《页岩岩石力学及构造解析》教学大纲

1、页岩岩石力学及构造解析教学大纲课课程名称：页岩岩石力学及构造解析 课程英文名称：Lithomechanics of Shale and Structural Interpretation课程编码：3501ZY001 课程类别：必修学 分：1.5分 总学时/理论：24/24开课单位：地球科学学院 适用专业：资源勘查工程先修课程：构造地质学一、课程的性质页岩岩石力学及构造解析是资源勘查工程专业（新能源方向）的必修课。其主要任务是系统介绍页岩岩石力学及构造变形过程的基本理论和基础知识，为学生学习后续专业课及从事资源勘查和科学研究奠定牢固的基础。本大纲以岩石力学为基础，扩展到构造变形、应变机制解析，反

2、演构造变形过程的力学的原理，重点阐述页岩力学特征以及岩层内部形成各种地质构造应力方向、大小、时间的基本理论和基本知识。要求学生学习该课程后具备以下知识与能力：（1）掌握岩石力学的基本理论和基础知识（毕业要求2.3）；（2）掌握综合分析岩石变形、变位的力学机制的能力（毕业要求2.3）；3）了解定量确定构造变形时间的方法，了解有限元、颗粒流数值模拟变形、变位的基本原理（毕业要求2.3）。二、课程教学目标通过对本课程各教学环节的学习，了解岩石力学的背景知识，掌握构造变形、变位力学机制解析方法，掌握必要的岩石力学和构造应力解析基本理论、基本知识。具体目标如下：（1）掌握页岩岩石力学特征，了解影响岩石力

3、学性质和岩石变形的因素（毕业要求2.3）；（2）掌握岩石构造变形过程中的应力与变形特征，具备利用构造形迹分析反演构造应力的能力（毕业要求2.3）；（3）了解定量确定地质构造形成时期的方法，理解不同方法的优势与劣势（毕业要求2.3）；（4）了解定量分析构造变形、变位的数值计算方法（毕业要求2.3）三、课程教学内容与学时分配课程教学包括课堂教学、课堂及课后习题三部分。课内理论教学24学时，讲授24学时（含课堂习题）。课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：课程教学内容及学习要求章节内容要 求学时支撑毕业要求指标点理解掌握分析与应用第一章：绪论第一节 知识背景与课程讲解ABC22.3第二节 页岩气基本

4、概念ABC第三节 页岩气形成地质背景ABC第二章：岩石力学性质第一节 应力基本概念ABC8第二节 形变分析AAB第三节 岩石力学属性BBC第三章：褶皱构造应力场解析（含课堂习题）第一节 褶皱构造形成机制ABB22.3第二节 褶皱构造应力反演原理ABC第三节 褶皱构造数据获取与处理分析（含课堂练习）BBB第四章：节理构造应力场解析（含课堂习题）第一节 节理特征AAB42.3第二节 节理的分期与配套ABC第三节 节理形成机制ABC第四节 节理应力反演原理（含课堂练习）ABC第五章：断层擦痕构造应力场解析（含课堂习题）第一节 断层的分类ABB22.3第二节 断层形成机制ABB第三节 断层构造应力反演

5、原理（含课堂练习）BBB第六章：模拟分析（含课堂练习）第一节 有限单元法的基本概念BBC42.3第二节 构造应力场有限单元分析发展与现状BBC第三节 构造应力场有限单元应用分析（含课堂练习）BBC第四节 离散单元法的基本概念BBC第五节 离散单元法分析发展与现状BBC第六节 离散单元应用分析（含课堂练习）BBC第七节 物理模拟基本介绍第七章：低温年代学方法第一节 低温年代学概论BBC22.3第二节 低温年代学应用BBC注：在“要求”栏内以A、B、C来表示对学生学习程度的要求，A为最高要求。理解指能对所学的内容作归纳、分类、解释、总结、推断和一定程度的发挥。掌握指能理解学习材料的内涵和意义，包括

6、具体分类、区别、流程、误区等的认知和学习。可以借助三种形式来表明对材料的领会，一是转换，即用自己的话或用与原先表达方式不同的方式表达自己的思想；二是解释，即对一项信息加以说明或概述；三是推断，即估计将来的趋势（预期的后果）。分析指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成，或能计划、创造、建造或有改变的重构。应用指能将学习材料用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-6884501.html t _blank 代表较高水平的学习成果。应用需要建立对知识点掌握的基础上。四、教学方法 本课程以“夯实基础理论、注重能力培养”为教学理念，采用

7、理论教学、课堂、课后动手编程与课堂研讨等相结合的教学方式方法，达到使学生掌握构造解析基本理论和基础知识的教学目标。主要教学环节包括课堂教学、课堂和课后实际数据解析构造应力，并针对具体实例构造进行动手编程进行数值模拟计算分析。1课堂教学 课堂教学以“师生互动”方法为主导，同时，有意识设计一些实例构造进行讨论分析，引导学生运用学过的知识进行思考，通过师生互动交流，得到客观合理的认识，主要教学目的是使学生逐步形成地质思维能力。在这一教学环节，学生以听课为主，并参与讨论，每次课程开始或课程中间进行提问，课后留有思考题。教师主要讲授课程的基本概念、基本理论和基本方法。2课堂、课后习题和自学对于本课程中主

8、要知识点，以实际构造为背景，布置适当习题，让学生在课堂和课后进行应力场解析练习，同时开放有限元构造应力场模拟软件Abaqus，离散单元构造变形模拟软件PFC，让学生进行简单编程练习，能达到简单构造分析，处理的目的，使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法。对于比较容易理解的章节让学生自学，以培养学生自主学习的意识和能力以及抓住要点的能力。五、考核及成绩评定方式 1考核内容课程考核包括课内实测、课堂和课后习题、期末考试三种方式考核学生的学习效果。课内实测成绩：15%。主要考核学生对每一章知识点的理解和掌握情况。课堂及课后习题：15%。主要考核学生应用地质理论分析问题的能力，重点是

9、图件综合分析。期末考试成绩：70%。采取闭卷考试方式，内容涵盖本课程的基本概念、基本理论和基本方法，通过综合分析题考核学生综合分析问题和解决问题的能力。考试题型包括名词解释（15分）、填空题（20）、选择题或图示题（10分）、简答题（30分）、论述题（10分）、计算题（15分）。2成绩评定表2 学生成绩评定基础数据表学生核心知识点页岩内裂缝发育模式（16分）课堂研讨学习过程学生总得分（登录成绩用）构造形迹应力分析（试卷48分）习题1岩石应变量分析及反演（试卷36分）习题2学习过程中的表现（出勤、回答问题等）张三44802280138080考试成绩*系数+平均平时成绩*系数李四358033801

10、18080及格率80%平均分3685288510858580注：作业、实验及学习过程均要留下合理的记录，设定各项成绩权重，确定评分标准。平时成绩占比系数由任课老师定。表2 毕业要求达成度评价表课程支撑的毕业要求指标点细化的预期学习成果预设的学习任务观测点实际学习成果（学生达到的平均水平达成度值页岩岩石力学及构造解析2.3 掌握页岩岩石力学及构造解析的理论和方法掌握节理构造应力反演方法，节理形成机制和节理期次之间的判别期末考试试卷48分3681/100=0.81；85/100=0.85；达成度值=0.81*0.7(考试成绩占比) +0.85*0.3（平时成绩占比），那么达成度值为0.82习题1习

11、题185掌握岩石应变率反演方法，理解页岩岩石力学属性及裂缝发育模式期末考试试卷36分28习题2习题285页岩内裂缝发育模式期末考试试卷16分10表3 课程目标达成度专业评价审核表一、课程基本信息课程编码3501ZY001课程名称页岩岩石力学及构造解析授课学时28课程学分1.5开课学期4授课对象班级：选课人数任课老师二、课程目标达成度评价专业评价组审核评价审核内容评价依据评价结果教学日历或实习教学计划教学日历或教学计划、教学大纲与大纲相符（ ）/不相符（ ）教案、课件、或实习指导书教案或电子课件或实习指导书与大纲相符（ ）/不相符（ ）期末试卷期末A、B试卷及答案与大纲相符（ ）/不相符（ ）课

12、程归档材料课程组提供归档材料、教学大纲资料完整（ ）/不完整（ ）教学过程记录出勤、回答提出问题、作业记录完整（ ）/不完整（ ）课程对毕业要求指标点达成度情况评价2.3掌握页岩岩石力学及构造解析的理论和方法0.82(源自于表2中的计算结果)专业评价组对课程持续改进意见专业负责人签字时间：注：此表为课程实施结束后提交给专业评价组按照教学大纲要求对课程达成度评价进行审核。六、教材和参考书Mark D.Zoback, Arjun H.Kohli,Unconventional Reservoir Geomechanics： shale gas, tight oil and induced seismicity ,剑桥大学出版社，2019年马克D.佐白科，石林，陈朝伟，刘玉石,储层地质力学，石油工业 出版社，2012年 漆家褔，夏义平，杨桥，油区构造解析，石油工业出版社