基于离散元法的水合物沉积物双轴压缩试验模拟分析

• 作者: 周博 王宏乾 王辉 薛世峰
• 来源期刊: 应用物理
• 学科: 交通运输
• 关键词: 水合物沉积物 双轴压缩实验 有效围压 水合物饱和度 力学特性
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 页码范围: 505-515
• 页数: 11页
• 分类号: U4

摘要

水合物沉积物可看作砂粒和水合物颗粒组成的混合散体材料,其力学行为的研究属于典型的不连续问题,离散元法是求解该问题的有效途径。本文基于离散元数值模拟软件PFC2D制备了饱和度为15%、25%、35%、45%的水合物沉积物DEM试样,并对其进行了双轴压缩离散元模拟试验,研究了在不同水合物饱和度和有效围压情况下,水合物沉积物的强度和变形特性。试验结果表明:在较低饱和度条件下,水合物沉积物会表现出明显的应变软化现象,而随着饱和度的增大,其应力–应变曲线会由应变软化向应变硬化过渡;水合物沉积物的峰值应力、初始弹性模量会随着饱和度和有效围压的增大而增大;水合物饱和度对沉积物的内聚力和摩擦角都有影响,但沉积物的强度主要是由内聚力的变化影响的。