水作用下页岩物理力学性质实验研究进展

水作用下页岩的物理力学性质对页岩储层压裂增渗改造及井壁稳定性具有重要的影响。本文旨在通过对水作用下页岩物理力学性质实验研究进展的梳理,归纳出目前该类研究得出的发现和观点,并在此基础上进行讨论与展望。主要从如下几个方面进行总结与阐述：（1）水的作用对页岩黏土矿物成分及微观结构的影响;（2）水的作用对页岩的声学性质的影响,包括对页岩的声波波速、衰减特征、时域及频域信号特征的影响;（3）水的作用对页岩宏观力学特性的影响,包括页岩的变形特征、强度特征及破裂特征。基于对上述各方面研究现状的总结,结合页岩气开采的工程实际问题,针对研究现状及未来的研究方向进行讨论。本文将不仅在页岩储层压裂改造设计及井壁稳定研究中有助于我们系统了解水对页岩物理力学性质的影响,也将为在该方面开展进一步研究提供有益的借鉴。     

绿片岩力学性质的实验研究

绿片岩的力学实验表明 ,在围压 45 0MPa条件下 ,岩石约于 45 0℃开始塑性变形。温度升至 5 5 0℃时变形加剧 ,原来直径为 10mm、高 2 0mm的均匀圆柱体变成直径为 10 8mm、高 17 4mm、中部变粗的不规则柱体。这一结果为解释青藏高原的地壳加厚提供了一定的实验依据     

辽河盆地东部中生界小岭组火山岩储层特征

以薄片鉴定、铸体分析、物性以及压汞资料等为基础,研究了辽河东部地区中生界小岭组火山岩储层的岩石学特征、储集空间类型、储层的物性特征和孔隙结构特征,并进一步分析了储层的控制影响因素。构造作用、溶蚀作用是改善本区储层最主要的因素;火山沉积作用对储集性能的改善具两面性;充填作用是破坏储层的最主要因素。研究表明,三界泡潜山和燕南潜山带中生界小岭组的储集性能较好。     

碳质板岩力学性质研究

以广甘公路茂县段碳质板岩为研究对象,通过单轴实验和三轴实验,在不同围压和不同状态条件下,结合岩石本构关系和破坏特点,研究碳质板岩的力学性质,测量碳质板岩的强度参数,为工程实践提供参考.     

火山岩岩性识别方法研究

岩性是测井储层评价的基础,在火山岩油藏的测井评价过程中,由于火山岩岩性定名方法的不统一以及岩性识别方法的不完善,使火山岩油藏的测井评价难以开展。采用国际地科联（IUGS）推荐的TAS图方法对火山岩岩样定名,并以此为基础,使用神经网络方法利用测井资料识别火山岩岩性。研究结果表明,利用传统的统计判别方法建立的测井资料与火山岩岩性的判别关系,识别符合率只有65%;而使用神经网络方法建立的判别关系,识别符合率可达81.8%。     

南宁盆地泥岩力学性质研究

通过载荷试验、室内岩石试验以及旁压试验，分析了南宁盆地泥岩的力学性状特征和泥岩地基的破坏模式，提出了确定泥岩强度参数的经验关系。     

冻土的力学性质及研究现状

中国具有广大的季节冻土和多年冻土区,在冻土地区进行工程建设,就必须深入研究冻土的力学特性,以确保冻土地基上工程建筑物的稳定性。本文首先,简要介绍了我国冻土的分布状况和冻土区别于融土的基本特性,广义的冻土力学可分为冻融作用和已冻土力学性质两方面,冻胀、融沉和冻融循环引起的土力学性质的变化属于冻融作用的范畴。对于冻胀的研究较为深入,人们先后提出了多个理论来解释冻胀产生的机制,有的应用于计算分析中。对融沉的研究尽管具有较长的历史,但是多数停留在经验方法上,融化固结理论目前还有较大的局限性,因此提出一方面可以用人工神经网络法提高经验方法的精度和适用范围,另一方面应当发展融化固结大变形理论;冻融循环可以改变土的力学性质,介绍了作者的最近研究进展。针对已冻土的力学特性,从3方面进行了分析。冻土的强度主要沿用融土的强度理论,很难反映高应力下的压融现象;冻土动力学特性主要针对温度对动力学参数的影响,近年来冻土层对场地动力响应的影响越来越受到重视;冻土的本构关系多集中在蠕变研究,以经验公式法为主。最后,分析了多年冻土地区工程变形所涉及的物理力学过程。     

辽河盆地欧利坨子地区火山岩产状研究

通过火山岩岩石类型、围岩、火山碎屑及水化学胶结物特征以及火山岩结构构造特征等的综合分析,认为欧利坨子地区沙河街组三段下亚段火山岩为水下中心式喷发所形成,火山锥类型以混合锥为主。并且在火山锥结构特征的基础上,建立了不同类型火山锥的3种等时振幅切片识别模式。实践表明该模式和地震剖面、取心等有机结合,可以确定火山锥的存在及分布状况。     

亳县陨石物理力学性质的实验研究

本文对亳县陨石的物理力学特性进行了多种实验方法的探讨。在MTS伺服控制材料试验机上测得了陨石的全程应力—应变曲线。同时,通过单轴压缩试验确定了抗压强度、弹性模量和泊松比,并运用频谱振幅比法对应力波衰减特性进行了研究,给出了品质因子。此外,还采用脉冲法给出了弹性波速度;液体浸透法给出了密度和孔隙度。文中还将亳县陨石的测试结果与其它陨石物理力学参数进行了比较分析。最后,还根据亳县陨石与岩石物理力学性质的对比,推演出亳县陨石在其母体所处的环境类似于地球上地幔的顶部。     

深层岩石力学性质的试验方法

采用美国MTS公司生产的三轴岩石力学试验机进行岩石强度特性和变形特性试验。岩样试验结果表明,由于岩石内弱面和充填物的影响,岩性相同的岩石变形特点并不相同,而不同岩性的岩石却有相似的应力/应变曲线。由于岩石非线性、赋存条件及结构特性的影响,应根据研究范围对试验结果进行相应的处理。     

岩体损伤力学研究进展

论述了岩体损伤力学在岩体力学中的地位，并从细观和宏观两个方面系统介绍了其最新研究进展；对岩体损伤力学研究中的几个重要问题提出了见解，认为分形几何是研究损伤的有效手段。     

特殊物质组成的吹填土力学特性研究

我国沿海地区,广泛分布着性质极为软弱的近代海相沉积的欠固结软土及吹填土。为使吹填土尽快固化,通过加人水泥和石灰作为添加剂进行固化土样的试验,试验说明该方法加固吹填土是可行的,试样的三轴剪切试验、高压固结试验、直剪试验和微型贯人试验表明水泥的最佳掺人比15%左右,石灰的掺人比越多强度越高。     

粘土矿物钝化改性及岩土的力学性质

本文以自行研制的粘土矿物钝化剂对广东省和武汉市等六地区的土壤进行了钝化改性实验研究，并对钝化效果的影响因素做了初步的分析探讨。实验表明，虽然6个地区11个样品中的粘土矿物种类和含量不同，但钝化剂对所有样品都有稳定的作用。其稳定效果，不仅与样品的物相组成和粒度分布有关；而且还与粘土矿物的种类及其含量密切相关。就三种主要粘土矿物来说，钝化效果的顺序是高岭土＞伊利石＞蒙脱石。     

红层软岩隧洞围岩变形破坏机制研究

红层软岩的物质组成、化学成分、物理力学性质等方面在国内外已有较系统的研究,但对软岩隧道围岩的变形破坏机理及其治理一直是工程技术人员关心问题。通过对回龙宫隧洞的地质环境分析及有限元数值计算,阐明了红层隧洞围岩的膨胀变形破坏机理,最后提出了在此类围岩中修建水工隧洞的过程中,防止围岩变形破坏的建议。     

基于粘结和摩擦特性的岩石变形与破坏的研究

就微观结构而言,矿物颗粒之间或相互粘结或相互分离,Coulomb准则的粘结力和内摩擦力在局部不能同时存在.粘结力是在变形作用下丧失的,材料丧失粘结力之后通过摩擦承载.若承载能力降低,屈服破坏仅在局部断面发生,具有脆性特征;反之将发生分布的屈服破坏,具有延性特征.围压增加可以使裂隙能够承载的摩擦力超过岩石材料的粘结力,那么当轴向应力增加到粘结力时,材料发生剪切屈服产生塑性变形,而摩擦力不会增加到其最大值,裂隙也不发生滑移.利用摩擦的概念可以理解不同岩石的变形、承载和破坏随围压变化的特征.      

岩体结构力学效应的统计岩体力学研究

谷德振先生开创的岩体工程地质力学是我国工程地质代表性科学理论之一,岩体结构力学效应是它的核心内容。本文简要概括了谷德振岩体工程地质力学的基本思想,介绍了近20多年来统计岩体力学对岩体工程地质力学理论的发展,包括岩体结构参数模型、应力-应变模型、强度与破坏概率模型、岩体水力学模型,讨论了岩体结构对岩体变形、破坏与水力学性质的各类力学效应与定量控制规律,并探讨了充分调动边坡岩体自稳潜力的主动加固理念、固脚和护腰的加固模式与锚固设计方法。本文认为,谷德振岩体工程地质力学深刻把握了岩体工程行为的基本控制因素和作用规律,具有强大的生命力,推进岩体工程地质力学的定量理论研究是后来者的历史任务。     

岩体力学参数的损伤反分析优化性研究

岩体力学参数一直是困扰岩石力学和数值计算深入研究的难题,它在很大程度上决定了数值计算结果的准确性、客观性和实用性.本文在岩体损伤力学描述的基础上,提出了弹性波波速、损伤力学和反分析相结合的优化方法.     

遗传规划在岩石力学中的应用

本文探讨了遗传规划这一新的优化方法在岩石力学参数确定中的应用。由于影响岩石力学性能的各因素之间关系不明确,而遗传规划特别适用于各影响因素之间因果关系不明确的复杂非线性问题。它为预测岩石力学性能提供了一条新的技术途径。通过例子,说明该方法的实用性。