中國石油大學巖石力學模擬精彩試題

1/39word《巖石力學》練習題一、名詞解釋分支，是探討巖石和巖體對其四周物理環(huán)境中力場的反響。靜水壓力；其數(shù)值與該處上覆巖石的總重量相等，稱為靜巖壓力，其大小可用P=ρghPhρ〕與平均重力加速度〔g〕的乘積。二、簡答題巖石具有哪三種特性？理以至于斷層等不連續(xù)面；③各向異性。怎樣理解巖石的多相體？所以巖石是多相體。巖石力學的簡單性表現(xiàn)在什么地方？強度比較小；⑷地下水的影響；⑸風化；⑹巖體外載的不確定。鉆井中有哪些問題與巖石力學有關？括巖石的剪切破壞與抗壓破壞等。一、選擇題1、在地下，巖石所受到的應力一般為〔BwordA、拉應力 B、壓應力 C、剪應力二、名詞解釋1、什么是面力？什么是體力？所謂面力指的是作用在物體外表上的力，如壓力、摩擦力等。2、什么是正應力？什么是剪應力？面的面積得到的值就是剪應力值。三、簡答題1、應力的正負是怎樣規(guī)定的？為正，反之為負。2、一個點的平衡狀態(tài)需滿足哪兩個平衡？3、怎么理解受力單元體？找到受力單元體破壞的方位，從而對整體巖石的破壞進展分析。4、應力的兩個下標各表示什么含義？向。由于正應力的兩個下標一樣，所以可用一個下標來表示。5、畫出二維應力受力體的受力圖。所謂二維應力狀態(tài)，是指與第三角標有關的應力重量皆為零的狀態(tài)，即33=32=31=0這也就是通常所指的平面應力狀態(tài)。word6、什么是剪應力互等定理？方向相反。7、什么是主應力和主平面？正應力稱為主應力，主應力所在的平面稱為主平面。8、什么是莫爾應力圓？莫爾應力圓由莫爾〔Mohr1914年提出。以正應力〔σ〕和剪應力〔τ〕為直角坐標系的圓上各點表示點在不同方位上的應力狀態(tài)。其圓心為［(σ1+σ3)/2,0(σ1-σ3)/2，與σ軸交于兩點，即σ1和σ3。不同的應力狀態(tài)可用一系列的圓來表示。四、計算題1、假設知道了地下巖石某一點的平面應力狀態(tài)如下： 20MPa,x 10MPa,y

10MPa畫出應力莫爾圓；1

,max應力莫爾圓τ3/39 σwordword4/3912122y2xxyyx122010210102max

r

11.2(MPa)xY xY1 2

r

20102

11.226.2(MPa)2、假設知道了地下巖石某一點的平面應力狀態(tài)如下： 20MPa,x 10MPa,y

10MPa〔1〕畫出應力莫爾圓；〔2〕計算 ,1

,2 maxτσ解：(1)τσ1212 22xyxyyx122010210102max

r

11.2(MPa)xY xY1 2

r

20102

11.226.2(MPa) x 2 2

r

201011.23.8(MPa)2其次章巖石組成與巖石物理性質(zhì)一、填空題1二、選擇題1、如下關于孔隙度的大小排列正確的答案是〔C〕>流淌孔隙度>連通孔隙度B、流淌孔隙度>連通孔隙度>確定孔隙度C、確定孔隙度>連通孔隙度>流淌孔隙度D〕A脆性材料B延性材料C堅硬材料D脆性材料，但圍壓較大時，會呈現(xiàn)延性特征33C〕。巖體的強度和彈性模量與試件的尺寸沒有什么關系巖體的強度和彈性模量隨試件的增大而增大的現(xiàn)象巖體的強度和彈性模量隨試件的增大而削減的現(xiàn)象三、推斷改錯題微孔隙和裂隙屬于次生孔隙?！痢０选捌渲形⒖紫定暩臑椤捌渲腥芪g孔隙〞。2、巖石分為沉積巖、變質(zhì)巖、火成巖三類，化石存在于這三類巖石中?！痢０选斑@三類巖石〞改為“沉積巖〞。3、以下三種孔隙度的關系為：確定孔隙度〉連通孔隙度〉流淌孔隙度?！?。44、巖體的滲透率是表征巖體介質(zhì)特征的函數(shù)，與流體性質(zhì)無關?！趟摹⒚~解釋1、重力密度是指單位體積中巖石的重量，通常簡稱為重度。這個指標通常kN/m3。2、巖石的孔隙比和孔隙度

與固體體積Vs之比。其公式為e VvVvsΦVvV的比值，以百分率表示。其公式為

V V

〔%〕孔隙比和孔隙率存在如下關系：e 13、巖石的滲透性了巖石中裂隙間相互連通的程度。4、巖石由石英、長石、和云母顆粒組成的。5、砂巖的雙孔隙砂巖的雙孔隙包括原生孔隙和次生孔隙。6、巖石的粒度組成巖石的粒度組成是指構成巖石的各種大小不同的顆粒含量，以百分數(shù)表示。7、巖石的比外表積五、簡答題1、依據(jù)孔隙度值來劃分或評價儲集層，其標準是什么？依據(jù)孔隙度值來劃分或評價儲集層，其標準是：φ<5% 極差儲層5%<φ<10% 差儲層10%<φ<20% φ>20% 特好儲層2、怎樣判別侵入巖和噴出巖？顆粒的粗細來判別侵入巖和噴出巖。3、沉積巖是經(jīng)過哪些作用形成的？結晶、交代作用形成的。4、什么是巖石的變質(zhì)作用？之為變質(zhì)過程，相應的這一作用叫做變質(zhì)作用。5、什么是成巖旋回？三類巖石之間可以相互轉變。成巖旋回圖6、巖石的物理性質(zhì)主要由哪三個方面的因素打算的？一般說來，巖石的物理性質(zhì)主要由三個方面的因素打算：飽和狀態(tài)和孔隙流體的性質(zhì)等；的裂隙和其它不連續(xù)界面等；第三，巖石所處的熱力學環(huán)境，包括溫度、壓力和地應力場等。7、什么是沉積巖的碎屑構造？舉例說明結物有鈣質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)等，像砂巖等。8、什么是沉積巖的結晶構造？舉例說明word列構造，原生孔隙小，如碳酸鹽巖、鹽膏巖等。9、什么是變質(zhì)巖的片狀構造？造成的明暗礦物間互帶，如片麻巖。10、碎屑沉積巖不同膠結物的膠結強度是怎樣一個挨次？六、計算題1cm的礦物效應。1mm2mm1個礦物小球：4

1323

10.520.4848%SSA

412 1.57(mm2/mm3)23 22cm的正方體，正1個礦物小球：4

13323

10.520.4848%SSA

412 1.57(cm2/cm3)0.157mm2/mm323 2第三章巖石的力學性質(zhì)與其影響因素一、填空題8/39wordword10/392、假設將巖石作為彈性體對待，表征其變形性質(zhì)的根本參數(shù)是〔彈性模量〕和3、當巖石孔隙度增大時，巖石強度〔降低4、巖石的破壞取決于物理環(huán)境，包括〔圍壓、溫度、應變率、中間主應力與孔壓強度(小)，彈性模量(小)。二、選擇題1、圍壓增加，巖石的彈性模量〔A 。A、增大 B、減小 不變2、巖石的峰值強度隨圍壓的增加而〔A。A、增大 B、減小 C、不變3、巖石的變形力量越大，巖石的〔B A、脆性 B、塑性 剛性4、剪脹(或擴容)表示〔D〕B裂縫漸漸閉合的一種現(xiàn)象C裂縫漸漸漲開的一種現(xiàn)象5、剪脹(或擴容)發(fā)生的緣由是〔D〕A巖石內(nèi)部裂隙閉合引起的 B壓應力過大引起的C巖石的強度大小引起的 6、巖石的抗壓強度隨著圍巖的增大〔A〕A而增大 B而減小 C保持不變 D會發(fā)生突變77、如下那個不是水對巖石力學性質(zhì)的影響〔A〕。A.連接作用B.潤滑作用C.孔隙水壓力作用D.弱化作用在巖石抗壓試驗中，假設加載速率增大，如此巖石的抗壓強度〔A〕A增大 B減小 C不變 D無法推斷10、巖石的本構關系是指C)。應變－時間關系應力－時間關系D.應力－應變－時間關系線模量和切線模量計算時所對應的應力取值為〔B〕AσB/2 Bσ10、巖石的本構關系是指C)。應變－時間關系應力－時間關系D.應力－應變－時間關系11、在應力應變?nèi)^程變化曲線的四個階段中，應變硬化現(xiàn)象發(fā)生在哪一階段C〕B、線彈性變化階段C、微裂開階段D、破壞階段1、在圍壓肯定的條件下，孔隙壓力越高，巖石的變形越大?！獭?2A〕×。“顯著減小〞改為“增大〞。3、圍壓越高，巖石的變形力量越大。√。4、圍壓用來描述巖石在地下所受的壓力環(huán)境。√。5、圍壓增加，巖石的彈性模量增大?！獭?6、巖石中的孔隙和裂隙越多，巖石的力學性質(zhì)越好。〔A〕×。把“越好〞改為“越差〞×。把“越好〞改為“越差〞7200℃下的力學性質(zhì)根本全都。×。把“根本全都〞改為“不全都〞。8、巖石的力學性質(zhì)主要是指巖石的變形特征和強度特征。√。9、巖石在常溫常壓下的變形特征與深層全都。×。把“全都〞改為“不全都〞。10、巖石應力應變的全過程曲線可以通過在常規(guī)試驗機上進展單軸壓縮試驗得到。過在常規(guī)試驗機上進展單軸壓縮試驗得到。四、名詞解釋1、巖石的本構方程的關系。2、巖石的彈性參數(shù)這種形變叫彈性形變。巖石的楊氏彈性模量〔EG積模量〔K〕和泊松比〔ν〕等是描述巖石彈性形變、衡量巖石抵抗變形力量和程度的主要參數(shù)。巖石最根本的彈性參數(shù)是彈性模量與泊松比。3、巖石的靜態(tài)彈性參數(shù)靜態(tài)泊松比，統(tǒng)稱靜態(tài)彈性參數(shù)。4、巖石的動態(tài)彈性參數(shù)彈性模量和泊松比不僅可以依據(jù)巖樣在施加載荷條件下的應力一應變關系稱動態(tài)彈性參數(shù)。5、巖石的楊氏模量和剛性模量F AL LAF AL LE E G6、巖石的體積模量和壓縮模量Q，靜巖壓力增量與體積應變的比值為體積模量。P PKQ1 2 3巖石的壓縮模量就是巖石的體積模量的倒數(shù)。7、巖石的泊松比泊松比〔ν〕表示為橫向相對伸長與縱向相對壓縮之比。設長為L，直徑為ddLLdddLL 8、應變硬化在巖石力學中將B點的應力稱為屈服應力。卸載后再重加載，如此沿曲R點以后隨著CR點以后再卸載又會BR點，這種現(xiàn)象稱為應變硬化。word9、巖石的剪脹(或擴容)非彈性變形，這種現(xiàn)象稱為擴容。10、應變軟化的要小，即應變后巖石變軟的現(xiàn)象。11、巖石的抗壓強度所需要的應力。又可分為巖石的單軸抗壓強度和三軸抗壓強度。12、有效應力Terzaghi(1933)分析飽和土時首先提出孔隙壓力與有效應力的概念。P(假設孔隙水不能自由排出)。所以飽和土中任一點應力為：”P有效應力為：

五、簡答題1、圍壓對巖石性質(zhì)有什么影響？①隨著圍壓的增加，巖石漸漸從脆性轉化為延性。13/39word加大，巖石的剩余強度漸漸增加，直到產(chǎn)生延性流淌。10％以上。性模量與泊松系數(shù)等都有肯定程度的提高。2、溫度對巖石性質(zhì)有什么影響？強度均要降低，其影響程度隨著巖石種類與受力狀態(tài)的不同而各異。使晶粒面簡潔產(chǎn)生滑移。③隨著溫度上升，巖石的彈性模量值漸漸減小。3、應變率對巖石性質(zhì)有什么影響？(dε/dt)表示。而破壞前應變?nèi)绱穗S著應變率降低而增加。彈性模量隨著應變率增加而增大。5、推斷脆性破壞和延性破壞的標準是什么？3％以下可作為脆性破壞，5％以上作為延性破壞，3-5％為過渡狀況。6、三軸壓機中，為什么要對試驗巖心進展密封包裹？由于施加圍壓的介質(zhì)是流體。不對試驗巖心進展密封包裹，流體就會布滿試驗裹。7、試分段說明典型巖石應力－應變?nèi)^程曲線的根本特征。14/39word石應力－應變?nèi)^程曲線一般可以分為四個階段來描述其性質(zhì)：裂隙在外力作用下發(fā)生閉合所致。②AB階段，彈性變形階段。這一階段的應力－應變曲線根本呈直線。③BC階段，微裂開階段。當應力值超出屈服應力之后，隨著應力的增大曲逆的塑性變形。階段，為裂開階段。雖然此時已超出了峰值應力，但巖石仍具有肯定象。8、剛性壓機有什么優(yōu)點？應力后的變形特性。六、計算題1、某地層巖樣做單軸強度試驗，應力應變關系曲線如以下圖，巖樣的直徑為50mm，試確定此巖心的楊氏模量、體積模量和泊松比？ 100E

1667(MPa)6%P PK

10000 3

1667(MPa)Q 1 2 3

0.060.020.02

15/39wordword16/39RA

2%6%

0.332、在試驗室中，3小時完成巖石試樣10%的應變，請計算應變率是多少？假設1年又是多少？d 10%

/sdt 33600

d 10% 10% 3.1109/sdt 365243600 3.2107一、填空題1、巖石的力學性質(zhì)取決于組成晶體、顆粒和〔膠結物〕之間的相互作用以與諸如〔裂縫、節(jié)理、層面和較小斷層〕的存在。2、在巖體中存在大量的構造面〔劈理、節(jié)理或斷層3、抗剪強度一般有兩種定義：一種是指〔試件在法向載荷作用下，巖石剪切破4〔巴西劈裂試驗〕方法來測定巖石的抗拉強度，假設試件破壞時的壓力為P，圓柱巖心的直徑為d，長度為l，如此試件的抗拉強度可用式子〔2p〕表示。dl5、在單向壓縮荷載作用下，巖石試件發(fā)生圓錐形破壞的主要緣由是〔試件兩端二、選擇題1、巖石的抗拉強度一般通過〔C 〕試驗獵取。A、直接拉伸 B、三軸試驗 C、巴西試驗2、一般狀況下，巖石的抗拉強度〔B 〕抗壓強度。A、等于 B、小于 C、大于3、庫倫-摩爾準如此表征巖石的〔B〕破壞形式。A、拉伸B、剪切C、壓縮4.劈裂試驗得出的巖石強度表示巖石的〔B〕A抗壓強度B抗拉強度C單軸抗拉強度D剪切強度5、格里菲斯準如此認為巖石的破壞是由于〔A〕A拉應力引起的拉裂破壞B壓應力引起的剪切破壞C壓應力引起的拉裂破壞D剪應力引起的剪切破壞6、在巖石單向抗壓強度試驗中，巖石試件長與直徑的比值h/d和試件端面與承B〕Ah/d較大，摩擦力很小 Bh/d較小，摩擦力很大Ch/d的值和摩擦力的值都較大 Dh/d的值和摩擦力的值都較小77、巖體的強度小于巖石的強度主要是由于〔A〕。巖體中含有大量的不連續(xù)面巖體中含有水巖體為非均質(zhì)材料巖石的彈性模量比巖體的大8、在缺乏試驗資料時，一般取巖石抗拉強度為抗壓強度的〔B〕A1/2-1/5 B1/10-1/50 C2-5倍 D10-50倍三、推斷改錯題12。2〞改成“2~3〞。3、試驗室對巖石的抗拉強度的獵取分為直接法和間接法兩種。其中直接法俗稱巴西劈裂試驗法。×。直接法改成間接法四、名詞解釋1、巖石強度是指巖石不致產(chǎn)生破壞而能抵抗的最大應力。2、巖石試驗的端面效應由于壓力機壓頭與試件端面間的摩擦大小不同，造成巖石試件裂開型式的不X性裂開；假設直接在壓力機上加載如此巖石試件呈剪切裂開或?qū)斿F形裂開。3、巴西劈裂試驗、各向同性的彈性體，用彈性理論即可得出抗拉強度為： 2Pt d1d為試件直徑，1為試件厚度，P為破壞載荷。五、簡答題1、分析影響巖石試件單向抗壓強度的主要外在因素。影響巖石試件單向抗壓強度的主要外在因素：①試驗機加載端鐵板的剛度；②試件的外形；③試件的尺寸；④試件的高徑比；⑤試驗加載速度。并指出消退這種破壞形式的根本措施。件。3、為什么承受直接法測巖石拉伸強度比較麻煩？word布的拉應力狀態(tài)之中，而不使試件產(chǎn)生彎曲或扭轉。假設試件破壞時的拉力為Pt，如此試件的抗拉強度Pt可用下式表示：P tPt A因此，一般承受間接法進展拉伸破壞試驗。5、楔形簡潔剪切儀測定抗剪強度的原理是什么？楔形簡潔剪切儀，主要裝置如如以下圖所示，將長方柱體〔10×10×15cm)試件放置在剪切儀中，在壓力機上施加壓力進展剪切破壞試驗。簡潔剪切儀裝置圖截面剪斷，一般在剪切裝置上下與壓力摩擦阻力。當試件產(chǎn)生剪切破壞時，裂開面上的剪應力與正應力分別為：T

N

PcosA A N A A上式中，P為試件產(chǎn)生剪切破壞時的載荷；T為作用在剪切破壞面上的剪力；A為剪切破壞面面積；α為水平面與剪切破壞面之間的夾角。α進展試驗。當剪切破壞時，對應每一個α值可以得到一對σ與τ值，在σ~τ坐標系中繪出不同α19/39word巖石剪切強度曲線6、三軸試驗測定抗剪強度的原理是什么？內(nèi)，施加肯定的側向壓力(σ3)，然后施加垂直壓力〔σ1可得到巖石破壞時σ1與σ3值。三軸應力儀裝置圖1一壓力室； 2一密封裝置；3一球面底座；4一壓力輸入口；5一排氣口； 6一側向壓力；7一試件； 8一壓力機施加垂直壓力于是在σ~τ坐標系中可畫出一個破壞應力圓。用一樣巖石的試件進展不同側向壓力σ3與垂直壓力σ1的破壞試驗，這樣可得到一系列不同的σ1與σ3值，20/39word度曲線。o 三軸試驗的剪切強度曲線C。六、計算題1、某均質(zhì)巖石的強度線 ctg，其中c=400Kpa，φ=30°。試求此巖體f在側向圍巖壓力3=200KpaRc解：〔1〕在σ-τ直角坐標系中畫出巖石的強度曲線，并在軸上選取σ3=200Kpa；AIMCI；〔3〕圓CI與σB點，依據(jù)莫爾應力圓的概念，線段OB長度等于巖體在圍σ3Rc，可得：Rc=2000Kpa；21/39wordword24/39〔4〕連接AM線段，得α=60°，此角為巖體內(nèi)破壞面與σ3方向的夾角；〔5〕在巖體上以σ3方向為基準，逆時針方向轉動α/2，由于由σ軸轉往切點MSS2、某某巖的抗剪強度試驗，當 6Mpa， 10Mpa時， 19.2Mpa，n1 n2 n1 22Mpa。該巖石作三軸抗壓強度試驗時，當側向應力 0時，該巖體的n2 3強度為 100Mpa。當側壓應力 6Mpa時，試求其三軸抗壓強度?〔20分〕c 31、計算內(nèi)摩擦角 Ctg由題意得：n1n2

n1C

tg 2219.2tgn2n1

106

0.7350n22、計算系數(shù) 1sin

n11sin350

3.73、計算三軸抗壓強度

1sin 1sin3501003.76122.2Mpa1 c 3一、填空題1二、選擇題1、如下爭論巖石彈性、塑性和粘性等力學性質(zhì)的抱負力學模型中，哪一種被稱為凱爾文模型〔C〕A彈性元件 B粘性元件C彈性元件與粘性元件并聯(lián) D彈性元件與粘性元件串聯(lián)三、名詞解釋1、巖石的蠕變巖石在恒定載荷持續(xù)作用下，其變形隨時間漸漸緩慢地增長現(xiàn)象稱為蠕變。2、巖石的應力松弛力松馳。3、巖石的滯彈性彈性后效。4、壓溶壓力溶解簡稱壓溶，是多晶體在壓應力作用下產(chǎn)生物質(zhì)集中遷移的一種方在不同方位晶面上溶解度也不一樣。晶粒邊界間的正應力梯度產(chǎn)生的化學勢梯度，驅(qū)動物質(zhì)從高應力邊界向低應力邊界集中。四、簡答題1、為了準確描述巖石的簡單蠕變規(guī)律，很多學者定義了一些根本變形單元，分型的元件組合方式。阻尼器串聯(lián)而成凱爾文模型 彈簧和阻尼器并聯(lián)而成柏格斯模型 麥克斯韋爾模型和凱爾文模型串聯(lián)而成2、簡述蠕變與應力松弛的區(qū)分。3、典型的蠕變曲線分為哪三個階段？5-1所示?！?〕過渡蠕變階段過渡蠕變階段是蠕變過程中的第一階段：圖5-1中的AB段。力大小而各異，可達數(shù)小時或數(shù)千小時。假設在這一階段之中〔曲線上某一點E〕進展卸載，如此應變沿著曲線EFGFG曲線表示應變隨時間漸漸恢復為零。〔2〕穩(wěn)定蠕變階段5-1BC段。蠕變曲線近似C點。HIJ漸漸恢復趨近于一漸近線，加速蠕變階段5-1CDCD點，巖石即發(fā)生破壞。這一階段完成時間較短，嚴格地說，這一階段可分為兩個區(qū)間：發(fā)育著延性變形但尚未引起破壞的階段(CP(PD4、表征巖石蠕變的根本元件有哪些？5、應變硬化的微觀機制是什么？傳播—即“應變硬化〞效應，使晶體變脆?；ブ萍s。塑性應變量。一、填空題二、選擇題1、格里菲斯強度準如此不能作為巖石的宏觀破壞準如此的緣由是〔C 〕B、該準如此沒有考慮巖石的非均質(zhì)的特性C、該準如此無視了巖石中裂隙的相互影響面與最大主應力作用方向的夾角為〔B〕A45° B45°+φ/2 C45°－φ/2 D60°3、依據(jù)格里菲斯強度理論，脆性巖體破壞主要緣由是〔A〕A受拉破壞 B受壓破壞 C彎曲破壞 三、推斷改錯題word1、依據(jù)庫倫——納維爾破壞準如此裂開面外法線方向與最大主應力之間的夾角為45O 。2 45O×。

45O2改為 2四、名詞解釋1、什么是八面體？每個面都是一個等邊三角形。正如立方體一樣，八面體的這八個面均為全等的正多邊形。這些多邊形相接的角和邊在各處均為一樣。正是由于存在這樣的規(guī)如此性，所以各個多邊形所在的平面消滅的可能性均等。以σ1、σ2、σ3的方向為坐標軸的幾何空間，稱為主向空間。在主向空間xyzxy平面以下，即z的負方向〕也可構成四個主平面，共有八個。這八個面組成了一個正八面體，其中每一個面稱為八面體平面。五、簡答題1、什么是最大拉應力強度理論？力中，只要有一個主應力到達巖石的單軸抗拉強度，巖石便被破壞。

裂準如此：3 t2、什么是莫爾-庫倫準如此？庫倫—納維爾破壞準如此是： ff 0 n其中： 為巖石剪切面的抗剪強度； 為巖石固有剪切強度，它與粘聚力f 0Cf

n

f為巖石內(nèi)摩nftg。26/39word這個準如此認為巖石沿某一面發(fā)生剪切裂開，不僅與該面上剪切力大小有沿著其剪應力與正應力到達最不利組合的某一面產(chǎn)生裂開。3Drucker-Prager強度準如此？主應力空間，Mises準如此是正圓柱面，但巖石具有內(nèi)摩擦性，因此，Drucker-Prager強度準如此在主應力空間是圓錐面，具體形式如下：J H2 1

HJ2 1Drucker-Prager強度準如此計入了中間應力的作用，并考慮了靜水壓力對屈性特征時，得到了廣泛的應用。4、格里菲斯強度理論的根本要點是什么？〔2應力成直角的方向擴展。能量時，裂紋開頭擴展，其表達式為 (t

2E1式中，—裂紋尖端四周所作用的最大拉應力；ρ—裂紋的比外表能c—裂紋長半軸的長度一、選擇題27/39wordword30/391、初始地應力主要包括〔C〕A、自重應力和剩余應力B、構造應力和剩余應力C、自重應力和構造應力2、原地應力狀態(tài)與工程施工的關系是〔BA、有關 B、無關 C、不確定3B〕A、垂直應力重量B、最大水平主應力重量C、最小水平主應力重量二、名詞解釋1、什么是原地應力？指鉆井、油氣開采等活動進展之前，地層中地應力的原始大小。2、什么是分層地應力？出相鄰地層的應力差。3、什么是包體？包體指在原巖巖體的巖層之間生成的巖石單元。4、什么是剩余應力？往往只有零點幾兆帕，所以常無視不計。5、滯彈性應變恢復法小時，被稱為滯彈性應變恢復。三、簡答題1、原地應力分布的根本規(guī)律有哪些？2、簡述高應力地區(qū)的表現(xiàn)特征。利用勘探工程揭露出來的一些現(xiàn)象可以推斷該地區(qū)原地應力的上下。〔1〕巖芯餅化與地應力差有關。假設鉆探取芯呈燒餅狀，一片片地破壞，這大，餅化就越嚴峻。〔2脆弱巖層會消滅縮徑現(xiàn)象。3、構造應力是怎樣產(chǎn)生的？做地應力，是指導致構造運動、形成各種構造形跡的那局部應力。4、什么是差應變法？90度〕貼上應變片，并放置于高壓容器中，在σ1=σ2=σ3的應力條件下，進展恢復性的加載，在加載的過程中，三個方向的應變應力狀態(tài)。5、什么是波速各向異性法？聲波傳播速度慢，反之在所受應力較小的方向上，聲波傳播速度如此較快。6、現(xiàn)場測定地應力的方法是什么？展前景。井壁崩落可給出較牢靠的地應力方位；其它技術多為間接測定方法。7、有限單元法進展地應力模擬的根本原理？場。此即應用有限單元法的根本思路。程組，得出應力分布狀態(tài)。8、寫出造成巖體內(nèi)部產(chǎn)生剩余應力的緣由。膨脹系數(shù)不同。②巖石介質(zhì)中各種局部的礦物變化也會引起剩余應力的產(chǎn)生。③巖體中的局部再結晶過程可能產(chǎn)生體積應變。四、計算題11000米，其上覆地層的平均容重為γ=26KN/m3，花崗巖處μ=0.2510分〕 26100026(Mpa)v h 1

0.25268.6667(Mpa)0.75word五、該圖是一個正斷層受力圖，請在圖中標示出σ1、σ3。解：第八章井壁穩(wěn)定一、選擇題生〔A和C。A、井塌 B、井漏 C、縮徑二、名詞解釋1、裂開壓力2、孔隙壓力壓力。3、坍塌壓力三、簡答題1、井壁失穩(wěn)的緣由是什么？31/39word水平地應力和孔隙壓力的共同作用，處于平衡狀態(tài)。生很高的應力集中，假設巖石強度不夠大，就會消滅井壁失穩(wěn)現(xiàn)象。2、井壁剪切破壞的表現(xiàn)形式是什么？剪切破壞又分為兩種類型：常發(fā)生在脆性巖石中，但對于弱膠結地層由于沖蝕作用也可能消滅井眼擴大；上遇到這種現(xiàn)象要不斷地劃眼，否如此會消滅卡鉆現(xiàn)象。拉伸破壞或水力壓裂會導致井漏，嚴峻時可造成井噴。強度包線，井壁就要破壞；否如此井壁就是穩(wěn)定的。3、井壁一周的周向應力分布有什么規(guī)律？隨角度變化按余弦規(guī)律變化，對于直井而言：”( H

)2(h H

)cos2Ph

Pp斜井有類似的規(guī)律。4、如何計算坍塌壓力？32/39wordword33/39塌時，井壁上發(fā)生的是剪切破壞，常用的破壞準如此有Mohre-Coulomb準如此。32Ccos 1sin3”1

1sin1sin”MPa；。φC為內(nèi)聚力，Mpa由于剪切破壞是由于鉆井液柱壓力較小引起的的，故σr最小應力，分一下兩種狀況：當軸向主應力σv為最大主應力時，將σ1=σv，σ3=σr帶入上式通過計算得到鉆井液柱壓力，進而得到坍塌壓力當量密度；對于垂直井眼，有

P

2Ccos

1sin(P

P)V p 1sin 1sin w pθ 當周向主應力σ為最大主應力時，將σ1=σ，σ3=σrθ 3

P

P

2Ccos

1sin(P

P)H h w

p 1sin 1sin w pP式中P為地層坍塌壓力，換算成當量泥漿密度為： w100Pw w H5、如何計算裂開壓力？巖石的抗拉強度只有抗壓強度的幾分之幾甚至十幾分之幾，因此在拉伸應力壞，發(fā)生井漏事故。X性極限平衡狀態(tài)：minStSt為巖石的抗拉強度。對于垂直井而言，有：P 3f h H

PSp t式中P 為地層裂開壓力，換算成當量泥漿密度為：fh 3hf

PSH p H

1006、當坍塌壓力大于裂開壓力時，應怎樣選擇泥漿密度？一般而言，鉆井液存在一個適宜的密度窗口，即ρ<ρ

<ρ,由鉆井坍塌

鉆井液 裂開由于假設鉆井液密度所產(chǎn)生的液柱壓力大于地層的裂開壓力，將把地層壓攜帶上來。7、簡述鉆井過程做裂開壓力試驗求取原地應力的過程？XX壓力的差為抗拉強度，由裂開壓力公式可進一步求出最大水平主地應力。8、影響井眼圍巖應力狀態(tài)和破壞準如此的因素有哪些？1〕些因素是不行轉變的，只能準確地確定它們2〕巖石的綜合性質(zhì)，巖石的強度和變形特征、孔隙度、含水量、粘土含量、組成和壓實狀況等3〕鉆井液的綜們的物理力學性質(zhì)的影響格外大4〕其它工程因素，包括翻開井眼的時間、裸素和參數(shù)之間相互作用、相互影響，使井壁穩(wěn)定問題變得格外簡單。一、填空題1、在加壓過程中，井眼的切向或垂向的有效應力可能變成拉應力，當此拉應力裂縫擴展到〔3〕倍的井眼直徑后停泵，并關閉液壓系統(tǒng)，形成力PsPpro假設圍巖滲透性很好，停泵后裂縫內(nèi)的壓力將漸漸衰減到〔地層孔隙壓力Pp二、推斷改錯題1、一般狀況下裂縫沿垂直于最小主地應力的方向擴展。由于最小主地應力一般都是水平方向的，因此裂縫一般都是垂直的?！獭?、泥漿密度過低，井壁應力將超過巖石的抗剪強度而產(chǎn)生剪切破壞〔表現(xiàn)為井三、簡答題1、水力壓裂有哪些根本用途？概括起來，水力壓裂有如下根本用途1〕抑制近井地帶污阻，目前的鉆井2義的開采。同時，深穿透裂縫能夠恢復并延長油井壽命3〕幫助二次采油。壓裂對于二次采油的油田有兩個重要作用：一是在肯定壓力下提高注水井的吸水量；二是為生產(chǎn)井供給高流通力量的通道，增大注氣或注水效率4〕排出油田個地方打出低壓高注水量的井，供回注鹽水使用。2、水力壓裂裂縫的方位是怎樣的？縫，對于直井，裂縫如如以下圖所示。直井水力壓裂垂直裂縫兩個水平地應力相等，裂縫方向就很難確定。3、如何通過水力壓裂得到巖石的最大主應力值？一般來講σz=γh作為主地應力之一。我們可以將σz與σ2h作比較，假設σ2h為最小主應力；進一步將σz與σ1h作比較，也就可以以此確定地應力的三個主應力。由于開裂點