Упругие для трещиноватых пород

Другие необходимые упругие постоянные для трещиноватой породы находим аналогичным образом. Окончательные результаты имеют вид [22] [c.217]

Для расчетов горного давления в горизонтальных выработках предложен ряд гипотез, основные из них свода, балок и плит, трещиноватых пород, сыпучих пород, упругой среды, упруго-пластичной среды, пластичной среды и др. [c.38]

Для идеально упругих дискретных сред порозаполнитель в процессе распространения волн должен считаться неподвижным относительно скелета, т.е. колеблющимся вместе со скелетом. Это обстоятельство может специально не оговариваться, но, строго говоря, идеальная упругость подразумевает отсутствие потерь на трение между скелетом и порозаполнителе.м (обладающим ненулевой вязкостью). Отсутствие трения в свою очередь подразумевает отсутствие относительных перемещений твердой и жидкой фаз, а последнее - закрытость пор, т.е. нулевую проницаемость. В большинстве случаев, однако, модели идеальных дискретных сред применяют к любым, в том числе высокопроницаемым зернистым или трещиноватым породам, просто пренебрегая их неупругостью (наличием поглощения). Это оправдано практически во всех случаях, когда поглощение не является предметом самостоятельного интереса. [c.140]

Петрографическое изучение упругих параметров по образцам керна невозможно для многих скважин по той простой причине, что отсутствует керн. Это связано с двумя основными обстоятельствами. Во-первых, большинство скважин бурится без отбора керна, так как с отбором керна значительно удорожается бурение скважин. Во-вторых, не всегда представляется возможность извлечения керна из интервалов бурения, например, при относительно высокой открытой трещиноватости пород и в связи с разрушением керна при его подъеме на поверхность, особенно с больших глубин. Последняя проблема остро проявляется при бурении сверхглубоких скважин. [c.28]

Во второй части книги показано, как от общей теории упругого деформирования пористых сред можно перейти к теории упругого режима фильтрации. При этом фундаментальное значение имеют гипотезы о действии горного давления. В книге дается подробный обзор всех доступных данных о фильтрационных свойствах горных пород под давлением. Излагаются основные результаты исследований в области нелинейно-упругого режима фильтрации, учитывающие в более полной форме реальные физические свойства пласта и жидкости (газа). Среди них учет трещиноватости, нелокальных эффектов передачи горного давления скелету пласта, изменений проницаемости пласта с давлением, двухфазного насыщения и т. д. Проанализирована постановка задач фильтрации, основных для расчетов при исследовании нефтяных и газовых скважин и при проектировании эксплуатации месторождений. [c.4]

Трещиноватость, расслоенность и волнистость слюд зависят от упругости и прочности. Трещиноватость и расслоенность отчасти являются природными свойствами слюд, отчасти зависят и от взрывных работ, неизбежных при добыче слюды, залегающей в весьма крепких породах. Волнистость является исключительно природным свойством слюды. Она проявляется в неровностях разной интенсивности, от легкой ряби до резких горбин, морщин и складок. Обычно природный кристалл, имеющий волнистость, поражен этим дефектом на всю толщину и при его расколке и расщеплении отдельные слои, предоставленные сами себе, имеют такие же дефекты формы. Можно полагать, что этот дефект имеет меньшее значение при использовании слюды для производства изделий с применением прессования под большим давлением. Пока не установлено объективных количественных характеристик и общепринятых методов измерения волнистости. По трещиноватости и расслоенности действующими нормативными документами регламентируются величины проникновения этих дефектов внутрь площади пластинок слюды от контура, но числовых оценок общей степени поражения слюды этими дефектами также не установлено. [c.177]

Определение характера распределения напряжений в трещиноватом скальном основании является основной проблемой механики скальных пород. Экспериментальные исследования последних лет показали, что для описания картины напряженного состояния трещиноватого скального основания, как правило, нельзя пользоваться уравнениями теории упругости, выведенными для условий однородной и изотропной среды. Картины распределения напряжений в слоистой или блочной среде имеет не только количественное, но и принципиальное качественное отличие. Основными определяющими параметрами распределения напряжений являются [c.144]

Ниже подошвы зоны малых скоростей тоже существуют колебания параметра >3 для песчано-глинистой толщи (0,5--1) 10 с/м, при средней скорости продольных волн 1600-2000 м/с, и для толщи карбонатных пород" до глубин около 500 м параметр поглощения оказался неожиданно высоким, порядка 10"" с/м, что сравнимо со значениями для ЗМС, тогда как в толще карбонатов средняя скорость равна 3200 м/с. По-видимому, такое сильное затухание продольной волны связано не только с неидеальной упругостью, но и с сильным рассеянием на трещиноватых зонах, которые из-за малой мощности не дают заметного дефицита времени при пробеге волны, и средняя скорость остается высокой. [c.141]

Процессы дробления и измельчения применяются для доведения минерального сырья (и других материалов) до необходимой крупности, требуемого гранулометрического состава или заданной степени раскрытия минералов. При этих процессах куски, зерна и частицы горных пород разрушаются внешними силами. Разрушение (дезинтеграция) происходит преимущественно по ослабленным сечениям, имеющим трещиноватости или другие дефекты структуры, после перехода за предел прочности нормальных и касательных напряжений, возникающих в материале при его упругих деформациях — сжатии, растяжении, изгибе или сдвиге. [c.81]

Однако различные горные породы характеризуются разными значениями упругих параметров и, в том числе, коэффициента Пуассона. Поэтому в разрезе геосреды значение Рв будет постоянно меняться, а, следовательно, будет меняться основное направление трещиноватости. Для примера можно оценить возможные изменения основных направлений трещиноватости для различных типов пород в условиях их естественного залегания, когда действуют только горное Р ) и боковое Рб) давления. Результаты расчетов приведены в табл. 4.1. По результатам расчетов [c.126]

Месторождения Чечено-Ингушской АССР сложены из деформируемых трещиноватых пород индикаторные линии скважин, в частности месторождения Карабулак-Ачалуки, выпуклы при отборе и, как правило, вогнуты при закачке жидкости. В работе [137] искривлению индикаторных линий на этих месторождениях дается традиционное объяснение — см. формулу (27.13) в работе [52] эти же данные трактовались с позиций нелинейно-упругих эффектов в последнее время искривления индикаторных линий связывают с совместным действием двух указанных эффектов [136]. Для преодоления инерционных сопротивлений всегда необходимо создавать дополнительный перепад давления. Поэтому при отборах жидкости влияние инерционных сопротивлений суммируется с уменьшением проницаемости от давления, что приводит к значительному искривлению индикаторной линии. При нагнетании жидкости в пласт влияние этих факторов на величину расхода противоположное. Вследствие этого при нагнетании следует ожидать самых разнообразных форм индикаторных линий прямых, выпуклых и вогнутых к оси дебитов. [c.258]

Как указывалось выше, однородность не является абсолютным параметром вещества, но представляет понятие, применимое к средним свойствам, характеризующим некоторые разумно выбранные объемы. Даже самый однородный материал состоит из атомов, поэтому его свойства существенно неоднородны, если его рассматривать в достаточно малом объеме. И, напротив, материал, состоящий из существенно различных структурных элеметтов, может быть в высшей степени однородным в большом объеме. Если бы выбор характерного размера был совершенно произволен, т 9 термин Однородность ёыл бы бесполезным. В конкретных ситуациях всегда имеется некоторый размер, лежащий в основе масштаба измерений. В случае распространения упругих волн таким размером является длина волны. Среда однородна, если средние свойства элементарных объемов не зависят от их расположения. Элементарный объем определяется как наибольший объем, линейные размеры которого малы ло сравнению с самой короткой длиной волны в ее спектре. Зти критерии использовались многими исследователями, занимавшимися изучением распространения звука в гетерогенных средах. Ниже мы будем рассматривать слоистые твердые тела, зернистые среды, трещиноватые породы и жидкие суспензии с целью показать, как для таких материалов могут быть получены упругие модули и скорости. Такой подход применим также для Структур с другой геометрией, например, к волокнистым твердым телам или тонким концентрическим цилиндрам. [c.55]

Прежде всего, само понятие модель предполагает, что есть объект, а есть его модель. Следовательно, вполне закономерными были бы такие, например, выражения одно-эодная сплошная упругая изотропная модель неоднородной пористой неупругой анизотропной среды . На самом деле таких выражений не используют. Конечно, реальные среды всегда в той или иной мере неоднородные, несплошные, неупругие и анизотропные. Но коль скоро это всегда так, нет смысла об этом каждый раз упоминать. Поэтому моделируемый объект определяют одним-двумя его свойствами, наиболее специфическими сточки зрения моделирования. Например, говорят о моделях слоистых сред, или зернистых сред, или пористых флюидонасыщенных сред, и т. п. В таком выражении никак не определяются свойства самой модели, а именно, не указывается, какую именно модель используют для аппроксимации однородную сплошную неупругую анизотропную или какую-либо другую. Поэтому широко распространенные выражения типа модель однородной среды , модели сред с поглощением , модели анизотропных сред двусмысленны. Наверное, наиболее правильно было бы говорить однородная упругая анизотропная среда как модель трещиноватых пород , но это длинно и неудобно, поэтому такие фразы, вполне информативные, встречаются редко. [c.5]

Тектонические границы в большинстве случаев отличаются крутым залеганием, вплоть до вертикального. Возможности использования сейсмоакустических методов для их обнаружения и прослеживания основаны на 1) резком различии сейсмических свойств трещиноватых пород, приуроченных к зоне тектонических нарушений, и пород, находящихся вне ее пределов 2) сложном характере рельефа коренных пород на границах зон тектонических нарушений. Обычно сейсморазведку применяют для обнаружения малоамплитудных крутопадающих нарушений, поиски которых геологическими методами вызывают затруднения. В этом случае зону тектонических нарушений можно в первом приближении моделировать тонким крутопадающим пластом пониженной скорости и повышенного поглощения упругих волн. Для поисков тектонических нарушений такого типа применяется МПВ. [c.173]

Для рыхлых обломочно-песчаных и глинистых пород, так же, как и для скальных, наблюдается уменьшение скоростей упругих волн с увеличением их пустотности. В рыхлых породах вне криолитозоны пустотность в подавляющем большинстве случаев представлена пористостью. Трещиноватость наблюдается в них лишь в особых условиях, например, на оползнях, бортах карьеров, при неравномерных просадках и т. д. Для многолетнемерзлых пород трещиноватость играет не меньшую роль, чем пористость, причем она может быть связана как с механическим растрескиванием пород (например, морозобойное растрескивание), так и с формированием в них слоистых и линзовидных криогенных текстур, которые могут рассматриваться как чередование слоев чистого льда и минеральных прослоев [15]. Общий подход к изучению трещиноватости рыхлых пород как в талом, так и в мерзлом состоянии аналогичен применяемому при изучении трещиноватости скальных пород. При этом, как и для скальных пород, при оценке их ]рещиноватости за принимается значение скорости продольных волн в нетрещиноватых частях массива или на образцах, которое может быть очень невысоким. Для глинистых пород в мерзлом состоянии скорость волн в заполнителе трещин (т.е. во льду) может быть выше, чем в минеральных прослойках. В этом случае при использовании формулы [c.197]

Нелинейные эффекты при движении однородной жидкости. Экспериментальные исследования образцов насыщенных горных пород (Д. А. Антонов, 1957 Н- С. Гудок и М. М. Кусаков, 1958 Д. В. Кутовая, 1962 В. М. Добрынин, 1965) выявили существенно нелинейный характер зависимости деформаций скелета сцементированной породы (и ее пористости) от больших изменений напряженного состояния. Известны попытки учета нелинейного характера пористости в уравнении пьезопроводности (А. Н. Хованский, 1953). Однако определяющие отклонения от линейной теории упругого режима связаны с изменениями проницаемости, сопутствующими указанным деформациям. Эти изменения проницаемости особенно велики в трещиновато-пористых средах. В связи с этим была развита схема нелинейно-упругого режима фильтрации, учитывающая отклонения от линейной связи пористость — пластовое давление и сопутствующие изменения проницаемости. При этом сначала (А. Бан, К. С. Басниев и В. Н. Николаевский, 1961) использовалось приближение экспериментальных зависимостей степенными рядами. Результирующие уравнения были выписаны и для случаев фильтрации капельной жидкости в пористых (или чисто трещиноватых) и трещиновато-пористых пластах и фильтрации газа в пористых (чисто трещиноватых) пластах. Были построены стационарные решения (А. Бан и др., 1961, 1962), соответствующим образом обобщающие формулу Дюпюи. Полученные формулы использовались для обработки индикаторных линий скважин, т. е. зависимостей дебит— пластовая депрессия , получаемых при исследовании скважин на установившийся приток (А. Бан и др., 1961 К. С. Басниев, 1964). [c.633]

Учитывая, что пока не имеется общего теоретического решения задачи, для установления зависимости сейсмических свойств пород от напряжений целесообразно использовать подход, заключающийся в построении механических моделей пород того или иного типа с последующим теоретическим описанием их поведения под давлением. Исходя из различия в механизме деформации среды при нагружении, целесообразно рассмотреть раздельно скальные, талые обломочно-песчаные, талые глинистые породы, а также мерзлые песчано-глинистые породы. Изложение будем начинать с теоретических решений, а затем будем анализировать экспериментальные зависимости на образцах и в массиве пород. Последние различаются по двум основным причинам. Во-первых, образец отличается от массива по размерам (масштабный фактор) и по состоянию (трещиноватость, влажность, сохранность и т. д.). Во-вторых, порода в горном массиве находится в сложном объемном напряженном состоянии, а на образце воспроизводятся лишь простые схемы нагружения (чаще всего одно- или трехосное). Очень важно также направление распространения упругих волн по отношению к направлению действия нагрузки. Обычно изучают зависимость изменения Гр и вдоль и вкрест прикладываемой нагрузки. [c.32]

Одной из типичных задач, для решения которой успешно используются сейсмоакустические методы, является определение зон повышенной трещиноватости и закарстованности пород. Эти зоны выделяются по уменьшению скоростей упругих волн, распространяющихся в массиве. В случае, если они захватывают верхнюю часть массива скальных пород, находящихся под рыхлыми образованиями, для их выделения применяют МПВ. Если эти зоны непосредственно не связаны с тектоническими нарушениями (см. 25), то на их границах обычно нс наблюдается сколько-нибудь заметных изменений в характере волновой 178 [c.178]

Применение сейсмоакустических методов для изучения анизотропности горных пород базируется на зависимости скоростей упругих волн в анизотропных или квазианизотропных средах от направления распространения волны или ее поляризации. При изучении анизотропности пород в естественных условиях обычно используют измерения скоростей волн по различным направлениям. При этом в качестве меры анизотропности среды используется коэффициент анизотропии х, представляющий собой отношение максимальной скорости волны к минимальной. В случае трансверсально-изотропной среды максимальная скорость продольных или поперечных волн 8Н соответствует направлению их распространения вдоль слоистости, а минимальная поперек нее (см. 1 и 12). Сама слоистость может быть обусловлена особенностями напластования пород, их трещиноватостью, слоистой криогенной текстурой и т. д. Если анизотропность среды непосредственно не связана с ее слоистостью, то направления максимальных и минимальных скоростей волн будут обусловливаться другими причинами. Например, при наличии действующих в одном направлении горизонтальных растягивающих напряжений (см. 40) скорости волн 224 [c.224]

Одна из самых больших трудностей математического характера при построении теории электроискрового источника заключается в существенной нелинейности процессов взаимодействия ударных волн, развивающихся вблизи разрядных электродов в жидкости, со стенками скважины и распространения "неакустических возмущений в окружающих горных породах. Во-первых, сама геометрия возмущенной области отличается от сферической, что вызывает практически непреодолимые трудности получения решения в аналитическом виде. Во-вторых, развиваемые при разряде давления заведомо превышают 30 МПа (критическое давление в воде) и при соизмеримых значениях диаметра скважины и образующейся парогазовой полости давления во многие десятки мегапаскалей действуют и на горные породы. Даже в воде при давлениях уже в 10-20 МПа (развиваемых пневматическими пушками) приходится учитывать "неакустические эффекты. Несмотря на сложные теоретические выкладки с использованием полных нелинейных уравнений гидродинамики, численные расчеты динамических параметров кривой P(t) расходятся с данными натурных измерений в 2-3 раза /70/, Степень влияния пористости, разномодульности, трещиноватости и других характеристик реальных горных пород на эффекты распространения упругих волн конечной амплитуды определить тем более трудно, поскольку в этом вопросе до сих пор отсутствуют удовлетворительные теоретические оценки /11, 41/ даже для относительно простых моделей твердой среды. [c.55]

Рассмотренные феноменологические модели в той или иной модификации до последнего времени служили основой исследований процессов упругого режима фильтрации однородной жидкости в трещиновато-пористых породах. Более того, заложенные в них принципы моделирования с успехом применены и для изучения ряда других процессов массопереноса в гетерогенных средах двухфазной фильтрации [2], конвективной диффузии [Кутляров В. С., 1967 г.], фильтрационно-диффузионного переноса и конвективного теплоиереноса (раздел 5.3.2). Близкие по постановке задачи используются и при исследовании фильтрации в слоистых средах [21]. [c.163]

Анизотропия изменения параметров сейсмических волн, распространяющихся в среде с упорядочено ориентированной трещиноватостью, является одним из ведущих признаков для выделения трещиноватости и их доминирующего направления. Однако природа анизотропии упругих свойств геологической среды не ограничивается азимутально ориентированной трещиноватостью. Это явление латеральной изменчивости физико-механических свойств осадочных пород может быть обусловлено многими факторами условиями накопления осадков, последующими преобразованиями (диагенезом, катагенезом, эпигенезом, динамометаморфизмом и т.п.), направлениями горизонтальных векторов тектонических усилий, флюидонасыщением и т.д. Безусловно, в каждой конкретной геологической ситуации тот или иной фактор может быть доминирующим и определять азимутально ориентированную анизотропию свойств среды. Зачастую этими доминантами оказываются трещиноватость и горизонтальные напряжения. Азимуты доминирующих направлений трещин и векторов горизонтального напряжения, как правило, не совпадают. Например, при наличии горизонтальных сжимающих усилий образуется система сопряженных трещин, имеющих два направления, азимуты которых не совпадают с векторами горизонтальных напряжений [65]. Но это достаточно простой случай, так как обычно в реальной среде присутствует несколько систем трещиноватости, обусловленных различными источниками и очагами тектонического напряжения, а также горным давлением, литологией, эффектами дилатансии и т.д. [c.46]

При длительном нагружении породы (в геологическом масштабе времени) кривая зависимости напряжение-деформация имеет более короткий участок упругой деформации, и трещиноватость развивается в области пластической деформации (за точкой предела текучести). В этом случае развитие вязкой трещиноватости характерно для геосреды в целом. Зоны трещиноватости, образующиеся при пластической деформации геосреды, могут транзитно субвертикально проходить через весь осадочный чехол, представленный породами различного литологического состава с неодинаковыми физико-механическими свойствами. При этом неоднородная хрупкость пород в указанных зонах будет проявляться как различная интенсивность трещиноватости. Например, транзитная зона трещиноватости в интервале карбонатных отложений может иметь трещин больше на порядок и более чем в интервале глин или солей. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...