岩石水力致裂的孔隙压力（梯度）作用机制研究

摘要

岩石水力致裂在大量的工程实践中具有重要的应用,因此有必要对诸多岩石工程的共同的基础性问题(孔隙压力作用机制)开展研究。本文以岩石孔隙结构为研究对象,在参与导师大量水力致裂试验和现场项目的基础上,对渗透孔隙压力作用下岩石细观结构破坏过程进行了分析,试验研究了孔隙压力作用下水压裂缝形态与破裂压力参数等,并对孔隙压力作用机理进行了理论研究和应用分析。
　　根据大量的水力致裂的试验和现场实践,结合岩石的孔隙结构特征,简要分析了岩石孔隙压力梯度作用下水力致裂的微裂纹扩展形成宏观裂纹这一过程,以及影响岩石水力致裂的主要因素:岩石的力学性质、岩石的受力环境、水力致裂工艺以及钻孔布置方式等。由此,设计单因素试验研究了岩石孔隙水压力对岩石水力致裂破裂压力的影响,同时分析了相应条件下的岩石水压裂缝破裂形态、水压力曲线和声发射信号等。结果表明:受岩石孔隙压力影响,相同围岩应力条件下的岩石水力致裂的破裂压力将随孔隙压力的增大而增大。
　　在前人研究基础上,运用渗流力学等分析了渗透孔隙压力作用下岩石水力致裂的破坏,建立了考虑岩石孔隙压力与渗流的水力致裂破裂压力计算模型,从水气驱替的角度分析了岩石细观结构破坏与宏观渗透水压区扩展和裂缝扩展之间的关系。最后对建立的模型的适用条件和优缺点进行了分析。

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变量注释表

1 绪论

1.1问题的提出（Introductionof the Problem）

1.2研究现状及发展趋势（Present Research Status sand Trend in Development）

1.3本文研究内容和研究方法（Research Constants and Methods ofthe Thesis）

1.4主要创新点（Main Innovative Points）

2 岩石水力致裂的细观破裂及影响因素

2.1岩石水力致裂的细观破裂（Microscopic fracture ofrock hydraulic fracturing）

2.2 岩石水力致裂的影响因素（ Factors of rock hydraulic fracturing）

2.3 本章小结（Summary）

3 孔隙压力（梯度）对岩石水力致裂的影响

4 基于孔隙压力（梯度）影响的岩石水力致裂机制

4.1 考虑孔隙压力（梯度）与渗流作用的破裂机制（ Rupture mechanismbased onpore pressure (gradient) andseepage）

4.2渗透水压力前沿范围（Frontierof thepermeate water pressure）

4.3破裂压力公式的应用分析（Applicationanalysisof the fracturing pressure formula）

4.4 本章小结（Summary）

5 结论

参考文献

作者简历

一、基本情况

二、学术论文

三、获奖情况

四、专利

五、研究项目

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