Simulação numérica do fraturamento hidráulico em domínios multifissurados via Método dos Elementos de Contorno Dual

Heider Andrade¹; Edson Leonel¹

¹ University of São Paulo, School of Engineering of São Carlos

doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-0334

Resumo

Este estudo apresenta um modelo numérico para a análise da propagação de fissuras cujas faces estejam sujeitas a uma pressão interna, situação típica de problemas de fraturamento hidráulico. Os domínios de análise são considerados bidimensionais, homogêneos, isotrópicos e podem conter múltiplas fissuras. Os materiais são admitidos como frágeis ao fraturamento e a teoria da Mecânica da Fratura Elástico-Linear é empregada. O comportamento mecânico é simulado a partir da formulação do Método dos Elementos de Contorno Dual, no qual são aplicadas as equações integrais singular e hipersingular. Os núcleos singulares são avaliados conforme o método de subtração de singularidade. Para melhorar a precisão da integração de núcleos quase-singulares, a transformação polinomial de Telles (1987) é utilizada. Os fatores de intensidade de tensão são determinados via integral J, sendo considerada a parcela proveniente da pressão sobre as faces. A direção de crescimento e o fator de intensidade de tensão equivalente nas pontas são definidos por meio do critério da máxima tensão circunferencial. Os resultados obtidos para os exemplos considerados apresentam adequada correspondência com as respostas de referência. Além disso, o modelo desenvolvido é capaz de representar satisfatoriamente a interação entre fissuras em problemas com domínios multifissurados, incluindo coalescência.

Palavras-chave: Mecânica da Fratura Elástico-Linear; Método dos Elementos de Contorno Dual; Fraturamento hidráulico; Coalescência