岩石力学试验报告

岩石力学-试验报告《岩石力学》综合复习资料一、填空题1、岩石的抗拉强度是指。可承受方法来测定岩石的抗拉强度，假设试件破坏时的拉力为p，试件的抗拉强度为C, 可用式子表示。2的井眼直径后停泵，并关闭液压系统，形成，当井壁形成裂缝后，围岩被进渐渐衰减到。3石裂开的难易程度的称作岩石的。4、垂直于岩石层面加压时，其抗压强度，弹性模量；顺层面加压时的抗压强度，弹性模量。56、岩石蠕变应变率随着湿度的增加而。7段或称；第三蠕变阶段或称。但蠕变并确定都消灭这三个阶段。8、假设将岩石作为弹性体对待，表征其变形性质的根本指—1—标是和。9、随着围压的增加，岩石的破坏强度、屈服应力及延性都。10、为了准确描述岩石的简洁蠕变规律，很多学者定义了一些根本变形单元，它们是、、。将这些变形单元进展不同的组合，用以表示不同的变形规律，这些变形模型由、、。11、在岩体中存在大量的构造面〔劈理、节理或断层〕，由于地质作用，在这些构造面上往往存在着脆弱夹层；其强度。这使得岩体有可能沿脆弱面产生。12、岩石的力学性质取决于组成晶体、颗粒和之间的相互作用以及诸如的存在。13、在三轴不等压状况下，随着最小主应力c3的增加，岩石的破坏强度及延性，屈服应力。二、选择题1、劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的abcd剪切强度2、岩石的吸水率指a岩石试件吸入水的重量和岩石自然重量之比b岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比c岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比d岩石试件岩石自然重量和岩石饱和重量之比3、某岩石的饱水状态与枯燥状态的抗压强度之比为0.72，则该岩石a软化性强，工程地质性质不良b软化性强，工程地质性质— 2较好c软化性弱，工程地质性质较好d软化性弱，工程地质性质不良4、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候，一般将岩石考虑为abcd完全弹性体5、在岩石抗压试验中，假设加荷速率增大，则岩石的抗拉强度abcd无法推断6、在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度把握在a95-105Cb100-105Cc100-110Cd105-110C7、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的a1/2-1/5b1/10-1/50c2-5d10-50倍&某岩石试件的相对密度ds=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩Pd为a2.45b2.46c2.47d2.489、以下争论岩石弹性、塑性和粘性等力学性质的抱负力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型abcd弹簧与缓冲器串联10、岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为dJ三、推断改错题1、依据库伦——纳维尔破坏准则裂开面外法线方向与最大主应力之间的夹角为452、岩石抗压强度试验要求岩心轴径比小于2。34、岩石的弹性模量是轴向应力-轴向变形曲线的斜率。5、围压越高，岩石的变形力气越大。6试验得到。7、泥浆密度过低，井壁应力将超过岩石的抗剪强度而产生剪切破坏〔表现为井眼坍塌扩径获屈服缩径〕，此时的临界井眼压力定义为裂开压力。&试验室对岩石的抗拉强度的猎取分为直接法和间接法两种。其中直接法俗称巴西法。四、名词解释1、八面体2、岩石的抗压强度3、应变硬化4、包体5、端部效应6、岩石的剪胀〔或扩容〕7、压力溶解&应力松弛9、重力密度10、岩石的渗透性五、简答题o— 421、简述高应力地区的表现特征。2、格里菲斯强度理论的根本要点是什么。3、应变硬化的微观机制是什么。4、格里菲斯强度理论的根本要点是什么。5、试分析圆柱形岩石试件进展单向抗压强度试验时，消灭圆锥形破坏的主要缘由并指出消退这种破坏形式的根本措施。6、简述单轴应力作用下典型应力应变曲线四个阶段的含义7、水力压裂有哪些根本用途。&元，分别为弹性元件〔弹簧〕、粘性元件〔阻尼器〕和塑性元件〔摩擦块〕。并给出这三种模型的元件组合方式。9、试分段说明典型岩石应力-应变全过程曲线的根本特征六、计算题11mm的矿物小球按立方积存〔以以下图〕组成，计算其孔隙度和孔隙比外表积。再假定岩石由半径为1cm的矿物小球按立方积存组成，计算其孔隙度和孔隙比外表积。并争论尺度效应。2、某均质岩石的强度线fctgc=400kpa,u=30°。试求此岩体在侧向围岩压力c3=200kparc,并求出破坏面的方位。3Y31000米，其上复盖地层的平均容重为，花岗岩处于弹性状态，泊松比卩=0.25。试求该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力。4、某地层岩样做单轴强度试验，应力应变关系曲线如图所示，岩样的直径为25.4mm，高度为50mm，试确定此岩心的杨氏模量、体积模量和泊松比。参考答案一、填空题1、试件在单轴拉伸条件下到达破坏时的极限应力、巴西劈裂试验、2pdl2、抗拉强度、裂开压力、3、“瞬时停泵”压力psppro、地层孔隙压力pp3、研磨性、可钻性4、小、小、大、大5、试件两端与试验机压板之间的摩擦力6、增大7、过渡蠕变阶段、稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段&弹性模量、泊松比9、增加10〔弹簧〔阻尼器〔摩擦块、麦克斯韦尔模型、开尔文模型、柏格斯模型11、劈理、节理或断层；远低于岩体本身的强度、剪切滑移12、胶结物；裂缝、节理、层面和较小断层13、增加、保持不变二、选择题bbabadbdcb三、推断改错题45o1、X045o222、x22~3”3”V7。4、X-轴向变形曲线的斜率”改成“通常承受切线模量和割线模量这两种方法表示”。5、^^6、X。改成常规试验机改成刚性试验机或者改成岩石应力应变的全过程曲线不能通过在常规试验机上进展单轴压缩试验得到。7、X。把裂开压力改为坍塌压力。&X。直接法改成间接法四、名词解释1、八面体C1…2、^3的方向为坐标轴的几何空间，称为主向空间。在主向空间中的上半空间(xy平面以上，即z的正方向)可构成四个主平面，在下半空间(xy平面以下，即z的负方向)也可构成四个主平面，共有八个。这八个面组成了一个正八面体，其中每一个面称为八面体平面。2、岩石的抗压强度岩石的抗压强度是指在无侧束状态下(unconfined)方英寸多少磅。换言之，它指把岩石的加压至裂开所需要的应力。3、应变硬化在岩石力学中将b点的应力称为屈服应力(yieldstress)卸载后再重加载，则沿曲线o1r上升到与原曲线bc相联结，这样造成了一个滞回环，在r点以后随着载荷连续增加仍沿曲线BC 上升到该曲线最高点c。假设在r点以后再卸载又会消灭的塑性应变它似乎把弹性极限从b点提高到r点，这种现象称为应变硬化。4、包体是在原岩岩体的岩层之间生成的岩石单元。5、端部效应岩石试件进展压缩试验时，试件两端变形受到压力机加载钣的约束力，这种约束力，随着远离端部而消逝，这种现象称为端部效应。6、岩石的剪胀〔或扩容〕岩石的体积随压应力的增加而渐渐增大的现象。7、压力溶解压力溶解简称压溶，是多晶体在压应力作用下产生物质集中迁移的一种方式。在非静力应力条件下，由于多晶体中正应力随颗粒边界的方位而变化，因而，在不同方位晶面上溶解度也不一样。晶粒边界间的正应力梯度产生的化学势梯度，驱动物质从高应力边界向低应力边界集中。8、应力松弛假设把握变形保持不变，应力随时间的延长而渐渐削减的现象称松驰或称应力松驰。9、重力密度重力密度〔Y〕是指单位体积中岩石的重量，通常简称为重度。这个指标通常由密度乘上重力加速度而得，其承受的单位为kn/m。10、岩石的渗透性岩石的渗透性指岩石在确定的水力梯度作用下，水穿透岩石的力气。它间接地反映了岩石中裂隙间相互连通的程度。五、简答题1、答：利用勘探工程揭露出来的一些现象可以推断该地区原地应力的凹凸。3〔1〕岩芯饼化与地应力差有关。假设钻探取芯呈烧饼状，一片片地破坏，这是高地应力的产物。岩芯饼化主要与地应力差有关，垂直于钻进方向的应力差越大，饼化就越严峻。〔2〕导致井眼等地下构造不稳定。由于高应力区的存在，在钻井过程中会消灭岩石的脆性破坏，集聚在岩石中的应变能由于突然释放而产生剥离现象。对于脆弱岩层会消灭缩径现象。2、答：〔1〕在脆性材料的内部存在着很多裂纹。—9—〔2〕依据理论分析可知，随着作用的外力的渐渐增大，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。〔3〕格里菲斯认为：当作用在裂纹尖端处的有效应力到达形成裂纹所需的能量时，裂纹开头扩展，其表达式为2e2tc式中，一裂纹尖端四周所作用的最大拉应力；P—裂纹的比外表能C—裂纹长半轴的长度—0 —3、答：位错发育到确定程度，其传播受阻，形成网络和缠结，需增大应力才能连续传播一即“应变硬化”效应，使晶体变脆。位错受阻的缘由。低温；晶体内部的杂质；不同方向不同滑称面上的位错相互制约。当应力大到确定量，晶体会发生裂开，因此单纯的位错滑动，不能形成大的塑性应变量。4、答：在脆性材料的内部存在着很多裂纹。依据理论分析可知，随着作用的外力的渐渐增大，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。格里菲斯认为：当作用在裂纹尖端处的有效应力到达形成裂纹所需的能量时，裂纹开头扩展，其表达式为12e2tc式中，一裂纹尖端四周所作用的最大拉应力；1pC—裂纹长半轴的长度5、答：① 圆锥形破坏外形是由于试件两端与试验机承压板之间摩擦力增大造成的。②消退这种破坏形式的根本措施：消退岩石试件两端面的摩擦力或加长试件。6、答：第一个阶段为裂隙闭合的阶段；其次个阶段为弹性变形阶段；—1 —第三个阶段为微裂开阶段；第四个阶段为裂开阶段。7、答：概括起来，水力压裂有如下根本用途：〔1〕抑制近井地带污阻，目前的钻井技术不行避开地造成近井地带的污染，它包括钻井液的液相污染和固相污染。这些污染常使油气从地层流入井内的力气大为减弱。水力到几十倍。〔2〕压开深远裂缝，提高井的产能。利用深穿透裂缝可以从一般油层中采出更多的石油，使油井的把握面积增大。对于渗透性极低、能渐渐渗油的地层供给大的泄油面积，从而最大限度地利用油藏能量。使原来被认为无开采价值的地区，现在也能进展有经济意义的开采。同时，深穿透裂缝能够恢复并延长油井寿命。〔3〕帮助二次采油。压裂对于二次采油的油田有两个重要作用：一是在确定压力下提高注水井的吸水量；二是为生产井供给高流通力气的通道，增大注气或注水效率。〔4〕排出油田盐水。油井大量产出盐水，严峻限制了原油的生产。通过水力压裂可以在任何一个地方打出低压高注水量的井，供回注盐水使用。8、答：麦克斯韦尔模型弹簧和阻尼器串联而成凯尔文模型弹簧和阻尼器并联而成柏格斯模型麦克斯韦尔模型和凯尔文模型串联而成9、答：岩石应力一应变全过程曲线只有在刚性试验中才能做出，如以下图，典型岩石应力-应变全过程曲线一般可以分为5个阶段来描述其性质：①oa即应变随应力的增大而减小，形成这一特性的主要缘由是：存在于岩石内部—2 —的微裂隙在外力作用下发生闭合所致。②ab阶段，弹性变形阶段。这一阶段的应力一应变曲线根本呈直线。③be增大曲线呈下凹状，明显的表现出应变增大〔软化〕的现象。进入了塑性阶段，岩石将产生不行逆的塑性变形。同时d3d33的增大表现得更明显。④ed具有确定的承载力气，而这一承载力将随着应变的增大而渐渐减小，表现出明显的软化现象。⑤d点以后为摩擦阶段。它仅表现了岩石产生宏观的断裂面之后，断裂面的摩擦所具有的抵抗外力的力气。五、计算题1、解：①对于半径为1mm的矿物小球立方积存的岩石，取其边长2mm1个矿物小球：413132310.520.4848%412ssa2321.57(mm2/mm3)②对于半径为1cm2cm的1个矿物小球：431312310.520.4848%ssa4122321.57(cm2/cm3)0.157mm2/mm3—3 —③经计算可知，对于半径不同的一样粒径的矿物小球按立方积存时，其孔隙度都为48%，但孔隙比外表积都缺不一样。岩石的颗粒越细，孔隙比外表积越大。2、解:(1a-T直角坐标系中画出岩石的强度曲线，并在轴上选取a3=200kpa;(2a点并与强度曲线i相切与mci;圆ciab点，依据莫尔应力圆的概念，线段ob长度等于岩体在围岩应力a条件下的极限强度rc