中国石油大学岩石力学模拟试题(6)

中国石油大学（华东）现代远程教育《岩石力学》课程综合练习题

1、根据库伦——纳维尔破坏准则破裂面外法线方向与最大主应力之间的夹角为

45O??。 245O???45O?2改为2

×。

四、名词解释 1、什么是八面体？

八面体有八个面，是一个棱锥体，每个面都是一个等边三角形。正如立方体一样，八面体的这八个面均为全等的正多边形。这些多边形相接的角和边在各处均为相同。正是由于存在这样的规则性，所以各个多边形所在的平面出现的可能性均等。

以σ1、σ2、σ

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。 五、简答题

1、什么是最大拉应力强度理论？

该理论认为岩石破坏取决于岩石的拉伸强度。因此，作用于岩石的三个正应力中，只要有一个主应力达到岩石的单轴抗拉强度，岩石便被破坏。

?1破裂准则：??c或?3???t

2、什么是莫尔-库伦准则？

库伦—纳维尔破坏准则是：?f??0?f?n

其中：?f为岩石剪切面的抗剪强度；?0为岩石固有剪切强度，它与粘聚力C相当，f?n为剪切面上的摩擦阻力，而?n为剪切面上的正应力；f为岩石内摩擦系数f?tg?。

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这个准则认为岩石沿某一面发生剪切破裂，不仅与该面上剪切力大小有关，而且与该面的正应力有关。岩石并不沿着最大剪应力作用面产生破坏，而是沿着其剪应力与正应力达到最不利组合的某一面产生破裂。 3、什么是Drucker-Prager强度准则？

Drucker-Prager强度准则是Von-Mises准则的推广。Von-Mises准则认为，八面体剪应力或平面上的剪应力分量达到某一极限值时，材料开始屈服，在主应力空间，Mises准则是正圆柱面，但岩石具有内摩擦性，因此，Drucker-Prager强度准则在主应力空间是圆锥面，具体形式如下：

J2?H1?H2J1

Drucker-Prager强度准则计入了中间应力的作用，并考虑了静水压力对屈服过程的影响，能够反映剪切引起的膨胀（扩容）性质，在模拟岩石材料的弹塑性特征时，得到了广泛的应用。

4、格里菲斯强度理论的基本要点是什么？ 答：（1）在脆性材料的内部存在着许多裂纹。

（2）根据理论分析可知，随着作用的外力的逐渐增大，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达到形成新裂纹所需的能量时，裂纹开始扩展，其表达式为

2?E2?t?()

?c式中，—裂纹尖端附近所作用的最大拉应力； ρ—裂纹的比表面能 c—裂纹长半轴的长度

1第七章 原 地 应 力

一、选择题

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1、初始地应力主要包括（ C ） A、自重应力和残余应力 B、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力

2、原地应力状态与工程施工的关系是（ B ）。

A、有关 B、无关 C、不确定

3、在原地应力的水平和垂直应力中一般来讲比较大的应力是（ B ） A、垂直应力分量 B、最大水平主应力分量 C、最小水平主应力分量 二、名词解释 1、什么是原地应力？

指钻井、油气开采等活动进行之前，地层中地应力的原始大小。 2、什么是分层地应力？

分层地应力是指按地层分层分别给出不同层位的地应力值，非常重要的是给出相邻地层的应力差。 3、什么是包体？

包体指在原岩岩体的岩层之间生成的岩石单元。 4、什么是残余应力？

残余应力指除去外力作用以后，尚残存在岩石中的应力。这种残余应力很小，往往只有零点几兆帕，所以常忽略不计。 5、滞弹性应变恢复法

滞弹性应变恢复法是利用岩石的弹性后效，从现场取出岩心后，当岩心的恢复应变稳定后，测量岩心不同方位的应变释放量，这种应变增加可以延续几十个小时，被称为滞弹性应变恢复。 三、简答题

1、原地应力分布的基本规律有哪些？

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原地应力分布的基本规律有：地壳中主应力为压应力，方向基本上是铅垂和水平的；水平应力分布比较复杂；在一个相当大的区域内，最大主应力方向是相对稳定的；高应力地区岩心饼化与地应力差有关，导致井眼等地下结构不稳定。 2、简述高应力地区的表现特征。

利用勘探工程揭露出来的一些现象可以判断该地区原地应力的高低。 （1）岩芯饼化与地应力差有关。如果钻探取芯呈烧饼状，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，饼化就越严重。

（2）导致井眼等地下结构不稳定。由于高应力区的存在，在钻井过程中会出现岩石的脆性破坏，集聚在岩石中的应变能由于突然释放而产生剥离现象。对于软弱岩层会出现缩径现象。 3、构造应力是怎样产生的？

由构造运动在岩体中引起的应力叫构造应力。在地质力学中常把构造应力叫做地应力，是指导致构造运动、形成各种构造形迹的那部分应力。 4、什么是差应变法？

地层中的岩石处在三向地应力作用下而处于压缩状态下，进行取心时，岩心脱离应力作用环境，产生弹性应力释放，伴随应力的释放在应力最大的方向上变形最大，而在应力最小的方向上变形最小。把已发生应力释放的岩心，在垂直平面和两个水平平面上（夹角90度）贴上应变片，并放置于高压容器中，在σ1=σ2=σ3的应力条件下，进行恢复性的加载，在加载的过程中，三个方向的应变量出现差异，在原始应力最大的方向应变量最大；在原始应力最小的方向应变量最小。通过测试上述岩心各方向的应变之差，就可知道这块岩心在地层中所受的应力状态。

5、什么是波速各向异性法？

地层中的岩石是处在三向应力作用状态下的，当钻井取心时岩石脱离应力作用状态，自身将产生应力释放，在应力释放过程中岩石会产生许多十分微小的裂隙，由于在最大水平地应力方向上岩心的松弛变形最大，因此，这些小裂隙将垂直最大水平主应力方向，裂隙被空气所充填，声波在岩石中传播的速度远远大于在空气中传播的速度，由于岩心中微小裂隙的存在使得声波在岩心的不同方向上

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传播的速度不同，有明显的各向异性特征。岩石在原地层中所受应力大的方向上声波传播速度慢，反之在所受应力较小的方向上，声波传播速度则较快。 6、现场测定地应力的方法是什么？

现场测试以水力压裂为主。近些年利用井壁崩落反演地应力呈现出良好的发展前景。

对深层地应力的求测，水力压裂测定技术是公认的最准确的和有效的方法，井壁崩落可给出较可靠的地应力方位；其它技术多为间接测定方法。 7、有限单元法进行地应力模拟的基本原理？

有限单元法是将复杂的地质体划分为足够小的、数目有限的小块体（有限单元），对每个互不重叠的单元体来说，它是均匀、连续的弹性体。单元体之间以节点连接，这样就组成了一个以单元集合体代替复杂地质体的模型。首先计算每个单元体的构造应力场，然后将这 …… 此处隐藏：1821字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……