Multiscale Insights Into Borehole Instabilities in High‐Porosity Sandstones
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This paper presents a multiscale analysis of the classical borehole instability problem in high‐porosity sandstones using a hierarchical multiscale approach. A rigorous, two‐way message‐passing coupling of finite element method and discrete element method is employed, where the finite element method is employed to solve a boundary value problem and the constitutive material responses required at each of its integration points are derived by the discrete element method solution to an embedded representative volume element instead of by using an assumed phenomenological model. We employ this multiscale approach to examine the successive failure of a borehole subjected to gradually decreased support stresses at the inner borehole wall or increased far‐field stresses. To reproduce the material behavior of high‐porosity sandstone, representative volume elements with a high‐porosity structure and interparticle bonds are generated. It is found that stress concentration triggers the initial failure at the borehole wall, and the subsequent failure in form of deformation bands is driven by further stress concentration ahead of the band tips. The failure pattern around the borehole varies with initial stress state and global loading path. The comparison of the local stress paths of the initial failure points in various cases reveals that the change of failure pattern from shear failure to mixed‐mode failure and to compaction failure is dominated by the increased mean stress. Cross‐scale parametric studies show that the failure mode changes from clear compaction bands to multiple arrays of shear bands by changing the high‐porosity specimen to a low‐porosity one. The increase in cohesion strength expands the yield locus and enlarges the critical mean stress between different failure patterns. Hence, the failure mode may change from compaction failure to mixed‐mode failure or from mixed‐mode failure to shear failure due purely to the increased cohesion strength. The qualitative comparisons indicate greater length, larger area, and more severe damage of the diametrically opposite failure with the increase in minor principal stress σ 0 and principal stress ratio. The diametrically opposite failure mode is found a good indicator for σ 0 direction, but it may also occur under hydrostatic far‐field stress due to material anisotropy.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».