1.脉动压裂循环载荷下岩石强度计算方法,其特征在于:
步骤一、开展目的压裂区块岩芯周期循环载荷压缩的破坏实验,通过开展一定脉动频率和应力水平下周期循环载荷压缩破坏实验,获取脉动压裂岩石应力-应变滞回环曲线,进而获取一定脉动频率和应力水平下脉动压裂岩石应力-应变滞回环曲线的耗散能和弹性能;
通过三轴压缩破坏实验获取岩石弹性模量、泊松比,并记载试验轴向压力、围压以及轴向应变;
步骤二、根据脉动压裂岩石应力-应变曲线滞回环所反映的能量演化特征,建立描述脉动压裂过程中岩石损伤演化计算模型:式中:D为累积损伤变量;Di为第i次脉动循环下的单次损伤变量;Udi为第i次脉动循环下的耗散能;Uei为第i次脉动循环下的弹性能;Ui为第i次脉动循环外界输入总能;D′i为第i次脉动循环产生的单次岩石累计损伤变量,D′1为第1次脉动循环产生的岩石单次累计损伤变量,D′2为第2次脉动循环产生的岩石单次累计损伤变量,D′n为第n次脉动循环产生的岩石单次累计损伤变量;
步骤三、将步骤一获取的目的压裂区块一定脉动频率和应力水平下岩石应力-应变滞回环曲线的耗散能和弹性能,代入步骤二中的脉动压裂过程中岩石损伤演化计算模型,获取岩石累积损伤变量;
步骤四、结合广义胡克定律、累积损伤变量,得到脉动压裂循环载荷下岩石损伤本构关系公式:σ1=2μσ3+E(1-D)ε1 (3)式中:σ1和σ3为轴向压力和围压,MPa;E为步骤一得到的岩石弹性模量,MPa;μ为步骤一得到的泊松比;D为累积损伤变量;ε1为轴向应变;
步骤五、通过脉动压裂循环载荷下岩石损伤本构关系公式,计算得到给定的某个围压下给定脉动压裂循环载荷下的岩石强度。