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本文在页岩水力压裂大物模实验的基础上,采用扩展有限单元法(XFEM),开发了一套ABAQUS的显式用户单元子程序(VUEL),模拟了岩石的水力压裂过程。在传统的三维8节点单元的基础上,引入扩充自由度,来描述裂缝面的间断和任意扩展,从而可以模拟页岩的断裂过程;同时,考虑岩石为多孔介质,对其采用Biot本构模型进行模拟。假设裂缝也是一种多孔介质,其渗透率和裂缝宽度的三次方成正比,从而将裂缝内的流体流动统一到渗流框架下,在全场求解基于Biot本构模型的渗流方程。将上述两个过程(固体的断裂和流体的流动)在单元层次上同时进行,采用显式时间积分,实现了断裂和流动的完全耦合求解。另外,在传统扩展有限元法的基础上,引入虚拟节点,从而可以简化扩展有限元的格式,提高求解的效率。采用共享节点法,将用户单元和ABAQUS的内聚力单元结合使用,可以方便地处理水力裂缝和层理、天然裂缝、弱面等的相互作用。