Изучение напряженного состояния горных пород

ИЗУЧЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД [c.216]

Изучение напряженного состояния горных пород в массиве имеет важное значение при решении задач, связанных со строительством подземных сооружений, разработкой месторождений твердых полезных ископаемых, изучением склоновых процессов и др. Использование сейсмоакустических методов для оценки напряженного состояния пород в массиве основано на зависимости сейсмических характеристик от действующих напряжений (см. 5). [c.216]

Метод фотоупругости, или оптического измерения напряжений, разработан в конце XIX в., однако широкое распространение при изучении напряженного состояния массивов горных пород он получил только в последние 20 лет. [c.147]

Изучение напряженного состояния массивов горных пород методом фотоупругости предъявляет определенные требования к оптически активным материалам, измерительной аппаратуре, технологии эксперимента. [c.147]

Как было указано в вводных гл. I и II, при изучении пластических деформаций пластичных металлов, горных пород, а также некоторых пластмасс в практических целях часто оказывается полезным принимать возможно более простые предположения относительно механических свойств этих материалов. Ставя своей целью разработку методов анализа напряженно-деформированного состояния реальных, используемых техникой материалов, мы строим в последующих главах теории деформирования небольшого числа типовых материалов, приписывая им определенные идеальные свойства. [c.431]

В дальнейшем развитии теоретических исследований этого направления можно отметить изучение более слол<ных схем напряженного состояния водоносных пластов и учет реологических свойств горных пород. [c.92]

Возможность использования сейсмоакустических методов для изучения гидрогеологических и инженерно-геологических характеристик пород базируется на наличии связей между сейсмическими свойствами горных пород и их объективно существующими признаками, такими, как вещественный и фазовый состав, характер структурных связей и величина действующих напряжений (см. главу 1). Указанные связи неоднозначны, т. е. одному какому-либо сейсмическому свойству могут соответствовать разные сочетания отдельных признаков, сумма которых может характеризовать совершенно различные породы, находящиеся в различном состоянии. Неоднозначность уменьшается в случае, если известно значение не одной, а сразу нескольких сейсмических характеристик, поскольку последние по-разному связаны с теми или иными из перечисленных признаков. Так как от объективных признаков породы зависят ее показатели, определяемые при различных видах гидрогеологических и инженерно-геологических испытаний, последние тоже должны быть связаны с сейсмическими свойствами пород, причем эти связи в принципе могут быть более однозначны. Очевидно, это возможно в тех случаях, когда процессы, протекающие в породах при производстве стандартных испытаний, физически сходны с процессами, возникающими при распространении упругих волн. Таким образом, имеются ясно выраженные физические предпосылки для использования сейсмоакустических методов с целью изучения показателей состава, состояния, водно-физических и физико-механических свойств горных пород. [c.158]

Показаны направления практического использования результат тов изучения коллекторских, Деформационных и прочностных свойств горных пород в условиях объемных напряженных состояний и температур при решении ряда задач геологии, бурения и разработки месторождений нефти и газа. Обсуждены некоторые аспекты методики оценки обратимых и необратимых изменений коэффициента пористости при отборе кернов пород, рассмотрены условия возникновения необратимого уплотнения песчано-алевритовых коллекторов в процессе разработки месторождений нефти и газа, разуплотнения пород под действием тектонических напряжений, а также вопросы прогнозирования деформационного поведения и прочности пород при проводке сверхглубоких скважин [c.4]

Теоретический и практический интерес к изучению влияния обеих составных частей тензора на деформационные свойства и процесс разрушения горных пород связан с разными аспектами рассмотрения деформационного поведения пород в условиях объемно-напряженного состояния. [c.15]

Анализ и исследования, выполненные в этой главе, обобщают достижения теоретического направления исследований деформационного поведения и прочности горных пород в условиях различных объемно-напряженных состояний, типичных для верхних частей земной коры. Они свидетельствуют о том, лто возможности функционального описания процессов деформации й разрушения горных пород еще достаточно Ограничены И Определяются степенью экспериментальной изученности этих процессов. [c.41]

При исследованиях деформационных и прочностных свойств горных пород в условиях напряженных состояний, характерных для земной коры, наименее изученным остается вопрос о зависимости этих свойств от времени или скорости деформации. [c.55]

Следует отметить относительно слабую изученность влияний температуры как на деформационные, так и на прочностные свойства горных пород в условиях объемных напряженных состояний. Интересные материалы по физическим (главным образом, прочностным) свойствам горных пород обобщены в монографиях [59, 107, 140]. Выполнен ряд работ по изучению влияния температуры на скорость продольных волн [2, 49, 84, 132] и коллекторские свойства пород [1,5,57,61,63, 132]. [c.74]

Изучению закономерностей развития пластической деформации и разрушения горных пород в условиях напряженных состояний и температур, характерных для глубин их залегания до 10—15 км, посвящены работы многих исследователей в Советском Союзе [7—9, 14, 15, 31, 49 1, 94, 95, 96, 101, 107, 108, 118—121, 127, 130, 132, 140, 219] и за рубежом в США, Франции, Японии и других странах [147, 148, 153, 161, 176-182, 185—190, 194, 195, 198, 199, 205, 212—214, 216]. [c.101]

Для построения карт требуется массовая информация о деформационных и прочностных свойствах пород, для получения которой-необходимы менее сложные и трудоемкие способы определений, чем вышеописанные точные способы изучения свойств в установках высокого давления. Выбранный метод должен отвечать двум основным требованиям давать возможность проведения экспресс-определений свойств на кернах горных пород и. позволять оценивать де- формационные и прочностные свойства пород в условиях неравномерного объемного напряженного состояния, характерного для земной коры. [c.183]

До последнего времени единственным способом изучения горных пород в условиях напряженного состояния являлся способ [c.213]

Предложенная нелинейно-упругая структурная модель пористой среды позволяет оценить влияние напряженного состояния на фильтрационные характеристики массива горных пород, который в первом приближении можно считать однородным и изотропным. Подобные задачи встречаются при оценке притоков жидкости к забоям скважин и шахт, при изучении фильтрации под плотинами, при строительстве инженерных и гидротехнических сооружений. [c.232]

На основе этих моделей обосновываются новейшие сейсмоакустические технологии (СЛБО, АНЧАР и др.) для изучения массивов горных пород и приводятся примеры решения важнейших практических задач поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений, описываются результаты вариаций напряженно-деформированного состояния геологической среды. [c.3]

Наиболее важным выводом из проведенного изучения напряжений в горных породах земной коры являетА вывод о преобладающем влиянии в региональном плане напряжений сжатия и неравномерности напряженного состояния. Растягивающие напряжения обычно носят локальный характера [c.7]

Морозович Я. Р. Изучение влияния напряженного состояния на электрические и коллекторские свойства горных пород. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. геол.-минерал, наук, МИНХ и ГП, 1965. [c.326]

Следует указать, что, как подчеркивал Леон, изучение огп-баюп1 ей Мора, представляющей на плоскости с, т предельные напряженные состояния в зоне, где она пересекает ось а под прямым углом, проливает свет на возможность ее приложения к другим важным вопросам в области геологии. Геологи тщательно изучали сбросы и трещиноватость горных иород ). Онп уже давно считали, что сбросы некоторых типов (сдвиговые сбросы) могут быть представлены в виде двойной системы параллельных плоскостей, по которым пласты горных пород с одной стороны сброса смещаются относительно пластов с другой его стороны далее, они указывали, что в некоторых очень твердых горных породах можно видеть двойные и даже множественные системы параллельных трещин ( трещины отдельности ), пересекающих породы. Явления сдвиговых сбросов и образования трещин в породах представляют, повидимому, в огромных масштабах природы проявления тех же, только что изученных нами процессов образования поверхностей скольжения и трещин отрыва. Так как геологи в своих исследованиях, повидимому, мало использовали эти факты, обнаруженные в напряженных твердых материалах теорией Мора, то здесь необходимо обратить их внимание на возможность предсказания и открытия механических законов образования сбросов и трещин в горных породах, на основе этой пли связанных с ней теорий, развитых в механике. [c.251]

При определенных толщинах этот довод мало применим, так как уменьшение энергии вследствие снятия напряжений может быть достаточным для отделения пленки (стр. 29, сноска). Поэтому можно ожидать, что пленки разрушатся самопроизвольйо, когда будет достигнута определенная толщина. Эти рассуждения подтверждаются. Окисление титана в значительной степени происходит по механизму прохождения кислорода внутрь через пленку. Анионы кислорода используют свободные места в решетке и, когда кислород достигнет промежуточной поверхности металл—окисел, часть его образует с металлом твердый раствор, а часть его расходуется на образование нового окисла, и пленка растет. Пленка находится в деформированном состоянии, и, когда достигается определенная толщина, она разрушается и теряет защитные свойства. Вопрос был тщательно изучен Дженкинсом, который пишет Наблюдение структуры пленок, образовавшихся на титане, показывает, что тонкая, плотная, сероватая пленка, возникшая при низких температурах, заменяется при высоких — толстой, пористой, желто-коричневой. Эта окалина в значительной степени состоит из разрушенных слоев окисла, подобно естественному пласту горной породы. Изменение в пленке, вероятно, происходит,, когда тонкая, плотная пленка вырастает выше некоторой толщины, и тогда увеличившиеся в пленке напряжения могут частично разрушить наружные слои. Эти напряжения являются следствием образования окисла на промежуточной поверхности между пленкой и металлом [56]. [c.47]

Определение относительного распределения напряжений основано на изучении поля скоростей волн в массиве горных пород с помощью комплекса разночастотных сейсмоакустических методов, откуда затем можно перейти к оценке пространственного распределения напряжений, поскольку напряженное состояние пород является одним из основных факторов, определяющих в них скорость упругих волн. Изучая изменение скоростей вблизи горных выработок, а также вдоль скважин, шпуров и в пространстве между ними, можно выявить характерные зоны повышенных и пониженных скоростей, отвечающие зонам повышенных напряжений и разгрузки, определить их строение и протяженность. [c.216]

Методический подход к изучению и описанию процесса разрушения горных пород с учетом особенностей их состава и строения, обусловливающих неравномерность объемных деформаций пород при разных напряженных состояниях, был использован при постановке экспериментальных исследований, в основном подтвер-Дийших правильность предложенного подхода. Поскольку к настоящему времени наименее изучены при равномерном всестороннем сжатии процесс неупругого уплотнения пород, а при неравномерном— разуплотнения и разрушения пород, экспериментальному изучению этих процессов было уделено основное внимание. [c.41]

Наибольшее pa npo fpaнeниe при изучении деформационных и прочностных свойств горных пород в условиях неравномерного объемно-напряженного состояния получила схема продольного сжатия в условиях всестороннего давления, создаваемого жидкостью, предложенная Т. Карманом, еще в 1911 г. Основное преимущество схемы Кармана заключается в возможности изучения остаточных деформаций, предшествующих разрушению горных пород, в условиях их максимального развития. [c.43]

Для установления наиболее общих зависимостей деформационного поведения коллекторских и прочностных свойств горных пород от величины всестороннего сжатия в условиях равномерного и неравномерного объемно-напряженных состояний при разных температурах в качестве объектов исследования были выбраны породы четырех широко представленных в разрезах земной коры групп пород карбонатных, терригенных, магматических и метаморфических. Из пород осадочного комплекса для изучения подбирали главным образом пористые разности (породы-коллекторы). Достаточная представительность последних по литологическим особённостям обеспечивалась подбором образцов согласно соответствующим классификационным рядам для песчано-алевритовых коллекторов классификации И. А. Конюхова [77], для карбонатных — Г. И. Теодоровича [124]. [c.56]

Развитие этого направленйя связано с необходимостью расширения диапазона применяемых давлений и температур (для получения данных об условиях нарушения упругой устойчивости пород), постановки исследований При неравномерном объемно-напряжен- ном состоянии (для учета возможного, влияния тектонических напряжений на коллекторские свойства пород), а также изучения влияния времени на деформационные характеристики горных пород. [c.60]

При проведении исследований, результаты которых изложены в настоящей монографии, ставилась цель изучения прочностных и деформационных характеристик горных пород-в условиях напряженных состояний и температур, типичных для глубин до 10—15 км (применительно к решению различных задач нефтяной геологии и горного дела). Так, одной из задач исследования было установление влияния неравномерного объемно-напряженного состояния на коллекторские свойства пород. Изучались также связи деформационных и прочностных характеристик с литолого-петрографиче-скими свойствами пород, оцениваемыми с помощью показателей Ке, Ки, Кс и Ку, обоснованных ВО II главе монографии. [c.103]

Многочисленные экспериментальные исследования [8, 26] показывают, что основные физические свойства горной породы (пористость, проницаемость, коэффициент сжимаемости ее порового пространства) достаточно сильно зависят от ее напряженного состояния. Это обстоятельство может сыграть значительную роль при оценке притоков нефти, воды и газа к скважинам глубоко залегающих продуктивных пластов, при разработке методов борьбы с во-допроявлениями при бурении шахт, штолен и других горных выработок в обводненных массивах горных пород, а также при расчетах фильтрации под гидротехническими сооружениями. С другой стороны, знание зависимости электрических свойств горной породы от напряженного состояния позволяет более достоверно интерпретировать промыслово-геофизические данные, широко используемые для изучения разреза разведочных и эксплуатационных скважин. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...