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摘要：定面射孔技术是为提高岩石打孔改造效果的而提出的一种新型射孔工艺，对于降低地层起裂压力意义重大，本文将利用数值模拟针对射孔孔深对岩层的开裂进行研究。
关键词：射孔、数值模拟、分析
本文主要研究在不同孔深下，定面射孔角度对土钉墙起裂压力的影响规律，从而合理选择射孔孔深，实现优化的目的。因此，为解决研究所遇到的问题，达到上述的目的，本文将以力学知识为基础，建立力学模型，采用有限元方法进行数值模拟，研究岩层在定面射孔条件下岩石的起裂压力。
阅读资料可知，不同的射孔直径下，不同射孔夹角对水力压裂起裂压力的影响不同。在射孔施工过程中，当射孔孔径确定时，如何确定合理的射孔夹角将是非常重要的。下面将在射孔的孔深在为700mm、800mm、900mm的情况下，进行分析研究射孔深度对水力压裂起裂压力的影响。
1孔深700mm
本模块选择定面射孔深度为700mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔孔径为20mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-1和图1-2表示：
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表1-1射孔夹角与起裂压力的关系
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图1-2射孔夹角与起裂压力的关系
2孔深800mm
本模块选择定面射孔深度为700mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔孔径为20mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-3和图1-4表示：
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表1-3射孔夹角与起裂压力的关系
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图1-4射孔夹角与起裂压力的关系
3孔深900mm
本模块选择定面射孔深度为700mm的情况，岩石所处的应力场情况为正断层。射孔孔径为20mm，只改变射孔夹角，夹角由15°变化到90°，间隔为15°。结果由表1-5和图1-6表示：
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表1-5射孔夹角与起裂压力的关系
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图1-6射孔夹角与起裂压力的关系
由上述结果可得：定面射孔情况下，射孔孔深为700mm、800mm、900mm时，当射孔夹角不断增大，起裂压力也不断增大。
在三种不同的孔深情况下，岩石的起裂压力变化如下：
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图1-7射孔夹角与起裂压力的关系
由上图可以看出：在定面射孔情况下，对于正断层地应力类型，在同一射孔角度下，随着射孔深度从700mm增加到900mm，各角度下岩层的起裂压力都有所降低，但降低幅度不大。这是由于：孔眼深度越大，相应的孔眼壁面的面积越大，相同的水压下作用在孔眼壁面上的载荷越大，地层岩体越易发生起裂。但同时，因为射孔相对于整个岩层来说太小，随着射孔深度的增加，孔眼壁面面积增加的有限，故而岩层的起裂压力降幅不大。同时，随着射孔角度的增大，三种孔径下岩层的起裂压力均增大，且变化规律近似。
参考文献：
[1]张广清, 陈勉, 殷有泉,等. 射孔对地层破裂压力的影响研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2003, 22(1).
[2] 李根生, 刘丽, 黄中伟,等. 水力射孔对地层破裂压力的影响研究[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2006, 30(005):42-45.