多尺度水压致裂模型：尺寸效应与破坏水压分析

本文主要探讨了"水压致裂的尺度效应模拟分析"这一主题，作者崔峰、来兴平和曹建涛针对西安科技大学能源学院和教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室的研究背景，提出了一种考虑急斜围岩应力特性的多尺度单孔水压致裂模型。该模型旨在深入理解在不同尺度下水压致裂过程中的关键现象，如声发射信号、裂纹扩展形态以及孔隙压力的动态变化。 在研究中，作者详细分析了水压致裂过程中不同尺度模型的响应，尽管各模型的大小各异，但发现裂纹的发展模式具有共性，即裂纹通常从钻孔中心垂直延伸，并向模型的顶部和底部形成一个三角形分布。这表明尺寸效应在水压致裂过程中扮演着关键角色，即随着试件尺寸的增加，所需的破坏水压也随之上升。破坏水压与试件半径R与钻孔半径r之间的关系显示出良好的线性关联，这意味着破坏范围的扩大直接导致水压需求的增加。 此外，作者还对数值模拟的结果进行了总结，指出通过这种方法可以有效地预测和控制实际开采过程中的水压致裂行为。研究的重要应用领域包括地下矿山工程，特别是在处理复杂地质条件下的井巷稳定性问题，以及优化水力压裂技术，以减少能源消耗和提升作业效率。 这篇论文提供了关于水压致裂尺度效应的深入理解和定量分析，对于矿产开采、隧道建设等领域具有重要的理论参考价值和实践指导意义。通过这个模型，工程师们能够更准确地预估在不同规模的工程中如何合理应用水压致裂技术，以实现安全、高效的开采和施工。