岩石力学大作业
18春地大《岩石力学》在线作业一
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (多选题) 1: 初始地应力主要包括（）。
A: 自重应力B: 构造应力C: 自重应力和残余造应力D: 残余应力正确答案:(多选题) 2: 在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由（）指标村确定的？A: RQD和节理密度B: 岩石单轴饱和抗压强度C: 岩体的完整性指数D: 节理密度和地下水正确答案:(多选题) 3: 岩石蠕动变形的影响因素有哪些？（）A: 岩性及构造因素B: 压力级因素C: 围压的影响D: 温度、湿度的影响正确答案:(多选题) 4: 我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。
A: 地应力大小B: 地下水C: 结构面方位D: 结构面粗糙度。
正确答案:(多选题) 5: 围岩表面位移可用（）测量。
A: 收敛计B: 测杆C: 测枪D: 滑尺正确答案:(多选题) 6: 维护岩石地下工程稳定的基本原则（）。
A: 把工程设计在岩石条件好的岩体中B: 避免岩石强度的损坏C: 充分发挥围岩的承载能力让围岩在脱落点以前充分释放弹性性能D: 加固岩体正确答案:(多选题) 7: 影响巷道围岩稳定的主要因素（）。
A: 围岩强度B: 应力集中程度C: 原始应力大小D: 巷道支架的支撑力正确答案:(多选题) 8: 压性断层主要指（）。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A: 压逆性断层B: 张性断层C: 逆掩断层D: 剪性断层正确答案:(多选题) 9: 分析影响边坡失稳的主要因素（）。
【东大】21春学期《岩石力学》在线作业1满分答案
【东大】21春学期《岩石力学》在线平时作业1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.下列不是喷出岩常见的岩石的是（）【A项.】玄武岩【B项.】安山岩【C项.】流纹岩【D项.】花岗岩[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:D2.流变性质指材料的应力应变关系与（）因素有关系的性质。
【A项.】强度【B项.】时间【C项.】载荷大小【D项.】材料属性[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:B3.下列属于表面力的有（）【A项.】重力【B项.】流体压力【C项.】剪应力【D项.】拉力[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:B4.初始地应力主要包括（）。
【A项.】自重应力【B项.】构造应力【C项.】自重应力和构造应力【D项.】残余应力[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:C5.地应力是岩体的一种基本属性，又是岩体变形破坏的动力因素，一下那种说法是不对的（）【A项.】岩体的本构关系及参数受到地应力的影响【B项.】岩体的承载能力受到初始应力的影响【C项.】岩体的破坏机制不受地应力的影响【D项.】地应力控制岩体中应力传播方式和力学介质模型[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:C6.下列那个不是岩石变形特性通常使用的指标（）。
【A项.】孔隙率【B项.】泊松比【C项.】变形模量【D项.】弹性模量[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:A7.下列不属于马克斯威尔体的性能的是（）【A项.】有瞬变性【B项.】有蠕变【C项.】有永久变形【D项.】无松弛[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:D8.在平面应力问题中下列那个是正确的（）【A项.】σz=0【B项.】τxy=0【C项.】εx=0【D项.】τzy=0[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:A9.松弛是指当应变不变时，（）随时间的增加而减小的现象。
22春东北大学《岩石力学》在线作业一答案参考10
22春东北大学《岩石力学》在线作业一答案参考1. 将油井串联在单管上,利用油层剩余压力将油气密闭输送到联合站的流程是流程。
A.单管B.双管C.三管D.将油井串联在单管上,利用油层剩余压力将油气密闭输送到联合站的流程是流程。
A.单管B.双管C.三管D.抽油机正确答案：A2. 黏土岩极易吸收钻井液中的自由水膨胀而导致( )。
A、井径缩小B、泥包钻头C、井斜D、井漏黏土岩极易吸收钻井液中的自由水膨胀而导致( )。
A、井径缩小B、泥包钻头C、井斜D、井漏本题答案：A3. 岩爆是岩石的一种动力破坏现象。
( )A、错误B、正确参考答案：B4. 在斜面剪切法进行岩体流变试验时，要求垂直荷载保持常数，水平荷载分级施加。
( )A、错误B、正确参考答案：A5. 示功图测试前应检查连接电缆是否完好，各种（）是否齐全。
A.车辆B.人员C.制度D.工具示功图测试前应检查连接电缆是否完好，各种（）是否齐全。
A.车辆B.人员C.制度D.工具正确答案：D6. 普通加重杆主要类型有钢制加重杆和（）A.可通过信号的加重杆B.水银加重杆C.附在电缆上的加重杆D.铁普通加重杆主要类型有钢制加重杆和（）A.可通过信号的加重杆B.水银加重杆C.附在电缆上的加重杆D.铁制加重杆正确答案：B7. 围岩破坏区的最大部位出现在巷道周边与初始应力场最大应力分量一致的方位上。
( )A、错误B、正确参考答案：A8. 在化工设备图中，可以作为尺寸基准的有( )。
A.设备简体和封头的中心线B.设备简体和封头时的环焊缝C在化工设备图中，可以作为尺寸基准的有( )。
A.设备简体和封头的中心线B.设备简体和封头时的环焊缝C.设备人孔的中心线D.管口的轴线和壳体表面的交线正确答案：ABD9. 巷道开挖后，通过应力检测可直接获取其周边应力。
( )A、错误B、正确参考答案：A10. 巴西劈裂准则是测岩石的剪切强度。
( )A.错误B.正确参考答案：A11. 岩石分为沉积岩、变质岩、火成岩三类，化石存在于这三类岩石中。
《岩石力学》期末试卷及答案印-(1)
《岩石力学》期末试卷及答案姓名 学号 成绩 选择题(每题1分, 共20分)1.已知岩样的容重为 , 天然含水量为 , 比重为 , 40C 时水的容重为 , 则该岩样的饱和容重 为（.. ）A..B..C..D.2.岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的（ A. ）A. 脆性破坏.B.塑性破坏.C.弱面剪切破坏.D.拉伸破坏3.同一种岩石其单轴抗压强度为 , 单轴抗拉强度 , 抗剪强度 之间一般关系为（ . ）A...B. .C. .D.4.岩石的蠕变是指（.. ）A.应力不变时, 应变也不变； .B.应力变化时, 应变不变化；C.应力变化时, 应变呈线性随之变化.D.应力不变时应变随时间而增长5.模量比是指（A..A. 岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比B.岩石.弹性模量和它的单轴抗压强度之比C. 岩体的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比D. 岩体的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比6.对于均质岩体而言，下面岩体的那种应力状态是稳定状态....） A.ϕϕσσσσsin 23131<++-cctg B.ϕϕσσσσsin 23131>++-cctg C.ϕϕσσσσsin 23131=++-cctg D.ϕϕσσσσsin 23131≤++-cctg 7.用RMR 法对岩体进行分类时, 需要首先确定RMR 的初始值, 依据是....）A. 完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况B.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间C.完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况D.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况8.下面关于岩石变形特性描述正确的是. .. ）A.弹性就是加载与卸载曲线完全重合, 且近似为直线B.在单轴实验中表现为脆性的岩石试样在三轴实验中塑性增强C.加载速率对应力－应变曲线没有影响D.岩基的不均匀沉降是由于组成岩基的不同岩石材料含水量不同导致的9.下面关于岩石水理性质描述正确的是... ）A. 饱水系数越大, 抗冻性能越好B.冻融系数是岩石试件经反复冻融后干抗压强度与冻融前干抗压强度之比C.抗冻系数为25%, 重力损失率为75%, 则该岩石的抗冻性能良好D.岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时体积发生膨胀的性质10.弹塑性理论芬纳公式推导过程中应用到的条件有. . . ）A 应力平衡条件和塑性平衡条件B 仅应力平衡条件C 仅塑性平衡条件D 以上都不对11.下面对于喷锚支护设计原则, 叙述不正确的是: . ..）A 对于整体围岩, 一般不支护, 对于大跨度洞室或高边墙洞室, 需要喷锚支护。
岩石力学 大作业
岩石力学大作业题目：体积压裂中水泥环界面微裂缝的产生和扩展学生姓名：学号：专业班级：2017年 6月27日体积压裂中水泥环界面微裂缝的产生和扩展摘要：页岩气井需要进行水力压裂等措施，对水泥环产生力学冲击，超过水泥环的力学性能极限，会导致井筒密封完整性失效，形成气窜通道，产生环空带压。
水泥环界面脱离产生微环隙是井筒密封失效的常见形式，本文通过建立套管-水泥环-地层组合体力学模型，研究水力压裂施工作业中套管内压连续变化导致微环隙产生的机理；建立体积压裂过程中高压压裂液促使界面裂缝扩展的理论模型，分析各个参数对扩展长度的影响规律。
关键词：体积压裂微裂缝裂缝扩展0 引言固井作业中在套管和地层间注入水泥浆形成水泥环，主要是为了将环形空间进行有效的封隔，防止地层流体在环形空间内发生层间窜流，保证井筒完整性；同时水泥环还会有效的保护和支撑内部套管，改善套管的受力状态，减小地层的地应力对内外套管的挤压，延长套管寿命。
页岩气井需要进行水力压裂等措施，对水泥环产生力学冲击，容易超过水泥环的力学性能极限，是导致井筒密封完整性失效的重要原因之一。
水泥环界面脱离产生微环隙是井筒密封失效的常见形式，微环隙的产生对水泥环密封完整性破坏性较大，会形成沿纵向连通的气窜通道，或将两段本不连通的水泥环失效区域串联起来，使得水泥环密封完整性失效更严重。
压裂过程中的井筒内压力连续变化和射孔完井都是微环隙产生的典型原因，其中压裂过程中的井筒内压力会发生连续变化，由于水泥环与套管及围岩的弹塑性质不同导致在套管内压卸载后出现了径向位移差，使水泥环的两个胶结界面界面脱离，进而会产生微环隙；射孔完井中，射孔弹引爆带来的高温、高速聚能射流将会产生的巨大冲击压力对井筒完整性造成局部损伤，将会产生界面微环隙和水泥环本体裂缝。
体积压裂时注入的高压压裂液将会进入界面微环隙中，促使裂缝扩展，导致封固完整性进一步恶化。
本文通过建立套管-水泥环-地层组合体力学模型，研究水力压裂施工作业中套管内压连续变化导致微环隙产生的机理；建立体积压裂过程中高压压裂液促使界面裂缝扩展的理论模型，分析各个参数对扩展长度的影响规律。
中国石油大学岩石力学大作业
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 岩石力学大作业所在院系：石油工程学院班级：油气井14-1班*名：***学号： **********完成日期：2015 年 5 月 13日目录第1章岩性分析 (1)第2章利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比 (2)2.1 纵横波速度的确定 (2)2.2 弹性参数 (3)第3章孔隙压力分析 (4)第4章利用测井数据计算强度参数 (5)第5章地应力 (7)第6章安全泥浆密度窗口 (9)6.1坍塌压力 (9)6.2破裂压力 (10)第7章出砂可能性分析 (10)第8章合理完井方式推荐 (11)第9章启裂压力的计算 (12)第10章参考文献 (14)第1章 岩性分析根据自然伽玛测井数据，计算出不同井深处岩石的泥质含量：m inm ax m in GR I GR GR GR GR --= （1-1）1212GR --=•GCUR I GCUR Vsh （1-2） 式中 V sh ——泥质的体积含量； GCUR ——希尔奇指数，对于第三系地层取值3.7，老地层取值2，这里取3.7； I GR ——泥质含量指数；GR 、GR max 、GR min ——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。
分析得到GR min =35.2，GR max =134.9。
VCL<0.3,Boit=0.8；5.03.0<≤VCL ,Boit=0.65；15.0≤≤VCL ,Boit=0.5。
泥质含量随井深剖面如图1所示：图1 泥质体积含量在砂泥岩剖面中，砂岩显示出最低值，粘土（泥岩、页岩）显示出最高值，而粉砂岩、泥质砂岩介于其间，并随着岩层中泥质含量的增加曲线幅度增大。
在砂泥岩剖面中，砂岩显示出最低值，粘土（泥岩、页岩）显示出最高值，而粉砂岩、泥质砂岩介于其间，并随着岩层中泥质含量的增加曲线幅度增大。
图中红线分别为泥质含量0.3、0.5的临界线。
从图中可看出，大部分井段的泥质含量小于0.3，判断该层段岩性为砂岩，选取Boit 系数为0.8。
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。
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-付冰
p —地层孔隙压力，g/cm3； o —上覆岩层压力钻井液当量密度，g/cm3；
h —正常地层压力钻井液当量密度，g/cm3，本文取 1.35g/cm3；
t n —地震波在正常的泥岩中的旅行时间； t o
—实测的地震波在泥岩中的旅行时间
n—Eaton 指数，本文取 3。
图 3 声波时差剖面
回归出声波时差与地层深度的关系曲线，如图 4 所示，即：
ln t aH b
图 4 声波时差趋势线剖面
图 5 地层孔隙压力当量密度剖面
4、利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比
4.1 纵波波速和横波波速
通过声波测井即可取得整个井身剖面内的全部岩石力学参数，对于了解整个地层的岩 性、岩石性质以及岩石定性参数起着重要的作用。声波在岩石中传播产生横波和纵波。其中 当质点运动方向平行于传播方向时，称为纵波；而当质点运动方向垂直于传播方向时，称为 横波。声波在地层中传播的快慢和岩石的密度和弹性系数有关。 在声波测井中，横纵波速通过测井解释后可以直接从测井解释曲线中得到。测井曲线 记录的为各类传播的时间，单位为 us/ft。经过换算可以得到横纵波的数值，换算公式为：
二、基本步骤及公式
1、岩性分析
根据自然伽玛测井数据，计算出不同井深处岩石的泥质含量：
I GR
GR GRmin GRmax GRmin
2 GCUR I GR 1 VCl 2 GCUR 1
式 Vcl——泥质的体积含量；
GCUR——希尔奇指数，对于第三系地层取值 3.7，老地层取值 2，这里取 2； IGR——泥质含量指数； GR、GRmax 、GRmin——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。 这里取 GRmin=60，GRmax=120。 VCL<0.3,Boit=0.8； 0.3 VCL 0.5 ,Boit=0.65； 0.5 VCL 1 ,Boit=0.5。 泥质含量随井深剖面如图 1 所示：
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。
岩石力学作业
岩石力学作业岩石力学作业作业1一、单选题（共 15 道试题，共 75 分。
）V1. 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2. 下列那个不是岩石试件在单轴载荷作用下的主要破坏方式（）。
A. X状共轭斜面剪切破坏B. 单斜面剪切破坏C. 劈裂破坏D. 拉伸破坏满分：5 分3. 松弛是指当应变不变时，（）随时间的增加而减小的现象。
A. 位移B. 强度C. 应力D. 载荷满分：5 分4. 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5. 在平面应变问题中下列那个是正确的（）A. σz=0B. τxy=0C. εx≠0D. τzy=0满分：5 分6. 在岩石的实验室内压缩试验中，对同一岩石试件所进行的试验中，如其余的条件均相同，则下列试件强度最高是（）。
A. 圆柱形试件B. 六角棱柱形试件C. 四角棱柱形试件D. 三角棱柱形试件满分：5 分7. 岩石本构关系是指岩石的（）A. 应力-时间关系B. 应变-时间关系C. 应力-应变关系D. 载荷-位移关系满分：5 分8. 原始应力场的形成与什么因素有关系（）A. 自重应力和构造应力B. 构造应力C. 地壳运动D. 地质作用满分：5 分9. 岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。
A. 岩体中含有大量的不连续面B. 岩体中含有水C. 岩体为非均质材料D. 岩石的弹性模量比岩体的大满分：5 分10. 比较岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为( )。
A. 抗压强度<抗剪强度<抗拉强度B. 抗压强度>抗拉强度>抗剪强度C. 抗压强度>抗剪强度>抗拉强度D.满分：5 分11. 下列那个不是水对岩石力学性质的影响（）。
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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。
由于泥质颗粒细小，具有较大的比面，使它对放射性物质有较大的吸附能力，并且沉积时间长，有充分的时间与溶液中的放射性物质一起沉积下来，所以泥质有很高的放射性。
在不含放射性矿物的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性的强弱。
所以有可能利用自然伽玛测井资料来估算泥质的含量，具体方法有两种[1] P125：相对值法2121GR GCUR I cl GCUR V ⋅-=- （2-1） 式中：cl V 为泥质的体积含量。
GCUR 为希尔奇指数，与地质时代有关，可根据取芯分析资料与自然伽玛测井值进行统计确定，对于第三系地层取3.7，老地层取2（本作业中取2）。
GR I 为泥质含量指数。
min max minGR GR GR I GR GR -=- （2-2） min max ,,GR GR GR 分别表示目的层的、纯泥岩层的和纯砂岩层的自然伽玛值。
本测井数据中min GR =26.4；max GR =154.319。
计算出的泥质含量与井深的关系见第8部分图1。
2．2 估算地层biot 系数当泥质含量cl V >0.8时，biot 系数α=0.6，当泥质含量cl V <0.2时，biot 系数α=0.9，当0.20.8cl V <<时，biot 系数()0.80.60.30.6cl V α-=+⨯。
计算出的biot 系数与井深的关系见第8部分图2。
3 利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。
3．1纵、横声波速度[2]声波速度测井是测量地层声波速度的测井方法，声波速度测井可测量滑行波通过地层传播的时差△T ，纵波时差△t s 和横波时差△t p 可从由测井公司提供的测井曲线或磁盘数据中得到，经过换算即可得到纵横波速度为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯∆=⨯∆=66101101s S p P t V t V （m/s ） （3-1） 式中：p t ∆为纵波时差，m s /μ；s t ∆为横波时差，m s /μ。
大部分的油田测井作业中，并不作全波列测井，即缺少横波测井资料，因此针对某一地层，就需要借助经验公式来估算横波速度。
对于大多数地层，其柏松比一般在0.2~0.3之间，因此有：0.7040.554s p V V =- （3-2）计算出纵、横声波速度与井深的关系见第8部分图3。
利用B 井测井数据计算分析地层强度参数3．2岩石的动态弹性参数确定[2]岩石为各向同性无限弹性体，则根据纵波速度和横波速度计算动态泊松比和动态杨氏模量的关系为：()()2223/4/1S P S d P S V V V E V V ρ⎡⎤-⎣⎦=- (3-3)()()[]1/22/22--=S P S P d V V V V μ (3-4) 其中：p V 为纵波速度；s V 为横波速度；ρ为岩石密度；d μ为动态泊松比；d E 为动态弹性模量。
应用上式以及从密度测井和声波测井得到的一系列数据，我们能确定整个井深剖面内的岩石弹性参数。
3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化[3]根据文献[3]岩石的动态参数与静态参数的关系式可以表示为：40.19890.6042(10)s d E E MPa =-+ （3-5）0.12390.3615s d U U =+ （3-6）动态弹性模量与静态弹性模量井深的关系见第8部分图4；动态泊松比与静态泊松比与井深的关系见第8部分图5。
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长期以来，一直有不少研究人员尝试着从测井资料获取岩石特性参数。
地层声波测井反映声波在岩石中的传播速度，它与岩石的密度、孔隙度、结构强度等密切相关，它作为衡量岩石强度参数的一个重要指标，长期以来为众多学者所重视。
4．1岩石单轴抗压强度的确定[2]Miller 和Deere 在实验基础之上建立了岩石单轴抗压和岩石弹性模量、粘土含量之间的关系；()11008.010045.0c d c d c V E V E ⨯+-⨯=σ （4-1）式中：1c V 为砂岩的泥质含量；d E 为砂岩的动态杨氏模量，MPa 。
单轴抗压强度与井深的关系见第8部分图6Cotaes 等人继Miller 和Deere 之后，提出了岩石固有剪切强度（τ）与单轴抗压强度（c σ）之间的关系6c στ= （4-2）岩石实验表明，岩石的单轴抗压强度一般是其抗拉强度的8~15倍，因此，可以用下式近似计算岩石的抗拉强度： 15ct S σ= （4-3）式中：t S 为岩石的抗拉强度，MPa 。
Kcl=8~15,本次计算取15。
抗拉强度与井深的关系见第8部分图74．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定Coast 提出沉积岩的年粘聚力和单轴抗压强度（c σ）的经验关系式：60 3.62610c d C K σ-=⨯ （4-4）式中：d K 为岩石的动态体积压缩模量。
粘聚力与井深的关系见第8部分图7对岩石强度内摩擦角的计算，在斯伦贝谢公司推出的力学稳定性测井软件中假定所有岩石的内摩擦角为30°，这与实际情况不符，岩石的类型、颗粒大小等均对φ有很大的影响。
一般岩石的φ值与o C 值存在着一定的对应关系。
根据玛湖油田13组岩芯的实测强度参数值，通过回归分析得到泥页岩地层内摩擦角φ与粘聚力o C 间的相关关系式为：o C 4952.0545.36-=φ （4-5）内摩擦角与井深的关系见第8部分图85 计算地层地应力地层间或者层间的不同岩性岩石的物理特性、力学特性以及地层孔隙压力等方面的差别造成了层间或者层内应力分布的非均匀性。
测井资料可以有效地计算这些特征量。
根据上述测井资料解释出来的岩层物理、力学参数可以有效地解释地应力。
由于0-700米的井段缺少测井数据，我们需要从下部的底层的测井数据推倒0-700岩石参数，由于在自然沉积过程中，由于岩石的压实效应，岩石的密度往往随地层深度的增加而增加并且近似的成正比关系，我们不妨用700-3800米的地层密度测井数据拟和岩石密度与井深的变化关系。
s AH B ρ=+ (5-1)式中：H 为井深，A 、B 为拟合数据。
本次计算中拟合结果为：0.0002 1.9635s H ρ=+当H=700米处，该处的上腹岩层压力约为700013.964V s gdH MPa σρ==⎰ (5-2)黄荣樽等假设地下岩层的地应力主要由上覆岩层压力与水平方向构造应力产生，且水平方向的构造应力与上覆岩层压力成正比[4]P92。
()1()1H v s H H v p p s s h h v p p s gdh u p p u u p p u σρσξσαασξσαα=⎛⎫=+-+⎪-⎝⎭⎛⎫=+-+ ⎪-⎝⎭⎰ (5-3) 式中：H ξ、h ξ为地应力系数；H ξ、h ξ为地应力系数；是区域地层的特性值，那么我们可根据水力压裂试验的方法反求它们的值。
11H p sH v s H p s h v sp u p u p u p u σαξσασαξσα-=----=--- (5-4) 式中： α为有效应力系数； p P 为孔隙压力（MPa ）。
当井深2450m 时，H σ=59Mpa ，h σ=49Mpa ，由测井数据及以上内容计算： Vcl=0.3427()0.80.34270.60.30.82860.6α-=+⨯=u =0.241335.886510E MPa =⨯0.00981 1.03245024.755p P MPa =⨯⨯=51.7749v MPa σ=带入上式可算得：0.913010.59321H p s H v s H p s h v sp u p u p u p u σαξσασαξσα-=-=---=-=-- 把上述系数带入式（5-3）可以求得地层地应力随井深的变化规律。
计算结果见第8部分图9。
从计算结果可以看出，在该底层段，最小水平主应力< 上覆岩层压力<最大水平主应力。
6 计算地层坍塌压力和破裂压力6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则[4]P100若岩石受三主应力123σσσ>>，摩尔库伦准则可表示为：2130cot (45)2cot(45)22S ϕϕσσ=︒-+︒- （6-1）若岩有空隙压力Pp 时，用有效应力： 2130()cot (45)2cot(45)22p p P P S ϕϕσασα-=-︒-+︒- （6-2） 6．2井壁坍塌压力的计算[4]P105根据摩尔-库仑强度准则，岩石剪切破坏与否主要受岩石所受到的最大最小主控应力控制，井壁处岩石最大最小主应力分别为周向应力和径向应力。
若水平地应力不均匀，井壁岩石周向应力在于最大水平主应力成90度或270度时得到最大的应力差值。