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Porothermoelastic Analysis of the Response of a Stationary Crack Using the Displacement Discontinuity Method / Ghassemi, A. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 26-33 p. Titre : Porothermoelastic Analysis of the Response of a Stationary Crack Using the Displacement Discontinuity Method Titre original : Analyse de Porothermoelastique de la Réponse d'une Fente Stationnaire en Utilisant la Méthode de Discontinuité de Déplacement Type de document : texte imprimé Auteurs : Ghassemi, A., Auteur ; Zhang, Q, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 26-33 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Displacement  Discontinuities  Cracking  Pore  water  pressure  Thermoelasticity  Rocks  Déplacement  Discontinuités  Fendre  Pression  d'eau  interstitielle  Thermoélasticité  Roches Index. décimale : 621.34 Résumé : Thermal induced volumetric changes in rock result in pore pressure variations, and lead to a coupling between the termal and poro mechanical processes. This Paper examines the response of a fracture in porothermoelastic rock when subjected to stress, pore pressure, and temperature perturbations. The Contribution of each mechanism to the temporal variation of fracture opening is studied to elucidate its effect. This is achieved by development and use of a transient displacement discontinuity (DD) boundary element method for porothermoelasticity. While the full range of the crack opening due to the applied loads is investigated with the porothermoelastic DD, the asymptotic crack opening is ascertained analytically. Good agreement is observed between the numerical and analytical calculations. The Results of the study show that, as expected, an applied stress causes the fracture to open while a pore pressure loading reduces the fracture width (aperture). In contrast to the pore pressure effect, cooling of the crack surfaces increases the fracture aperture. It is found that the impact of cooling can be more significant when compared to that of hydraulic loading (i.e., an applied stress and pore pressure) and can cause significant permeability enhancement, particularly for injection/extraction operations that are carried out over a long period of time in geothermal reservoirs. Les changements volumétriques induits thermiques du résultat de roche dans des variations de pression de pore, et mènent à un accouplement entre les processus poro-mécaniques-thermique et de poro. Cet article examine la réponse d'une rupture dans la roche porothermoelastique une fois soumis à l'effort, à la pression de pore, et aux perturbations de la température. La contribution de chaque mécanisme à la variation temporelle de l'ouverture de rupture est étudiée pour élucider son effet. Ceci est réalisé par élaboration et utilisation d'une méthode passagère d'élément de frontière de la discontinuité de déplacement (densité double) pour le porothermoelasticité. Tandis que la gamme complète de s'ouvrir de fente dû aux charges appliquées est étudiée avec la densité double porothermoelastique, l'ouverture asymptotique de fente est assurée analytiquement. On observe la bonne concordance entre les calculs numériques et analytiques. Les résultats de l'étude prouvent que, comme prévu, un effort appliqué fait ouvrir la rupture tandis qu'un chargement de pression de pore réduit la largeur de rupture (ouverture). Contrairement à l'effet de pression de pore, le refroidissement des surfaces de fente augmente l'ouverture de rupture. On le constate que l'impact du refroidissement peut être plus significatif une fois comparé à cela du chargement hydraulique (une pression appliquée c.-à-d., d'effort et de pore) et peut causer le perfectionnement significatif de perméabilité, en particulier pour les opérations d'injection/extraction qui sont effectuées sur une longue période dans les réservoirs géothermiques. En ligne : ahmadghassemi@mail.und.nodak.edu [article] Porothermoelastic Analysis of the Response of a Stationary Crack Using the Displacement Discontinuity Method = Analyse de Porothermoelastique de la Réponse d'une Fente Stationnaire en Utilisant la Méthode de Discontinuité de Déplacement [texte imprimé] / Ghassemi, A., Auteur ; Zhang, Q, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 26-33 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 26-33 p. Mots-clés : Displacement  Discontinuities  Cracking  Pore  water  pressure  Thermoelasticity  Rocks  Déplacement  Discontinuités  Fendre  Pression  d'eau  interstitielle  Thermoélasticité  Roches Index. décimale : 621.34 Résumé : Thermal induced volumetric changes in rock result in pore pressure variations, and lead to a coupling between the termal and poro mechanical processes. This Paper examines the response of a fracture in porothermoelastic rock when subjected to stress, pore pressure, and temperature perturbations. The Contribution of each mechanism to the temporal variation of fracture opening is studied to elucidate its effect. This is achieved by development and use of a transient displacement discontinuity (DD) boundary element method for porothermoelasticity. While the full range of the crack opening due to the applied loads is investigated with the porothermoelastic DD, the asymptotic crack opening is ascertained analytically. Good agreement is observed between the numerical and analytical calculations. The Results of the study show that, as expected, an applied stress causes the fracture to open while a pore pressure loading reduces the fracture width (aperture). In contrast to the pore pressure effect, cooling of the crack surfaces increases the fracture aperture. It is found that the impact of cooling can be more significant when compared to that of hydraulic loading (i.e., an applied stress and pore pressure) and can cause significant permeability enhancement, particularly for injection/extraction operations that are carried out over a long period of time in geothermal reservoirs. Les changements volumétriques induits thermiques du résultat de roche dans des variations de pression de pore, et mènent à un accouplement entre les processus poro-mécaniques-thermique et de poro. Cet article examine la réponse d'une rupture dans la roche porothermoelastique une fois soumis à l'effort, à la pression de pore, et aux perturbations de la température. La contribution de chaque mécanisme à la variation temporelle de l'ouverture de rupture est étudiée pour élucider son effet. Ceci est réalisé par élaboration et utilisation d'une méthode passagère d'élément de frontière de la discontinuité de déplacement (densité double) pour le porothermoelasticité. Tandis que la gamme complète de s'ouvrir de fente dû aux charges appliquées est étudiée avec la densité double porothermoelastique, l'ouverture asymptotique de fente est assurée analytiquement. On observe la bonne concordance entre les calculs numériques et analytiques. Les résultats de l'étude prouvent que, comme prévu, un effort appliqué fait ouvrir la rupture tandis qu'un chargement de pression de pore réduit la largeur de rupture (ouverture). Contrairement à l'effet de pression de pore, le refroidissement des surfaces de fente augmente l'ouverture de rupture. On le constate que l'impact du refroidissement peut être plus significatif une fois comparé à cela du chargement hydraulique (une pression appliquée c.-à-d., d'effort et de pore) et peut causer le perfectionnement significatif de perméabilité, en particulier pour les opérations d'injection/extraction qui sont effectuées sur une longue période dans les réservoirs géothermiques. En ligne : ahmadghassemi@mail.und.nodak.edu