¶ Вкладка Properties (Свойства)
Эта страница является частью документации Prorock 2.x.
Вкладка Вкладка Properties (Свойства) используется для задачи физико-механических свойств (ФМС) для конечных и трещинных элементов, свойств анкеров, напряженного состояния, порового давления.
¶ Функции вкладки Properties (Свойства)
¶ RockProperties
Rock Properties (Свойства материалов) – открывает окно с заданием физико-механических свойств для материалов (Material) (породы, литологические разности, и т. д.) используемых в конечных (треугольных) элементах модели.
_1.png "Окно инструмента Rock Properties (Свойства материалов)")
Физико-механические свойства, задаваемые для материалов (Material):
- Density (Плотность), размерность кг/м^3;
- Young's Modulus (Модуль Юнга), размерность ГПа;
- Poisson's Ratio (Коэффициент Пуассона);
- Cohesion (Сцепление), размерность МПа;
- Friction Angle (Угол трения), измеряется в градусах;
- Resudial Friction Angle (Угол остаточного трения), измеряется в градусах;
- Tensile Strength (Предел прочности при растяжении), размерность МПа;
- Penalty Parameter (Параметр штрафа), размерность ГПа;
- Relative Breakdown Sliding (Относительное скольжение вниз) (Sr/Sp);
- Relative Breakdown Opening (Относительное разрывное открытие) (Or/Op);
- Relative Peak Sliding (Относительное пиковое скольжение) (Sp/h);
- Relative Peak Opening (Относительное максимальное раскрытие) (Op/h);
- Viscous Damping (Вязкостное демпфирование).
¶ JointProperties
Joint Properties (Свойства трещин) – открывает окно с заданием физико-механических свойств для трещинных (Joint) элементов используемых в дискретных (трещинных) элементах модели.
_2.png "Окно инструмента Joint Properties (Свойства трещин)")
Физико-механические свойства, задаваемые для трещин (Joint):
- Cohesion (Сцепление), размерность МПа;
- Friction Angle (Угол трения), измеряется в градусах;
- Resudial Friction Angle (Угол остаточного трения), измеряется в градусах;
- Tensile Strength (Предел прочности при растяжении), размерность МПа;
- Penalty Parameter (Параметр штрафа), размерность ГПа;
- Relative Breakdown Sliding (Относительное скольжение вниз) (Sr/Sp);
- Relative Breakdown Opening (Относительное разрывное открытие) (Or/Op);
- Relative Peak Sliding (Относительное пиковое скольжение) (Sp/h);
- Relative Peak Opening (Относительное максимальное раскрытие) (Op/h);
¶ BoltProperties
Bolt Properties (Свойства анкеров) – открывает окно с заданием физико-механических свойств для анкерного крепления (Bolt) используемых в дискретных (трещинных) элементах модели.
_3.png "Окно инструмента Bolt Properties (Свойства анкеров)")
Физико-механические свойства, задаваемые для анкерного крепления (Bolt):
- Tensile strength (Предел прочности при растяжении), размерность МН;
- Peak stress (Максимальное напряжение), размерность МПа;
- Residual stress (Остаточное напряжение), размерность МПа.
¶ PropertiesTable
Properties Table (Таблица свойств) – открывает окно с заданием физико-механических свойств для материалов (Material) (породы, литологические разности, и т. д.) и трещинных (Joint) элементов используемые в конечно-дискретных элементах модели.
_4.png "Окно инструмента Properties Table (Таблица свойств)")
Properties Table (Таблица свойств) – табличное представление с отображением всех свойств для конечных и дискретных элементов.
Есть возможность экспорта и импорта в формат .csv, что позволяет эффективно переносить свойства между проектами.
¶ InitialFieldStress
Initial field stress (Природное поле напряжений) - открывает окно с заданием начального (природного) поля напряжений.
_5.png "Окно инструмента Initial field stress (Природное поле напряжений)")
Напряженное состояния в модели задаётся несколькими способами:
- С использованием уровня земной поверхности, - в этом способе напряженное поле неоднородно, считается как γ*H, задаётся как соотношение компонентов σx и σy;
- Без использования уровня земной поверхности, - в этом способе напряженное поле однородно, задаётся в размерности Па для компонентов σx и σy.
Направление поля напряжений задаётся с помощью угла наклона, в градусах. Если угол равен 0, то σx и σ1 равны и совпадают по направлению.
¶ PorePressure
Pore pressure (Поровое давление) - открывает окно с заданием порового давления.
_6.png "Pore pressure (Поровое давление)")
Для анализа гидростатического воздействия необходимо задать одну или несколько Water Table (Уровень воды) в модели во вкладке Geometry (Геометрия). Давление имеет положительное значение в дискретизированной области ниже этих уровней. Для каждого Joint Properties (Свойства трещин) можно выбрать свой уровень или не выбирать никакой. Расчет давления в узлах производится с помощью формулы гидростатического давления с множителем, отражающим степень вклада вод в результирующее давление:
где – удельный вес флюида, – вертикальное расстояние от узла до уровня грунтовых вод, – множитель, – плотность флюида, – ускорение свободного падения.
Давление должно быть преобразовано в эквивалентные силы, приложенные к узлам сетки. Силы действует по нормали на стенки каждой трещины. Силы, полученные от давления, действуют по нормали к грани элемента и становятся частью общего вектора узловых сил. Эти силы раскрывают трещину, тем самым раздвигая элементы. Для расчета сил использовались следующие формулы [1]:
_7.png)
где – величины давления в узлах A и B соответственно, – длины граней трещинных элементов, прилегающих к элементам 1 и 2 соответственно.
Значение — это коэффициент от 0 до 1, на который умножается вертикальное расстояние до
Water Table (Уровень воды)для получения напора.
- указывает на сухой материал.
- используются для моделирования потери напора.
- соответсвует гидростатическому условию давления столба жидкости.
¶
Bai X., Wang X. Hydraulic fracturing of specimens with holes by using the fluid-solid coupling method based on the continuum-discontinuum method // Research Square (Research Square). 2023. ↩︎