大连理工尤泽绍等-不同粒径水合物砂岩应力应变及变形-Energy

Title(题目): Stress-strain response and deformation behavior of hydrate-bearing sands under different grain sizes: A particle-scale study using DEM (不同粒径水合物砂岩的应力-应变响应及变形行为:基于DEM的颗粒尺度研究)

 Source(来源): Energy,2024,290:130213

Abstract(摘要): 天然气水合物是在海底和永久冻土下的沉积物中发现的结晶固体，它对沉积物的力学行为有重要影响。水合物的影响往往因不同的沉积物而异，这已在一些实验室研究中得到证实。但是所涉及的粒子尺度信息是模糊的，潜在的机制往往依赖于假设。本研究采用离散元法(DEM)来加深对水合物对不同砂体力学行为影响的认识。利用DEM对不同粒度的数字含水砂岩(HBS)进行了三轴压缩试验。模拟结果表明，大晶粒样品往往屈服较早，并倾向于应变硬化行为，而水合物的出现会导致应变软化行为。在应力-应变响应和孔隙度变化方面，小晶粒试样的水合物强化程度远大于大晶粒试样。颗粒尺度观测表明，颗粒旋转通常发生在颗粒位移较小的区域，在剪切滑移面上更强烈。水合物键主要受拉伸破坏，大晶粒尺寸可能阻碍键的剪切破坏。水合物限制了径向组构的发展，增强了应力诱导的各向异性，为沉积物提供了一个更稳定的框架。

图1-水合物饱和度为Sh=31%和39.5%时数字HBS试样的应力应变响应

DOI:10.1016/j.energy.2023.130213

Link(链接):https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544223036071