HAL : hal-00670787, version 1

DOI : 10.1016/j.engfracmech.2011.11.012

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Engineering Fracture Mechanics 79 (2012) 312-328

Numerical modeling of hydraulic fracture problem in permeable medium using cohesive zone model

Benoît Carrier (  Auteur correspondant ) 1, Sylvie Granet 2

(01/2012)

This paper considers the problem of a fluid-driven fracture propagating in a permeable poroelastic medium. We develop a zero-thickness finite element to model the fracture. The fracture propagation is governed by a cohesive zone model and the flow within the fracture by the lubrication equation. The hydro-mechanical equations are solved with a fully coupled approach, using the developed zero-thickness element for the propagating fracture and conventional bulk finite elements for the surrounding medium. The numerical results are compared to analytical asymptotic solutions under zero fluid lag assumption in the four following limiting propagation regimes: toughness-fracture storage, toughness-leak-off, viscosity-fracture storage and viscosity-leak-off dominated. We demonstrate the ability of our cohesive zone model in simulating the hydraulic fracture in all these propagation regimes.

1 :	Laboratoire Navier
	Ecole des Ponts ParisTech – CNRS : UMR8205 – IFSTTAR
2 :	Laboratoire de Mécanique des Structures Industrielles Durables (LAMSID)
	CNRS : UMR2832 – EDF

Équipe de recherche : Équipe Multi-échelle

Domaine

:

Sciences de l'ingénieur/Mécanique/Mécanique des structures Physique/Mécanique/Mécanique des structures

Mots Clés : Cohesive zone model – Finite element analysis – Hydraulic fracture – Hydro-mechanical coupling

hal-00670787, version 1

http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00670787

oai:hal.archives-ouvertes.fr:hal-00670787

Contributeur : Benoît Carrier <>

Soumis le : Jeudi 16 Février 2012, 09:49:32

Dernière modification le : Jeudi 16 Février 2012, 16:29:27