(整理)岩石力学作业
岩石力学习题+思考题答案.docx
岩石力学习题+思考题答案.docx1第一章习题与思考题答案1.构成岩石的主要造岩矿物有那些?答:岩石的主要物质成分 : 正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿等。
2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化?答:基性岩石和超基性岩石主要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。
所以基性岩石和超基性岩石非常容易风化。
3.常见岩石的结构连结类型有那几种?答:岩石中结构连结的类型主要有两种:1.结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。
2.胶结连结:指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。
如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。
4.何谓岩石中的微结构面,主要指那些,各有什么特点?答:岩石中的微结构面(或缺陷)是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。
它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。
矿物的解理面:是指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。
晶粒边界:矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。
由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力,但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小,因此,晶粒边界就相对软弱。
微裂隙:是指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线,也称显微裂隙。
粒间空隙:多在成岩过程中形成,如结晶岩中晶粒之间的小空隙,碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。
粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。
晶格缺陷:有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷,也有由于化学比例或原子重新排列的毛病所产生的物理上的缺陷。
它与岩石的塑性变形有关。
5.自然界中的岩石按地质成因分类,可分为几大类,各大类有何特点?答:根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩 : 岩浆岩分三大类,其特点:1)深成岩:常形成较大的入侵体。
(完整版)岩石力学习题库及答案
练习题一、名词解释:1、各向异性:岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数:饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
3.长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.剪胀现象:岩石受力破坏后,内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、软岩(地质定义):单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
岩石力学作业
岩⽯⼒学作业地应⼒测试⽅法1 地应⼒及其测试的必要性地应⼒,⼜称原岩应⼒,也称岩体初始应⼒或绝对应⼒,是指存在于地层中的未受⼯程扰动的天然应⼒,是在漫长的地质年代⾥,由于地质构造运动等原因产⽣的。
地应⼒是蓄存在岩体内部的⼀种内应⼒,不是岩体的⼀种固有特性,⽽是岩体存在的⼀种⼒学状态。
在⼀定时间和⼀定地区内,地壳中的应⼒状态是各种起源应⼒的总和。
主要由重⼒应⼒、构造应⼒、孔隙压⼒、热应⼒和残余应⼒等耦合⽽成,重⼒应⼒和构造应⼒是地应⼒的主要来源。
地应⼒的形成主要与地球的各种动⼒运动过程有关,另外,温度不均、⽔压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应⼒场。
⽽重⼒作⽤和构造运动是引起地应⼒的主要原因,其中尤以⽔平⽅向的构造运动对地应⼒的形成影响最⼤。
因此,岩⽯中的原地应⼒是由主动施加的⼒和积蓄的残余应变两者引起的。
地应⼒是引起采矿、⽔利⽔电、⼟⽊建筑、铁道、公路、军事和其他各种地下或露天岩⽯开挖⼯程变形和破坏的根本作⽤⼒,是确定⼯程岩体⼒学属性,进⾏围岩稳定性分析,实现岩⽯⼯程设计和决策科学化的必要前提条件。
由于地应⼒的多变性和复杂性,其⼤⼩和⽅向不可能通过数学计算或者模型分析的⽅法来获得,要了解某个地区的地应⼒状态,唯⼀的⽅法就是进⾏地应⼒测试。
地应⼒测试,就是确定拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应⼒状态,这种测试通常是通过多个点的量测来完成的。
地应⼒测试是⼀项综合性的测试,可以说任何⼀种单⼀的⽅法都不能很好地完成,往往需要⼏种⽅法结合起来对⽐使⽤,才可以保证结果的可靠性。
地应⼒测试在矿⼭开采、地下⼯程和能源开发等⽣产实践中起着⾄关重要的作⽤,对地应⼒的研究是当前国际采矿界上的⼀个前沿性课题,近⼏⼗年来,世界上许多国家均开展了地应⼒的测量及应⽤研究⼯作,取得了众多的成果。
2地应⼒测量技术的发展概况美国进⾏地应⼒测量的时间较早,美国⼈劳伦斯于1932年在胡佛⼤坝泄⽔隧洞中⾸次成功进⾏了原岩应⼒测量。
《岩石力学》课程综合练习题-知识归纳整理
知识归纳整理《岩石力学》课程综合练习题绪论一、名词解释1.岩石力学岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学,它是力学的一具分支,是探讨岩石和岩体对其身边物理环境中力场的反应。
2.静岩压力地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡,类似于静水压力;其数值与该处上覆岩石的总分量相等,称为静岩压力,其大小可用P=ρgh来表达,即静岩压力(P)等于某一深度(h)、该处上覆物质平均密度(ρ)与平均重力加速度(g)的乘积。
二、简答题1 岩石具有哪三种特性?①非均质性;②不延续性。
岩体不但有微观的裂隙,而且有层理、片理、节理以至于断层等不延续面;③各向异性。
2 怎样明白岩石的多相体?岩石是由岩石骨架和孔隙组成。
岩石骨架是固体,孔隙里面充满了流体,流体包括油气水。
所以,岩石是由固体和流体组成的,是固液两相或固液气三相,所以岩石是多相体。
3. 岩石力学的复杂性体如今什么地方?岩石力学的复杂性表如今:⑴岩石具有局部破坏特性;⑵尺寸效应;⑶抗拉强度比较小;⑷地下水的影响;⑸风化;⑹岩体外载的不确定。
4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关?①井壁稳定问题,包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等;②岩石破碎问题,包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。
第一章应力与应变一、挑选题1、在地下,岩石所受到的应力普通为( B )。
A、拉应力B、压应力C、剪应力二、名词解释1、什么是面力?什么是体力?所谓面力指的是作用在物体表面上的力,如压力、摩擦力等。
体力指弥漫在物体内部各质点上的力,如重力、惯性力、电磁力等。
2、什么是正应力?什么是剪应力?作用力与受力面的关系可以呈任意方向,如果作用力是沿着受力面的法线方向,作用力就称为法向力,除以受力面的面积得到的值算是正应力值。
如果作用力与受力面的法线方向垂直,即与受力面平行,作用力就称为剪切力,除以受力面的面积得到的值算是剪应力值。
3、什么是第一正应力不变量?第一正应力不变量用I1表示,它不随坐标挑选的不同而变化。
岩石力学大作业-模板
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 岩石力学大作业所在院系:石油工程学院班级:姓名:学号:完成日期:年月日一、作业题目结合所学的《岩石力学》课程及相关知识,利用给出的测井数据,对地层力学参数、孔隙压力、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,分析储层出砂可能性,作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面,分析井壁坍塌原因;研究储层段的出砂可能性,形成结课作业报告。
2. 已知条件1)A井测井数据,分析孔隙压力,建议采用Eaton法,Eaton指数3.0。
.2)B井对地层力学参数地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,结合实用泥浆密度分析井壁失稳原因,并提出合理化建议,分析储层出砂可能性,推荐合理的完井方式。
3)已知:✧地层孔隙压力当量密度为1.03g/cm3,✧地层岩性:3000米以前为典型砂泥岩地层,3000米为砂泥岩,夹薄层煤。
✧储层段:2800-3000米砂岩层。
✧地应力实测值:在3690m处实测水平最大主应力大约70MPa,水平最小主应力大约63MPa;✧测井过程中钻井液密度为1.25g/cm3;3. 要求1)编写程序读取、计算、输出数据;2)利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性,合理设定或求取Biot系数;3)利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比;4)根据抗压试验结果,依据莫尔-库仑准则计算单点的粘聚力和内摩擦角,根据实验结果调整合理的系数,利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面;5)采用地层密度积分方法计算上覆主应力,根据地应力实测数据分析水平构造应力系数,采用适当模型计算水平主应力大小,得出上覆主应力、水平最大和最小主应力剖面;6) 采用直井完整性地层坍塌、破裂压力计算模型,不考虑渗流作用,计算地层坍塌压力和破裂压力,结合实用泥浆密度分析井壁失稳原因,并提出合理化建议;7) 分析储层出砂可能性,推荐合理的完井方式;8) 输出结果中单位的使用:地层强度参数采用MPa 为单位,地应力、坍塌压力、破裂压力采用当量泥浆密度为单位;9) 编写结课作业报告。
中南大学岩石力学作业参考答案
《岩体力学》作业参考答案作业一一、解释下列概念:1.刚性试验机:岩石峰值后试验回弹释放能量小于岩石稳定破坏所需能量的试验机。
或试验机刚度大于岩石刚度的试验机。
2.原岩应力:天然状态下或未开挖及开挖影响之外的岩体中存在的应力。
3.蠕变:在恒定应力作用下,岩石的应变随时间而增大的性质。
4.脆性破坏:在应力随应变而下降过程中即应变软化过程中的破坏。
5.长期强度:当恒定应力小于某一应力值,岩石将发生稳定蠕变,而大于该应力值时,岩石将发生非稳定蠕变,该应力值即为长期强度。
或岩石能保持长期稳定的最大恒定应力值。
二、 1.DB 2.BC 3.DB 4.EBAC三、问答题:1.答:图如下:全应力应变曲线模量测定峰值前峰值后说明:塑性滞环、外轮廓线、表观模量等之间的异同。
2.答:两隧道周边相距6~10m即可认为其开挖不相互影响;图形注意弹性状态下应力的叠加原理即在该平面上,应力应是二者之和。
四、分析题:1.答:给出详细理由和分析过程。
第一种情况,锚杆支护,悬挂作用;第二种情况:锚网喷射混凝土支护,挤压加固作用,挂网和混凝土表面支护作用和封闭作用。
2.答:给出详细理由和分析过程。
=3.5:13.答:给出详细理由和分析过程。
柔性、挤压加固、承载拱、发挥围岩自支承能力、及时、封闭;断面收敛监测、断面5测点布置。
五、计算题:1.解:(1)单轴抗压强度σc =P/A ;(2)内摩擦角β=45-φ/2;(3)利用莫尔库仑理论φφσφφσsin 1cos 2sin 1sin 131-+-+=c计算(3a )单轴抗拉强度、(3b )三轴抗压强度。
2.解:已知原岩应力:垂直方向34=σz MPa 、水平方向35=σx MPa 和20=σy MPa 。
而自重应力:z z ⋅=γσ自 z y x 自自自σμμσσ-==1 因岩体均质各向同性,所以自重应力方向与原岩应力平行,可直接相加减得到。
最后需要说明构造运动方向。
作业二一、名词解释:1.卸载后一部分弹性变形滞后一段时间恢复的力学性质2.结构面和结构体的组合和排队列特征3.应力应变随时间而变化的性质4.由剪切滑移使岩块沿剪切面垂直方向变形而使岩体体积增大的性质5.由于开挖而使开挖面附件一定范围的岩体内的应力产生重新分布,这种产生应力重新分布的岩体即为围岩6.在开挖之前或开挖影响之外的岩体内存在的天然应力7.长度大于10cm 的岩芯的总长与取芯进尺之比的百分数σ1二、 1.DE 2.FHD 3.D 4.C 5.C 6.CE 7.CFCF 8.CE三、问答题:1.曲线:从米勒曲线中选线弹性和塑弹性曲线分别为坚硬致密的玄武岩和松软的红砂岩,并对其性质结合岩石结构特征进行说明;在三轴压缩条件下,二者随围压增大其弹性模量表现出不同的性质,而其破坏都会由脆性破坏转变为塑性破坏。
13春学期《岩石力学》在线作业1
13春学期《岩石力学》在线作业1东北大学14春13秋东大13春学期《岩石力学》在线作业1试卷总分:100 测试时间:--单选题判断题、单选题(共 15 道试题,共 75 分。
)1. 下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中,哪一种被称为凯尔文模型?()A. 弹簧模型B. 缓冲模型C. 弹簧与缓冲器并联D. 弹簧与缓冲器串联满分:5 分2. 下列不属于火成结构面的是()A. 流层B. 火成接触带C. 挤压破碎带D. 层理满分:5 分3. 对粗糙起伏无充填的不规则锯齿状结构面而言,结构面粗糙程度越大,其剪胀角()。
A. 等于零B. 越大C. 越小D. 不变满分:5 分4. 岩体的力学性质受环境围压影响显著,随着围压的不断增大,岩体结构面的力学效应将()。
A. 减小B. 增加C. 不改变D. 不一定改变满分:5 分5. 节理岩体各方向上的力学性质差别较大,这主要是结构面的()决定的。
A. 厚度B. 充填物C. 节理、层面的方向性D. 长度满分:5 分6. 关于格里菲斯强度理论论述不正确的是()A. 岩石抗压强度为抗拉强度的8倍B. 证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏C. 不仅适用于脆性岩石对其他岩石也适用D. 微裂纹延展方向与最大主应力方向斜交,最终与最大主应力方向一致满分:5 分7. 在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的()A. 1/2~1/5B. 1/10~1/50C. 2~5倍D. 10~50倍满分:5 分8. 格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于()。
A. 拉应力引起的拉裂破坏B. 压应力引起的剪切破坏C. 压应力引起的拉裂破坏D. 剪应力引起的剪切破坏满分:5 分9. 下列不是滑坡破坏的主要形式为:( )A. 平面滑动B. 楔形滑动C. 圆弧形滑动D. 方形滑动满分:5 分10. 构造应力的特点()A. 主要是垂直应力B. 在坚硬岩层中普遍存在C. 各个方向的水平应力相等D. 分布均匀满分:5 分11. 剪胀(或扩容)表示()。
岩石力学大作业
《岩石力学》大作业姓名:胡光皓学号:2007021514班级:石工07-5班2010-4-17《岩石力学》大作业一、分析地层岩性,设定求取Biot 系数根据自然伽马测井曲线(图1),由公式inin I m max m GR GR -GR GR -GR =和1212GR−−=•GCUR IGCUR Vcl 可求得井深3000米至3150米各深度点的泥质体积含量。
计算得到平均泥质体积含量是34.4%,则该段为含泥砂岩。
由各深度点的泥质体积含量,可由以下条件设定α值:85.03.0=≤α时,Vcl ;6.05.0=≥α时,Vcl ;75.05.03.0=<<α时,Vcl 。
由此做出α随井深变化的曲线(图2)。
二、分析地层的弹性模量、泊松比由纵波时差求得各深度点的纵波速度P P t V Δ=/1,然后依次求得: 686.503.1844.11−+=p s V V )2/()43(22222s p s p s d V V V V V E −−=ρ )(2/)2(2222s p s p d V V V V −−=μ d s E E *5.012000+= d s μμ*3.018.0+=根据以上计算可得3000至3150米地层段内动态弹性模量、静态弹性模量随井深的变化曲线(图3),动态泊松比、静态泊松比随井深的变化曲线(图4)。
三、分析地层的粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度利用经验公式)78.01)11)(21((224cl p dd d V V A C +−+−=ρμμμ,将3030米和3110米两个试验点的各参数代入,可求得,。
930301052.4−×=A 931101061.6−×=A所以取两者的平均值,A=。
利用经验公式,可以求得任意深度点的C 值(如图5)。
910565.5−×根据岩石抗压强度试验结果井深(m) 围压值(MPa)破坏强度(MPa)16.1303025 106.5 022.6311030127.1代入公式Ck k Cctg ctg 2)2/45(2)2/45(23231+=−°+−°=σφφσσ 解得 k=1.902 C=4.2324 ⎩⎨⎧+==ckk ck 2255.10621.162φ=34.533° ⎩⎨⎧+==ck k ck2301.12726.222解得 k=1.866 C=6.0544 φ=33.626° 又因为有经验公式φ=a+bC 代入以上两组数据可以得到 a=36.641 b=-0.498 即φ=36.641-0.498C (如图5)地层段内各深度点的单轴抗压强度UCS 及抗拉强度St (如图5)利用下面公式可求:)2/45(2φ−°=Cctg USC 12/UCS S t =四、分析地层上覆岩层压力、水平最大、最小主应力上覆岩层压力梯度分段计算,。
《岩石力学》习题库及答案
《岩石力学》习题库及答案一、选择题l、下列哪一项不是岩石力学的研究对象?A. 岩石的强度B.岩石的变形C.岩石的硬度D.岩石的弹性答案:D解释:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度,而弹性是材料的一种性质,不是岩石力学的研究对象。
2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象?A. 花岗岩B.页岩C.石灰岩D.砂岩答案:A解释:花岗岩是一种典型的岩石,其力学性质最符合岩石力学的研究对象。
页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同,因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。
3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴?A. 地震波传播B.岩石的破裂C.岩石的流变D.岩石的摩擦与粘着答案:A解释:地震波传播属于地震学的范畴,不是岩石力学的研究范畴。
岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。
二、简答题4、请简述岩石力学的主要研究内容。
答案:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质,以及岩石在各种力场作用下的响应。
具体包括:岩石的应力—应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。
41、请简述岩石力学在工程中的应用。
答案:岩石力学在工程中有着厂泛的应用,包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。
例如,在地质工程中,岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面;在土木工程中,岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面;在采矿二程中,岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面;在水利工程中,岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。
供应链管理习题库及参考答案供应链管理:库及参考答案随着全球化的推进和互联网技术的发展,供应链管理成为了企业运营中不可或缺的一部分。
有效的供应链管理能够提高企业的效率和效益,增强企业的竞争力。
下面,我们将探讨供应链管理的概念、关键构成要素、面临的挑战以及如何进行优化。
一、供应链管理的概念供应链管理是指对供应链中的物流、信息流、资金流进行计划、协调和控制,以实现供应链的高效运作和优化。
岩石力学作业
岩石力学习题第一章绪论1.1 解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别与联系。
1.2 岩体的力学特征是什么?1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类,各有什么特点?1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。
1.5 岩石力学的研究方法有哪些?第二章岩石的物理力学性质2.1 名词解释:孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度2.2 岩石的结构和构造有何区别?岩石颗粒间的联结有哪几种?2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3,比重,天然含水量,试计算该岩样的孔隙率n,干容重及饱和容重。
2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些?2.6 岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。
2.7 什么是岩石的全应力-应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普通材料试验机不能得出岩石的全应力-应变曲线?2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量?2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化?2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系?2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。
2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。
2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。
2.14 体积应变曲线是怎样获得的?它在分析岩石的力学特征上有何意义?2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛?2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段?各阶段有何特点?2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征?2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。
2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系?2.20 请根据坐标下的库仑准则,推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式,式中。
2.21 将一个岩石试件进行单轴试验,当压应力达到100MPa时即发生破坏,破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则),试计算:1)内摩擦角。
岩石力学大作业
目录1前言: (1)2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性 (1)2.1 估算地层泥质含量 (1)2.2 估算地层biot系数 (2)3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。
(2)3.1纵、横声波速度 (2)3.2岩石的动态弹性参数确定 (3)3.3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化 (3)4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 (3)4.1岩石单轴抗压强度的确定 (3)4.2岩石粘聚力和内摩擦角的确定 (4)5计算地层地应力 (4)6计算地层坍塌压力和破裂压力 (6)6.1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则 (6)6.2井壁坍塌压力的计算 (6)6.3井壁破裂压力的计算 (7)6.4扩径原因分析 (7)7地层出砂预测 (7)7.1利用B指数法预测地层是否出砂 (7)7.2组合模量法预测地层是否出砂 (8)8计算结果及其分析 (9)8.1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量 (9)8.2地层的动静态弹性模量、泊松比 (10)8.3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 (11)8.4地层地应力 (13)8.5地层坍塌压力和破裂压力 (14)8.6用B指数法预测地层出砂可能性 (15)9结论与总结 (16)参考文献 (17)岩石力学结课大作业张宗仁1 前言:在石油勘探开发过程中,由于地层岩石其特有的性质,在钻井过程中,由于井壁围岩失稳所造成漏、喷、塌、卡等安全事故,以及开采过程中,出沙、套管损坏等问题已经造成巨大损失。
利用岩石力学知识,利用测井数据分析井眼周围岩石力学性质,是解决这些问题的有效方法。
本文利用给出的测井数据,对地层力学参数、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面,分析井壁坍塌原因;研究储层段的出砂可能性。
2 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性2.1 估算地层泥质含量自然伽玛测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素核衰变过程中放射出来的γ射线的强度,它可用于划分岩性,估算地层泥质含量。
岩石力学作业
1.构成岩石的主要造岩矿物有正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿2.a、脆性破坏大多数坚硬岩石在一定条件下都表现出脆性破坏的性质。
也就是说,这些岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏。
产生这种破坏的原因可能是岩石中裂隙发生和发展的结果。
例如,地下洞室开挖后,由于洞室周围的应力显著增大,洞室岩可能产生许多裂隙,尤其是洞顶的张裂隙,这些都是脆性破坏的结果b.塑性破坏,在两向或三向受力情况下,岩石在破坏之前的变形较大,没有明显的破坏荷载,表现出显著的塑性变形,流动或挤出,这种破坏即为塑性破坏。
塑性变形是岩石内结晶晶格错位的结果,在一些软弱岩石中这种破坏较为明显c、弱面剪切破坏岩体中存在着许多软弱结构面,细微裂隙等弱面,在荷载作用下,弱面上的剪应力一旦超过弱面的抗剪强度时,岩体将弱面剪切破坏,致使岩体产生滑移,如节理岩体中的地下洞室顶部岩块崩塌,洞侧岩石的滑动,以及岩坡沿软弱面的失稳等,都属于弱面剪切破坏3.影响岩石力学性质的主要因素有哪些?如何影响的?答:主要因素:包括岩石的内在特点和外部条件。
内在特点有:矿物成分和结构外部条见:水的影响、作用力的特点,温度、地应力等结构的影响:由于晶粒质点间的平均距离比晶体内部质点的平均距离大的多,岩石抵抗作用的能力首先取决于颗粒间的联接。
联接对岩石力学性质的影响两个方面:联接的质量,联接性质、胶结物的成分——吸引力。
联接的数量:胶结类型、胶结程度——联接面积、颗粒大小、形状、胶结类型岩石颗粒边界是晶体内部错位的集中部位,容易发生好人发展列隙,是岩石的潜在弱化点,颗粒越细则总边界越长,从而对岩石力学性能起弱化作用;另一方面。
由于颗粒越细而颗粒间联接面积越大,所以又促进了岩石力学性能的提高。
另外结构面的特征破坏;岩石的完整性,造成了力学性能的各项异性水的影响:水对岩体的作用主要分为两类:一是充满在岩石孔隙的水产生孔隙水压力,降低作用面上的有效法应力二是,通过改变岩体的物质成分结构,改变岩体的工程地质性质主要有以下六个方面的作用:劈裂作用润滑作用、冻融作用、潜蚀、水解、联接作用力的特点影响:应力性质和大小对弹性模量和泊松比有影响;围岩大小对破坏前的总应变量,塑性应变和弹性应变早总应变中所占的比例有影响;应力增加速率提高,岩石弹性模量和强度都会提高,应力持续时间长,岩石发生蠕变,使破坏性质由脆性变为延性。
岩石力学课后作业
2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特性?答:(1)恒应力长期作用下岩石的流变体现为蠕变,蠕变指岩石材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。
蠕变可分为三个阶段:第一阶段:蠕变速率(Δε/Δt )随时间而呈下降趋势。
第二阶段:蠕变速率不变,即(Δε/Δt )为常数,这一段是直线。
第三阶段:蠕变速率随时间而上升,随后试样断裂。
(2)在应变一定的情况下,岩石的流变体现为松弛,松弛分为立即松弛——变形保持恒定后,应力立即消失到零;完全松弛——变形保持恒定后,应力逐渐消失,直到应力为零;不完全松弛——变形保持恒定后,应力逐渐消失,但最终不能完全消失,而趋于某一值。
(3)岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的特性称作岩石的长期强度,岩石长期强度也是岩石流变特性的体现。
2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。
答:(1)马克斯威尔(Maxwell)模型。
这种模型是由弹性单元和黏性单元串联而成,当骤然施加应力并保持为常量时,变形以常速率不断发展。
(2)开尔文(Kelvin)模型。
它是由弹性单元和黏性单元并联而成,当骤然施加应力时,应变速率随着时间逐渐递减,在t增长到一定值时剪应变就趋于零。
(3)广义马克斯威尔模型。
该模型由开尔文模型与黏性单元串联而成,剪应力开始以指数速率增长,逐渐趋近于常速率。
(4)广义开尔文模型。
该模型由开尔文模型与弹性单元串联而成,开始产生瞬时应变,随后剪应变以指数递减速率增长,最终应变速率趋于零,应变不再增长。
(5)柏格斯(Burgers)模型。
这种模型由开尔文模型与马克斯威尔模型串联而成,蠕变曲线开始有瞬时变形,随后剪应变以指数递减速率增长,最后趋于以不变的速率增长。
2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系?答:岩石的长期强度指岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的性能,即作用时间t→∞的强度s∞。
岩石的瞬时强度小于岩石的长期强度,对于不同的岩石,长期强度与瞬时强度之比为0.4—0.8。
东大14春学期《岩石力学》在线作业1
14春学期《岩石力学》在线作业1一、单选题1. 测定岩体的初始应力时,最普遍采用的方法是()A. 应力恢复B. 应力解除法C. 弹性波法D. 模拟试验正确答案:B2. 劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的()A. 抗压强度B. 抗拉强度C. 单轴抗拉强度D. 剪切强度正确答案:B3. 连续介质理论是以()作为基础,从材料基本力学性质出发来认识岩石工程的稳定性问题的,抓住了岩石工程计算的本质问题,重视理论解和有限元等计算。
A. 固体力学B. 理论力学C. 土力学D. 材料力学正确答案:A4. 岩质边坡发生曲折破坏时,一般是在下列哪种情况下?()A. 岩层倾角大于坡面倾角B. 岩层倾角小于坡面倾角C. 岩层倾角与坡面倾角相同D. 岩层是直立岩层正确答案:C5. 下列不属于开尔文体的性能的是()A. 有稳定蠕变性B. 无瞬变行C. 无弹性后效D. 无松弛正确答案:C6. 在胶结物看,下列哪种胶结强度最低()A. 硅质B. 钙质C. 铁质D. 泥质正确答案:D7. 蠕变是指当应力不变时,()随时间的增加而增大的现象。
A. 变形B. 位移C. 强度D. 载荷正确答案:A8. 大部分岩体属于()。
A. 均质连续材料B. 非均质材料C. 非连续材料D. 非均质、非连续、各向异性材料正确答案:D9. 岩石破坏类型由拉应力引起的是()A. 劈裂B. 剪断C. 塑性流动D. 崩落正确答案:A10. 下列不是结构面的力学性质主要因素()。
A. 法向变形B. 抗压强度C. 切向变形D. 抗剪强度正确答案:B11. 平面滑动时滑动面的倾角与滑动面的摩擦角的关系为()。
A. β>φB. β<φC. β≥φD. β=φ正确答案:A12. 下列围岩压力不是按围岩压力的形成机理划分的为()A. 形变围岩压力B. 松动围岩压力C. 重力围岩压力D. 冲击围岩压力正确答案:C13. 岩石的弹性模量一般指()。
岩石力学大作业
岩石力学大作业姓名:班级:学号:2010年4月18日一、作业题目结合所学的《岩石力学》课程及相关知识,利用给出的测井数据,对地层力学参数、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,作出地层力学参数、地应力、地层坍塌、破裂压力剖面,形成结课作业报告。
二、已知条件1)地层测井数据(见附表);2)地层孔隙压力当量密度为1.03g/cm3;3)上覆主应力在3000m处地层当量密度为2.23g/cm3;4)地应力实测值:在3025m处实测水平最大主应力大约59MPa,水平最小主应力大约49Mpa;5)测井过程中钻井液密度为1.35g/cm3;6)岩心抗压强度试验结果:三、作业设计求解1. 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性,合理设定或求取Biot系数(1)根据自然伽玛测井数据,由公式(1)、(2)可计算出不同井深处岩石的泥质含量。
(1)(2)式中,Vcl ——泥质的体积含量;I GR ——泥质含量指数;GR ,GR min ,GR max ——分别表示目的层的、纯砂岩层的和纯泥岩层的自然伽玛读数值,这里取GR min =30,GR max =140。
GUCR ——希尔奇指数,对于第三系地层取,老地层取2。
这里取GCUR=。
以井深3000m 处的测井数据为例进行计算:H=3000m ,GR=∴20.562418183014030866.91G R -G R G R -G R m max m GR =--==in in I0.26932635121212127.320.56241818*7.3GR =--=--=•GCUR I GCUR Vcl 由此可以得到地层泥质含量随井深变化的曲线(具体计算数据见附表一):关于Biot 系数的设定:当85.03.0=≤α时,Vcl ;6.05.0=≥α时,当Vcl ;75.05.03.0=<<α时,当Vcl 。
(具体数据见附表一)(2)岩性分析:由声波时差测井和自然伽马测井数据简单分析,可知该测段地层主要为含泥质砂岩,泥质含量V cl 主要分布在~,泥质含量较少,孔渗特性较好。
岩石力学作业
岩石力学作业岩石力学作业11.对于碎屑质沉积岩,简述岩石的强度与矿物颗粒、胶结类型与程度的关系。
矿物颗粒强度(如石英、长石、方解石等);胶结类型(胶结物)通常分为泥质胶结、钙质胶结、硅质胶结、铁质胶结...前三者是我们的常见类型,也是难区分的三种类型。
胶结类型(胶结程度):在碎屑岩中,胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系在地质上也称为胶结类型。
碎屑岩具有三种基本类型:①基质胶结类型:颗粒彼此不直接接触,完全受胶结物包围,岩石强度基本取决于胶结物的性质。
②接触胶结类型:只有颗粒接触处才有胶结物胶结,胶结一般不牢固,故岩石强度低,透水性较强。
③孔隙胶结类型:胶结物完全或部分地充填于颗粒间的孔隙中,胶结一般较牢固,岩石强度和透水性主要视胶结物性质和其充填程度而定。
碎屑岩胶结类型1 为胶结物质2 为颗粒3 为未充填之孔隙2.碎屑质沉积岩具有非均质性与各向异性,简单分析其对岩石力学性质的影响。
导致力学上的非均质性和各向异性3.对于砂岩,简述压力(围压)、液体介质对于其强度的影响。
围压越大,相应的强度也越大,液体介质存在导致岩石强度降低。
4.简单分析钻井工程中牙轮钻头与PDC 钻头破岩时岩石的破坏形式。
牙轮钻头:冲击压力(动载)作用下,岩石在三向压缩状态发生剪切破坏,形成破碎坑;PDC钻头:钻压作用下切削刃吃入岩石;扭矩作用下岩石发生剪切破坏。
岩石力学作业21、弹性变形、塑性变形与蠕变的定义;(蠕变-载荷不变,变形速率(应变速率)变化-增大!) 2、蠕变的过程(典型蠕变阶段划分);初始蠕变(应变速率增大、时间段短)、稳定蠕变(应变速率不变,较长时间段)、加速蠕变(一定时间段后应变速率急剧增大)。
3、蠕变对于钻井工程的影响(井径缩小的影响及其措施-钻柱遇阻、下套管遇阻;安全施工时间段-加速蠕变前完成下套管、注水泥作业;套管抗外挤载荷的确定-考虑上覆岩层压力为最大外挤载荷)。
岩石力学作业31、岩石的主要弹性常数?三轴应力试验方法?(杨氏弹性模量、泊松比);(模拟地层应力环境、温度条件下的试验测试,获得地层条件下的岩石力学性质-强度特征、变形特征)2、岩石力学:摩尔强度准则材料在极限状态下,剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值时,发生破坏。
【东大】21春学期《岩石力学》在线作业3满分答案
【东大】21春学期《岩石力学》在线平时作业3
提示:认真复习课程知识,并完成课程作业,本资料仅供学习参考!!
一、单选题 (共 15 道试题,共 75 分)
1.构造应力的作用方向为()。
【A项.】铅垂方向
【B项.】近水平方向
【C项.】断层的走向方向
【D项.】倾斜方向
[此题为必答题,请从以上选项中选择您认为正确的答案]
参考选项是:B
2.岩石破坏类型由剪应力引起的是()
【A项.】劈裂
【B项.】剪断
【C项.】单轴拉断
【D项.】崩落
[此题为必答题,请从以上选项中选择您认为正确的答案]
参考选项是:B
3.工程岩石力学重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力及在这种应力场作用下工程岩体的()。
【A项.】变形和受力
【B项.】破坏和稳定性
【C项.】变形和稳定性
【D项.】稳定性
[此题为必答题,请从以上选项中选择您认为正确的答案]
参考选项是:C
4.按照格理菲斯强度理论,脆性岩体破坏主要原因是()。
【A项.】受拉破坏
【B项.】受压破坏
【C项.】弯曲破坏
【D项.】剪切破坏
[此题为必答题,请从以上选项中选择您认为正确的答案]
参考选项是:A
5.在岩石单向抗压强度试验中,岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的摩擦力在下列哪种组合下,最容易使试件呈现锥形破裂。
()
【A项.】h/d较大,摩擦力很小
【B项.】h/d较小,摩擦力很大
【C项.】h/d的值和摩擦力的值都较大
【D项.】h/d的值和摩擦力的值都较小
[此题为必答题,请从以上选项中选择您认为正确的答案]。
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岩石力学作业11.对于碎屑质沉积岩,简述岩石的强度与矿物颗粒、胶结类型与程度的关系。
矿物颗粒强度(如石英、长石、方解石等);胶结类型(胶结物)通常分为泥质胶结、钙质胶结、硅质胶结、铁质胶结...前三者是我们的常见类型,也是难区分的三种类型。
胶结类型(胶结程度):在碎屑岩中,胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系在地质上也称为胶结类型。
碎屑岩具有三种基本类型:①基质胶结类型:颗粒彼此不直接接触,完全受胶结物包围,岩石强度基本取决于胶结物的性质。
②接触胶结类型:只有颗粒接触处才有胶结物胶结,胶结一般不牢固,故岩石强度低,透水性较强。
③孔隙胶结类型:胶结物完全或部分地充填于颗粒间的孔隙中,胶结一般较牢固,岩石强度和透水性主要视胶结物性质和其充填程度而定。
碎屑岩胶结类型1 为胶结物质2 为颗粒3 为未充填之孔隙2.碎屑质沉积岩具有非均质性与各向异性,简单分析其对岩石力学性质的影响。
导致力学上的非均质性和各向异性3.对于砂岩,简述压力(围压)、液体介质对于其强度的影响。
围压越大,相应的强度也越大,液体介质存在导致岩石强度降低。
4.简单分析钻井工程中牙轮钻头与PDC钻头破岩时岩石的破坏形式。
牙轮钻头:冲击压力(动载)作用下,岩石在三向压缩状态发生剪切破坏,形成破碎坑;PDC钻头:钻压作用下切削刃吃入岩石;扭矩作用下岩石发生剪切破坏。
岩石力学作业21、弹性变形、塑性变形与蠕变的定义;(蠕变-载荷不变,变形速率(应变速率)变化-增大!)2、蠕变的过程(典型蠕变阶段划分);初始蠕变(应变速率增大、时间段短)、稳定蠕变(应变速率不变,较长时间段)、加速蠕变(一定时间段后应变速率急剧增大)。
3、蠕变对于钻井工程的影响(井径缩小的影响及其措施-钻柱遇阻、下套管遇阻;安全施工时间段-加速蠕变前完成下套管、注水泥作业;套管抗外挤载荷的确定-考虑上覆岩层压力为最大外挤载荷)。
岩石力学作业31、岩石的主要弹性常数?三轴应力试验方法?(杨氏弹性模量、泊松比);(模拟地层应力环境、温度条件下的试验测试,获得地层条件下的岩石力学性质-强度特征、变形特征)2、岩石力学:摩尔强度准则材料在极限状态下,剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值时,发生破坏。
也就是说,当材料中一点可能滑动面上的剪应力超过该面上的剪切强度时,该点就产生破坏,而滑动面的剪切强度[τ]又是作用于该面上法向应力σ的函数。
三向压应力作用下,岩石出现剪切破坏,且仅与最大、最小主应力相关;最大最小主应力差值到达极限,摩尔园与强度曲线相切,出现破坏;强度曲线-滑动面的剪切强度[τ]是作用于该面上法向应力σ的函数。
3、岩石力学:库伦-摩尔强度准则三向压应力作用下,岩石出现剪切破坏,且仅与最大、最小主应力相关;岩石内任一点发生剪切破坏时,破坏面上的剪应力(τ)应等于或大于材料本身的固有强度(C)(也称之为凝聚力)和作用于该面上由法向应力σ引起的摩擦阻力(σtgφ)之和。
岩石力学作业41、地应力来源与计算:应用密度测井的垂直地应力计算中如何考虑地层压力的影响?水平地应力的来源与计算?出现最大、最小水平地应力的原因?垂直地应力来源于上覆岩层压力,还受到地层压力的影响。
σV =POVERBURDEN-αPPORE水平地应力:垂直地应力作用下岩体受到位移约束(不能产生水平方向变形),产生水平地应力分量,且与泊松比(表征岩石垂向、水平方向力学性质的各向异性)有关;还受到构造应力影响。
水平地应力为两者的矢量和。
2、地应力测量方法:水力压裂试验测试方法及其结合典型测试曲线确定最小水平地应力、抗拉强度的方法?水力压裂裂缝面垂直于最小主应力;对于垂直裂缝面,破裂压力为水力压裂试压时的最高压力;已经压开地层形成人工裂缝后,停泵再次压开地层的压力为闭合压力,其等于最小水平地应力;破裂压力=闭合压力+岩石抗拉强度3、声发射(凯塞尔)实验测试与确定地应力的原理与方法?岩石在历史地应力作用下产生了微裂隙,实验加载到岩石承受过的历史应力时,岩石会产生明显的声发射现象,该应力即为历史地应力。
通过定向取心、古地磁定向等,测试岩心水平面不同方向的凯塞尔应力点即可确定最大、最小水平地应力。
也可通过水平面与垂直方向凯塞尔实验测试确定三个地应力的大小。
4、声波测井资料确定计算确定地应力的原理与方法?声波传播速度与岩石的弹性常数相关,可获得岩石的动态弹性常数(声波传播相当于动载作用条件);水力压裂中液压力相当于静载作用于岩石,所以通常要求做动静态参数转换,静态参数为压裂设计需要的参数。
岩石力学作业5实际上许多油气井均未进行全波测井,仅有补偿声波测井资料(计算中测井曲线数据为 AC )。
利用常规纵波时差求横波时差,可采用岩性相对均一的经验公式:31(1/)(1/) 1.5(1 1.15)b b b ps e t t ρρρ+∆∆=- (1) 式中:ρb 为岩石密度(本作业计算中可视为体积密度,测井曲线数据为 DEN )而泥岩的体积密度随深度的增加而增加时, Δts / Δtp 根据泥(页)岩密度值变化可以列出如下方程: min max min /0.8()/()s p sh sh sh sh t t B ρρρρ∆∆=--- (2)式中:ρsh ≤2.2g/cm 3时,B =2.5;≥2.65g/cm 3时,B =1.7;ρshmin 通常取值2.2 g/cm 3;ρshmax 通常取值2.65 g/cm 3。
动态弹性参数的计算:在实际生产中对于各种类型、各个层位的岩石,不可能都采用实验方法取得其静态弹性参数,通常是利用波的传播关系来计算其动态弹性参数。
在假定岩石为均质、各向同性的线弹性体的前提下,根据岩石的受力分析,结合牛顿运动定律及线性理论,即可导出纵横波速度与岩石弹性参数间的关系。
岩石的泊松比:22222222.522(p s s p p s s p o v v t t v v t t υ-∆-∆==-∆-∆ (3)岩石的体积弹性模量: 222222344()()33sp p s s pt t K v v t t ρρ∆-∆=-=∆∆ (4) 岩石的杨氏模量:222222349()3s p s s s pt t K v E K t t t ρρρ∆-∆==+∆∆-∆ (5) 式中:v p 、v s 为纵横波速度,m/μs ;Δt p 、Δt s 为纵横波时差,μs / m ;ρ为地层体积密度,g/cm 3;υ为泊松比;E 单位为106MPa 。
计算附件中Z31井测井段(砂岩段)的上述参数。
要求:采用Excell 编程计算。
岩石力学作业5:1、对于泥页岩地层,井壁失稳通常是指井径严重缩小(井眼缩径),进而出现井壁垮塌。
主要影响因素有? 坍塌压力(应力)对于井壁稳定的重要性在于? (泥页岩地层岩石强度低,抗剪切强度很低;水基泥浆为常用泥浆体系,粘土水化膨胀-外来液体促使岩石强度进一步降低、局部压应力增大;井壁岩石在三向压应力作用下可能出现剪切破坏。
影响因素:水化膨胀是主因-粘土含量与成份、泥浆的抑制性;力学方面-泥浆密度、井内波动压力的影响等)(坍塌应力是指水基泥浆钻井条件下,泥页岩地层保持井壁稳定所需要的最小泥浆液柱压力,通常用当量密度表示。
坍塌应力的确定需要考虑井壁应力条件下岩石的抗剪切强度,通常最大主应力为垂直地应力或最大水平地应力,井筒形成后对于非渗透的泥页岩地层,井壁岩石最小主应力为井筒液柱压力,从力学角度,为防止井壁岩石发生三向压缩状态下的剪切破坏,实际泥浆密度应大于坍塌应力的当量密度)。
岩石力学作业7(1)水力压裂中,砂岩地层破裂压力与地应力、岩石强度的关系?(考虑:最小水平地应力、岩石抗拉强度)(2)对于砂岩地层,如前期出砂少或不出砂,开发后期由于地层压力降低,可能在低强度地层出砂的原因?地层压力降低,相应的垂直地应力增大、水平地应力相应增大,垂直地应力产生的水平地应力分量与岩石的泊松比有关,构造应力对水平地应力贡献仍然为矢量叠加关系。
因此,地层压力降低会导致最大、最小主应力差增大,岩石可能出现三向压缩状态下的剪切破坏。
岩石力学作业6(1)水力压裂中,砂岩地层破裂压力与地应力、岩石强度的关系?(考虑:破裂压力、地应力、破坏形式、岩石强度)地层中形成人工水力裂缝(岩石产生拉伸破坏)是在液压力达到地层破裂压力条件下产生的。
破裂压力即为开始产生人工裂缝所需要的最小井壁液压力。
一般来说破裂压力等于最小水平地应力与岩石抗拉强度之和。
闭合压力是指压开人工水力裂缝后,井筒液压力下降到一定值已经张开的裂缝开始闭合,即为闭合压力,对于深井储层垂直人工裂缝,等于最小水平地应力。
(2)对于砂岩地层,如前期出砂少或不出砂,开发后期由于地层压力降低,可能在低强度地层出砂的原因?地层压力降低,相应的垂直地应力增大、水平地应力相应增大,垂直地应力产生的水平地应力分量与岩石的泊松比有关,由于地层压力下降导致的水平地应力增量小于垂直地应力增量,构造应力对水平地应力贡献仍然为矢量叠加关系。
因此,地层压力降低会导致最大、最小主应力差增大,岩石可能出现三向压缩状态下的剪切破坏。
3、地层天然裂缝与地应力的关系天然裂缝通常是指由于构造运动,在历史地应力作用作用下,地层岩石产生破坏形成的裂缝。
一般可以分为:显裂缝,微裂缝,成岩缝,层理缝。
形式上可以分为:垂直缝、高角度缝、低角度缝、水平缝。
现今地应力与历史地应力相关,储层天然裂缝多为垂直缝和高角度缝。
通常,天然裂缝面也通常垂直于最小水平地应力。
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