一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法，基于离散单元法，对线性平行胶结模型(PB)进行改进，建立考虑可燃冰胶结复合失效模式、可燃冰赋存几何形态及胶结残余约束的改进线性平行胶结模型(I‑PB)，创新性地提出了基于可燃冰胶结宽度连续衰减的含可燃冰土分解效应计算方法，通过C++编写包装为独立的计算模块，集成入所建立的I‑PB接触模型中，通过与PFC2D软件实现接口，进行迭代求解，通过参数标定建立胶结半径乘子与可燃冰分解度的对应关系，通过采用柔性膜颗粒边界替换竖向墙体，以模拟室内试验中采用液体介质通过橡胶模对含可燃冰土试样施加围压，使离散元模拟所得的数值试样变形特性与剪切带发展特征与室内试验相近，考虑不同饱和度及不同围压条件，实现含可燃冰土双轴剪切试验。本发明专利技术能够很好地对含可燃冰土分解进行模拟,能考虑到线性平行胶结接触模型由于压缩引起的胶结破坏以及破坏后可燃冰对土体颗粒的残余约束,并能大大提高模拟的计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程,具体涉及一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法。

技术介绍

1、可燃冰(methane hydrate,mh)是一种在低温、高压环境下甲烷分子与水分子形成的一种笼型结晶化合物,受相平衡条件(低温高压)的影响,可燃冰主要广泛分布于深海沉积物中和永久冻土区域。深海中可燃冰土与土体骨架混合形成含可燃冰沉积物,即深海能源土。据调查显示,深海能源土中可燃冰含碳量为现有煤、石油及天然气含碳量总和的2倍。且因其燃烧产物为二氧化碳,同时有较大的能量密度,被认为是未来理想的、潜在的、非常规的、具有开发前景的新型清洁能源,许多国家如美国、日本、加拿大等已将如何大规模开采可燃冰列入国家长远发展计划。当今我国能源结构中清洁类能源占比较低,可燃冰作为潜在的具有开发前景的非常规接替清洁能源,已成为能源勘探、开发的新增重点研究目标。

2、可燃冰开采常用升温降压等手段改变含可燃冰储层的温压状态,使其达到可燃冰相平衡曲线后分解,收集从土体中解离的甲烷气体。可燃冰在沉积物骨架中具有胶结或骨架支撑作用,开采过程引起可燃冰分解,改变土体力学性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法，其特征在于，所述步骤4)和5)的含可燃冰土数值试样及细观参数标定结果，开展一系列含可燃冰土双轴分解试验，得到不同偏压及不同围压条件对分解条件下含可燃冰土宏细观力学特性的影响。

【技术特征摘要】

1.一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于颗粒流模拟含可燃冰沉积物可燃冰分解过程的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉，崔光磊，刘造保，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：