Development of Compaction Localization in Leitha Limestone: Finite Element Modeling Based on Synchrotron X‐Ray Imaging

同步加速器 压实 有限元法 X射线 地质学 同步辐射 材料科学 物理 岩土工程 光学 工程类 结构工程
作者
Wanying Huang,Fanbao Meng,Jie Liu,Teng‐fong Wong
出处
期刊:Journal Of Geophysical Research: Solid Earth [Wiley]
卷期号:129 (8)
标识
DOI:10.1029/2024jb028868
摘要

Abstract The mechanical behavior and failure mode of porous rocks vary with their microstructures. The formation of compaction bands (CBs) has been captured with high precision via in situ synchrotron CT and kinematic characteristics can be attained by image analysis. However, the stress characteristics cannot be directly evaluated from images, and how porosity heterogeneity triggers local instability and leads to the formation of CBs is not yet fully understood. To address this problem, we established a finite element (FE) model of the solid skeleton of a Leitha limestone sample based on X‐ray μCT data, considering the heterogeneity of pores and plastic hardening, and reproduced the evolution of strain localization and CBs. Our results revealed that the heterogeneity of porosity has a profound influence on the formation and propagation of CBs. Precursory stresses always appear very early around the pores where compaction bands develop, and the stress state of most points in CBs is quasi‐uniaxial compression, which has significantly high maximum principal stress σ 1 in a direction subparallel to the sample axis, causing yield then compaction failure. Also, using a simplified FE mesh and ignoring the fracture of particles underestimate the extreme stress and porosity reduction—these can be improved by using fine mesh and involving grain‐scale fracture mechanics. Our study proves the feasibility and reliability of the CT‐FE simulation scheme, which can be extended to investigating the stress distribution and evolution of different rock types with a spectrum of failure modes if in situ CT data of rock deformation is available.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
卑微小亏完成签到,获得积分10
3秒前
蓝色牛马发布了新的文献求助10
3秒前
天天发布了新的文献求助30
4秒前
陈什么烨发布了新的文献求助10
4秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Firsterchao应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
youth应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
11秒前
徐佳达完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
田様应助平常马里奥采纳,获得10
13秒前
14秒前
顾矜应助Piena采纳,获得10
15秒前
3399发布了新的文献求助10
15秒前
Ava应助emoji采纳,获得10
16秒前
yyy完成签到 ,获得积分20
17秒前
17秒前
18秒前
junwei关注了科研通微信公众号
18秒前
巫马尔槐发布了新的文献求助10
18秒前
长尾巴的人类完成签到,获得积分10
19秒前
3333333333发布了新的文献求助10
19秒前
zmj031224发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7321465
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937092
关于积分的说明 18947162
捐赠科研通 6979516
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214770
关于科研通互助平台的介绍 2382407
邀请新用户注册赠送积分活动 2194038