岩石应力

摘要： 针对超临界二氧化碳(SC-CO2)射流压力和温差的协同破岩机制,建立了热流固耦合岩石应力计算模型,验证了模型的有效性,研究了SC-CO2、水和氮气射流的流场和岩石应力随喷距的变化.随着喷距增加,SC-CO2射流压力减小,射流温差增大;SC-CO2射流压力高于氮气射流,与水射流相差不大;无因次喷距大于10时,SC-CO2射流温差分别约是水和氮气射流的5倍和2.5倍以上;更大的温度应力是SC-CO2射流破岩效果优于水和氮气射流的主要原因,SC-CO2射流时有更大的岩石应力、有效破岩喷距和破岩面积;喷距较小时SC-CO2射流压力起主要破岩作用,喷距较大时射流温差起主要破岩作用;SC-CO2短时间射流下岩石表面产生拉伸和剪切破坏,长时间射流下岩石内部同时产生大面积的拉伸破坏,SC-CO2射流是一种高效的体积破岩方法.

摘要： 钻井过程中,由于水基钻井液化学渗透作用的影响,泥页岩井壁更加不稳定.钻井液与地层水不仅存在压力差,而且还存在渗透水化,这些因素都成为控制泥页岩井壁稳定的重要考虑因素.本文建立力学-化学耦合作用下井壁周围应力分布模型,采用有限差分法求解该模型,得出井壁周围应力分布,利用破坏准则计算井壁坍塌压力,得出合理的防塌钻井液密度,研究井周应力分布和坍塌压力的时间效应,对实际钻井有一定的理论指导意义.

摘要： 山东张马屯铁矿作为安全开采近50a的大水矿山,注浆帷幕作为人工隔水屏障在防治地下水危害方面发挥了重大作用.随着帷幕内矿石的开采,帷幕区域岩体内部应力场会重新分布,造成帷幕岩体承压增加,影响到帷幕稳定.为有效查找帷幕薄弱区,首先分别采用了微震监测技术、水文地质分析、瞬变电磁探测等方法进行了综合探测分析,确定了大帷幕南段(D34～D41)、大帷幕西南段(D50～D56)、大帷幕西段(D70～D92)为大帷幕阻水性能薄弱区段;然后针对各开采中段巷道布置情况以及帷幕薄弱区补漏治理的难易程度,确立了南北分区依次治理的总体思路,即将西南区D50～D56帷幕薄弱部位、北区J30～D117、D120～D125、D131～D141帷幕薄弱部位作为重点治理区域,并采用了适用于动水封堵的GXJ系列新型速凝水泥基注浆材料进行注浆治理.研究表明:靶向注浆技术在方向性、目的性方面优于传统注浆方法,有助于减少无用工程量及水泥等注浆材料的使用量,工程实施后形成了连续、封闭的帷幕阻水带,有效隔离了来自顶部岩溶水及基岩裂隙水、底部大理岩岩溶承压水,为矿体安全开采提供了保障.

摘要： Numerical simulation was conducted to analyze the influence of energy storage, operation frequency, elastic modu-lus, and stress in rocks on effective repeated pulse shock waves for well stimulation. The simulation results show that, in the case with low energy storage, only plug removal can be achieved with no reservoir fracturing, while in the case with high en-ergy storage, micro fractures can be generated that can induce reservoir fracturing and increase the formation permeability. With the increase of the number of operations, the effective influence distance of the shock wave can be increased continuous-ly to a maximum value. After that, it remains constant. The rock stress has a great effect on the performance of the shock wave. With the increase of the rock stress, the effective distance of the shock wave decreases logarithmically, and when the rock stress is low and the elastic modulus is high, the effective distance increases as the number of operations increases. When the rock stress is high, the operation frequency and elastic modulus have little effect on the effective distance. The re-peated strong shock wave can enhance plugging removal and increase production or injection of wells for the reservoir with large elastic modulus and low rock stress. In practical applications, the operation frequency can be optimized based on spe-cific reservoir conditions.%利用数值模拟方法，分析储能、作业次数、弹性模量、地应力对重复脉冲冲击波有效作用效果的影响。结果表明：低储能时无法致裂储层，以解堵为主，高储能时可以使储层产生微裂缝提高渗透率；随着作业次数的增加，冲击波有效作用距离不断增加至最大值，此后再增加作业次数，有效作用距离基本不变；地应力对有效作用距离影响比较明显，随着地应力的增加，有效作用距离呈对数规律减小；在地应力较小、弹性模量较大时，随着作业次数增加有效作用距离增大，但试验表明作业次数增加会使储层软化，减小弹性模量，降低冲击波作业效果；当地应力较大时，弹性模量和作业次数对有效作用距离基本无影响，因此重复强冲击波对弹性模量大、地应力小的储层解堵、增产、增注效果较好，且存在一个合理的冲击波作业次数。实际应用时应根据储层参数选井，优化冲击波作业参数。

摘要： 本文基于损伤力学理论建立了水力压裂岩体非线性损伤力学模型,从而确定了水力压裂裂缝周围岩石应力分布情况,研究结果表明:裂缝周围损伤应力分布是一个先增大,后减小的再增加的过程;距离井筒近的地区,应力波动大,距离越远,应力波动趋于平稳,应力值趋于稳定值.

摘要： 1俄罗斯资源委员会的建议2007年2月1日在俄罗斯资源委员会中央委员会石油分会会议上俄罗斯资源委员会成员听取了戈戈宁科夫和齐穆尔基耶夫A关于"西西伯利亚中部走滑形变及其在普查、勘探和开发油气田中的作用"的报告。特别是主管部门要求在报告中提出的问题在实际工作中进一步发展和利用,以便优化油气田的勘探工作,更有效地利用已发现的烃类资源。根据会议纪要,俄罗斯资源委员会中央委员会在自己的3948号纪要中提出了一

摘要： This paper presents the in-situ test results on the basis of the previous research. The in-situ tests showed that the deformation,the stress change and the microcrack initiation occurred in the the rock mass at didtance of 1.2 times of the diameter of diversion tunnel ahead of the excavation front,and the stress changed greatly in the rock mass 2-10 m behind tunnel front. The data of acoustic emission indicated that the rock mass in the range from 5 m ahead of the tunnel frount to 10 m behind the tunnel front produced the most acoustic emission energy during tunnelling and the acoustic emission was largely stable when the tunnel front was 10 m ahead of the acoustic emission monitoring section. The results of the optical fiber Bragg grating monitoring indicated that some closed cracks the rock mass close to the wall with serious excavation damage and subcritical crack growth reopened or further propagated even when the tunnel face effect disappeared. The most serious excavation damage occurred on the right spandrel and the damage zone was about 3 m in depth. The results from the multipoint displacement meter monitoring showed that the deformation of surrounding rock during tunnel excavation was not siginificant. The monitoring of deep tunnelling should therefore mainly focused on the measurement of excavation damage zone,stress in the rock bolts,stress in rocks,optical fiber Bragg grating and acoustic emission measurement and supplemented with a small number of multi-point displacement meters.%在已有研究的基础上介绍原位试验的监测成果。本次原位试验显示引水隧洞掘进过程中，掌子面前方1.2倍洞径的围岩即会产生位移和应力变化，同时也会产生一些微破裂，掌子面后方0～10 m的范围是应力变化最剧烈的区段。声发射监测显示掌子面前方-5 m至掌子面后方10 m的范围是围岩损伤破裂密集产生的区段，掌子面后方超过10 m区段围岩的损伤破裂基本趋于稳定。光纤光栅监测成果显示靠近洞壁破围岩损伤比较严重的区域会出现滞后破裂现象，即掌子面效应完全消失后，一些浅表层的微裂纹会仍会形成宏观裂纹。引水隧洞开挖后右侧拱肩的围岩损伤最为严重，深度约3 m。多点位移计测试成果显示隧洞开挖过程中围岩的变形问题并不突出，深埋隧洞的监测工作应以松动圈测试、锚杆应力监测、围岩应力监测、光纤光栅监测和声发射监测为主，辅以适量的多点位移计监测。

摘要： 随着我国经济和社会的发展,在岩溶地区兴建的高层建筑越来越多,如何保证岩溶地基的安全成为工程建设的重要课题.本文针对岩溶地基上建筑物局部桩体质量存在缺陷的问题,建立局部桩基缺陷有限元模型进行分析并与完整情况比较,研究桩底岩石应力的变化规律.

摘要： "地震是如何孕育发生的"是尚未解决的科学难题.学者们认为,地震孕育是应力场调整的结果,与周边地震活动性增强是分不开的.本文基于前人学者空区理论，应用岩石莫尔-库伦破裂准则思想，来分析2013年7月22日甘肃崛县6. 6级地震孕育过程的，旨在探讨“智慧地震”在分析地震活动性方面的应用和方法。通过综合分析，笔者认为，结合空区理论，应用“莫尔一库伦破裂法则”，对打破9级平静地震一定范围内的地震活动性进行分析，可预测某一时段地震发生的强度。

摘要： 随着科学技术的发展,国内地下矿山下潜深度随之不断加大,近地表采空区也逐渐增多,矿区地下岩石应力结构发生显著变化,深井塌方、岩爆现象时有发生,这些不可抗拒的灾害对于井下采矿作业造成了重大的影响.行之有效的预警措施迫在眉睫.微震监测系统的应用改变了这一现象,但是面对复杂的水文地质条件,微震监测系统的传输效率受到严重影响.光纤技术的特点克服了复杂条件下的传输,保证了监测预警的准确性,解决了深井作业下安全生产的问题.介绍了光纤传输的优势、传输原理,同时概述了微震监测的作用、结构及其数据分析.

摘要： 机械比能是钻井过程破碎单位体积岩石所消耗的能量.本文将脉冲射流水力能量引入到机械比能模型并利用此模型分析了脉冲射流钻井提速机理.根据机械比能理论,脉冲射流钻井主要的提高钻速机理为改变井底岩石应力状态和提高清岩效率.结合两个油田实例,分析了脉冲射流钻井机械比能模型在评价钻井效率和实时鉴定井底工况中的应用.每个例子的钻井数据都是在相同地层以及相似的钻井操作参数下得到的.测试结果表明脉冲射流钻井相比于常规钻井有更高的岩石破碎效率.通过实时计算的机械比能数据可以实时判断脉冲射流钻井的井底工况及时发现井下异常.该模型基于能量守恒理论,计算简单、稳定及鲁棒性高.利用该模型可以很好地为脉冲射流钻井方式的推广应用提供理论支持.

摘要： 井斜控制已成为气体钻井的一项瓶颈技术.由于气体钻井没有钻井液的润滑作用且存在负压差,使得气体钻井比起常规钻井液钻井井斜更为严重,并且井斜原因也不同于常规钻井.本文在充分调研现有研究结果的基础上,分别从岩石应力分布、破岩机理、井径扩大、地层出水等方面对气体钻井井斜的影响规律进行了理论分析.结果表明,除了常规钻井液钻井影响井斜的因素外,气体钻井条件下井底岩石的应力状态改变、体积破坏时井底岩石与钻头接触平面的不均衡性和井径扩大是气体钻井易于井斜的主要原因。

摘要： 本研究在250T的MTS815全数字型液压伺服试验系统上对岩石在不同围压条件下进行了受压试验，发现随着围压的增大,应力—应变全曲线的峰值应力与应变均有很大的提高,且峰值后岩石软化程度提高,但弹性模量基本不变。在此基础上,利用连续力学损伤理论和统计强度理论,基于岩石三轴应力应变试验曲线建立了反映岩石破裂全过程的统计损伤本构模型。在建立本构模型过程中,通过岩石破裂过程应力应变全曲线的几何边界条件,即利用应力应变曲线峰值点的峰值应力、峰值应变确定本构模型的参数表达式,并通过拟合确定围压与峰值应力、峰值应变的关系,确定围压与本构模型参数的关系,所得模型可以较好地反映三轴受压状态下岩石的应力-应变关系。

摘要： 本研究在250T的MTS815全数字型液压伺服试验系统上对岩石在不同围压条件下进行了受压试验，发现随着围压的增大,应力—应变全曲线的峰值应力与应变均有很大的提高,且峰值后岩石软化程度提高,但弹性模量基本不变。在此基础上,利用连续力学损伤理论和统计强度理论,基于岩石三轴应力应变试验曲线建立了反映岩石破裂全过程的统计损伤本构模型。在建立本构模型过程中,通过岩石破裂过程应力应变全曲线的几何边界条件,即利用应力应变曲线峰值点的峰值应力、峰值应变确定本构模型的参数表达式,并通过拟合确定围压与峰值应力、峰值应变的关系,确定围压与本构模型参数的关系,所得模型可以较好地反映三轴受压状态下岩石的应力-应变关系。

摘要： 本研究在250T的MTS815全数字型液压伺服试验系统上对岩石在不同围压条件下进行了受压试验，发现随着围压的增大,应力—应变全曲线的峰值应力与应变均有很大的提高,且峰值后岩石软化程度提高,但弹性模量基本不变。在此基础上,利用连续力学损伤理论和统计强度理论,基于岩石三轴应力应变试验曲线建立了反映岩石破裂全过程的统计损伤本构模型。在建立本构模型过程中,通过岩石破裂过程应力应变全曲线的几何边界条件,即利用应力应变曲线峰值点的峰值应力、峰值应变确定本构模型的参数表达式,并通过拟合确定围压与峰值应力、峰值应变的关系,确定围压与本构模型参数的关系,所得模型可以较好地反映三轴受压状态下岩石的应力-应变关系。

摘要： 本研究在250T的MTS815全数字型液压伺服试验系统上对岩石在不同围压条件下进行了受压试验，发现随着围压的增大,应力—应变全曲线的峰值应力与应变均有很大的提高,且峰值后岩石软化程度提高,但弹性模量基本不变。在此基础上,利用连续力学损伤理论和统计强度理论,基于岩石三轴应力应变试验曲线建立了反映岩石破裂全过程的统计损伤本构模型。在建立本构模型过程中,通过岩石破裂过程应力应变全曲线的几何边界条件,即利用应力应变曲线峰值点的峰值应力、峰值应变确定本构模型的参数表达式,并通过拟合确定围压与峰值应力、峰值应变的关系,确定围压与本构模型参数的关系,所得模型可以较好地反映三轴受压状态下岩石的应力-应变关系。

摘要： 岩石三轴压缩试验中,峰值应力和应变是应力-应变曲线重要的控制数据,通常情况下,随着围压的增大,峰值应力和应变也会相应增大.试验结果表明,围压与峰值应力、应变之间并非简单的线性关系.本文提出采用BP神经网络建立围压与峰值应力、应变非线性关系的方法.通过实例,说明所提方法是可行的.

摘要： 本发明属于钻孔设备技术领域，提出了一种岩石制裂钻头，包括管体，刀体组件滑动设置在管体内，出刀孔开设在管体上，刀体组件从出刀孔内伸出或进入，调速杆滑动设置在管体内，且一端用于与刀体组件接触，调速阀设置在调速杆远离刀体组件的一侧，顶头一端滑动设置在管体内，调速阀、顶头和管体内壁之间设置有油腔，顶头挤压油腔内的油经过调速阀后作用于调速杆。通过上述技术方案，解决了现有技术中操作繁琐，危险系数高的问题。

摘要： 一种岩石三轴压缩下识别闭合应力和启裂应力的试验方法，步骤为：制备岩石试样；粘贴应变片；在应变片漆包线上外接带有转换接头的延长线；通过热缩套密封包裹岩石试样；将密封后的岩石试样送入压力室；应变片通过延长线及压力室数据接口与应变采集仪相连以建立多通道应变采集系统；封闭压力室并开展三轴压缩试验，通过多通道应变采集系统监测岩石试样变形，建立岩石试样的局部偏应力‑轴向应变‑时间曲线；引入岩石试样的局部损伤因子；建立岩石试样的局部损伤因子‑偏应力曲线；分析局部损伤因子差异性并划分岩石的裂隙闭合阶段、弹性变形阶段、裂隙稳定扩展阶段和裂隙加速扩展阶段；引入局部损伤因子差异性指数，精确识别闭合应力和启裂应力。

摘要： 本发明公开了一种基于矩张量分析的岩石起裂应力与损伤应力辨识方法，涉及岩石物理力学性质测试技术领域，以声发射震源定位为基础，通过采用矩张量分析方法，将声发射震源分为剪切、张拉与混合三种类型震源。在此基础上，以岩石微裂纹压密阶段之后的震源为分析对象，研发了基于不同类型震源数快速增长起点对应应力的起裂应力σci与损伤应力σcd辨识方法。该方法不仅克服了传统声发射测量岩石起裂应力与损伤应力，存在辨识结果受声发射采集参数设置等人为影响，而且建立了起裂应力、损伤应力与岩石破坏过程中微裂纹类型之间的联系，具有物理意义明确的特征，是基于声发射测量岩石起裂应力方法的有效补充。

摘要： 本发明公开了一种应力条件下多孔岩石有效应力系数与孔隙率同时测试方法，该测试方法通过孔压加载泵对岩石试样孔隙加压，同时定位泵内活塞位置记录泵内流体体积，利用泵内流体体积变化数据得到岩石试样孔隙体积数据，通过标准圆柱钢样标定试验消除试验设备孔压回路耗损流体体积对孔隙体积测量造成的误差。利用外部荷载和孔压加载过程中的岩石应变数据、应力数据以及孔隙体积变化数据得到岩石的有效应力系数和孔隙率参数。本发明通过改变不同的围压条件、偏压条件以及孔压条件，可测试多孔岩石在不同应力条件下的有效应力系数和孔隙率。

摘要： 本发明提供了一种确定岩石起裂应力的方法、设备及存储设备，其方法包括：确定裂纹损伤应力；计算岩样从初始加载至所述裂纹损伤应力之间的相对压缩应变和同一轴向应力时的相对压缩应变差；绘制相对压缩应变差‑轴向应力关系曲线；确定裂纹起裂应力。一种确定岩石起裂应力的设备及存储设备，用于实现基于相对压缩应变确定岩石起裂应力的方法。本发明根据绘制的相对压缩应变差‑轴向应力关系曲线，能够确切的得到相对压缩应变差‑轴向应力关系曲线的峰值点，从而确定峰值点对应的轴向应力，即裂纹起裂应力，对于描述岩石的力学性质、确定岩石的强度准则、理解岩石的渐进破坏过程及预测岩石开挖工程中常见的劈裂现象具有重要意义。

摘要： 本发明属于钻孔设备技术领域，提出了一种岩石制裂钻头，包括管体，刀体组件滑动设置在管体内，出刀孔开设在管体上，刀体组件从出刀孔内伸出或进入，调速杆滑动设置在管体内，且一端用于与刀体组件接触，调速阀设置在调速杆远离刀体组件的一侧，顶头一端滑动设置在管体内，调速阀、顶头和管体内壁之间设置有油腔，顶头挤压油腔内的油经过调速阀后作用于调速杆。通过上述技术方案，解决了现有技术中操作繁琐，危险系数高的问题。

摘要： 本发明公开了一种确定岩石裂纹起裂应力和损伤应力的方法及系统，用于岩石工程中的现场围岩剥落强度估计技术领域，包括以下步骤：获取待测岩石试验样本；对试验样本进行单轴压缩试验，确定试验样本的试验数据；分别做轴向应力、轴向应变随时间变化的关系曲线并进行曲线拟合，求出拟合后的曲线导数表达式；根据弹性力学理论确定岩石样本的轴向裂纹扩展速率表达式，并将曲线导数表达式代入轴向裂纹扩展速率表达式中，求出轴向裂纹扩展速率；构建函数曲线，并根据曲线第一函数零点、第二函数零点分别确定裂纹起裂应力和损伤应力。本发明能够避免了传统起裂应力、损伤应力计算方法因主观判断带来的误差，且方法简单、适用范围广泛，结果准确。

摘要： 本发明公开了一种基于矩张量分析的岩石起裂应力与损伤应力辨识方法，涉及岩石物理力学性质测试技术领域，以声发射震源定位为基础，通过采用矩张量分析方法，将声发射震源分为剪切、张拉与混合三种类型震源。在此基础上，以岩石微裂纹压密阶段之后的震源为分析对象，研发了基于不同类型震源数快速增长起点对应应力的起裂应力σci与损伤应力σcd辨识方法。该方法不仅克服了传统声发射测量岩石起裂应力与损伤应力，存在辨识结果受声发射采集参数设置等人为影响，而且建立了起裂应力、损伤应力与岩石破坏过程中微裂纹类型之间的联系，具有物理意义明确的特征，是基于声发射测量岩石起裂应力方法的有效补充。

摘要： 一种岩石三轴压缩下识别闭合应力和启裂应力的试验方法，步骤为：制备岩石试样；粘贴应变片；在应变片漆包线上外接带有转换接头的延长线；通过热缩套密封包裹岩石试样；将密封后的岩石试样送入压力室；应变片通过延长线及压力室数据接口与应变采集仪相连以建立多通道应变采集系统；封闭压力室并开展三轴压缩试验，通过多通道应变采集系统监测岩石试样变形，建立岩石试样的局部偏应力‑轴向应变‑时间曲线；引入岩石试样的局部损伤因子；建立岩石试样的局部损伤因子‑偏应力曲线；分析局部损伤因子差异性并划分岩石的裂隙闭合阶段、弹性变形阶段、裂隙稳定扩展阶段和裂隙加速扩展阶段；引入局部损伤因子差异性指数，精确识别闭合应力和启裂应力。

摘要： 本发明公开了一种应力条件下多孔岩石有效应力系数与孔隙率同时测试方法，该测试方法通过孔隙压力加载泵对岩石试样孔隙加压，同时定位泵内活塞位置记录泵内流体体积，利用泵内流体体积变化数据得到岩石试样孔隙体积数据，通过标准圆柱钢样标定试验消除试验设备孔压回路耗损流体体积对孔隙体积测量造成的误差。利用外部荷载和孔隙压力加载过程中的岩石应变数据、应力数据以及孔隙体积变化数据得到岩石的有效应力系数和孔隙率参数。本发明通过改变不同的围压条件、偏压条件以及孔隙压力，可测试多孔岩石在不同应力条件下的有效应力系数和孔隙率。