒與鄰近顆粒形成較大粒徑團(tuán)簇,這些顆粒和團(tuán)簇翻滾錯(cuò)動(dòng)且無法充分傳遞荷載,導(dǎo)致界面產(chǎn)生強(qiáng)度弱化和剪脹體變;法向應(yīng)力與剪切振幅的增大均會(huì)加劇界面試樣可燃冰顆粒的膠結(jié)失效發(fā)展,強(qiáng)度弱化現(xiàn)象更為嚴(yán)重。(剩余16023字)

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