脆性岩石起裂应力水平与脆性指标关系探讨

发布时间：2017-07-20 19:19

  本文关键词：脆性岩石起裂应力水平与脆性指标关系探讨

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【摘要】：脆性指标与起裂应力作为岩石力学性质的内在体现,均反映岩石的非均质性和结构上的差异,二者存在一种必然的联系,通过理论研究和算例分析来探讨起裂应力水平与基于单轴抗压、抗拉强度比值的脆性指标的关系。首先,归纳总结基于压拉比、全应力 应变特征及硬度或坚固性的28种基本脆性测试方法。然后,研究硬脆性岩石单轴压缩起裂机制,讨论基于裂纹体积应变拐点的起裂应力确定方法,并定义起裂应力水平指标K。最后,结合具体工程算例探讨岩石起裂应力与基于压拉比的脆性指标的函数关系,深入验证起裂应力水平和脆性指标间内在联系的必然性。得出以下结论:(1)以岩石单轴抗压、抗拉强度为纽带,建立起裂应力水平和脆性指标间的函数关系,根据单轴压缩起裂应力与单轴抗拉强度的关系,进一步验证脆性指标与起裂应力水平存在内在联系的必然性。(2)岩石起裂应力水平与脆性指标B5和B6存在明显的函数关系,起裂应力水平与B5呈幂函数关系,与B6呈线性函数关系,相关系数均大于85%。(3)采用起裂应力水平指标重新定义脆性指标,通过岩石的室内单轴压缩试验,由起裂应力水平可以快速得到岩石的脆性指标。通过这一研究,丰富了岩石起裂应力与脆性指标的关系,为脆性指标的计算提供了一条新思路。
【作者单位】： 中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室;中国科学院大学;
【关键词】： 岩石力学 脆性岩石 脆性指标 起裂应力 单轴压缩试验 函数关系
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB731501) 国家自然科学基金资助项目(41227901,41272352)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言.岩石的脆性与岩体工程稳定性及油气藏工程中储层改造密切相关。脆性指标是岩爆灾害预测的重要指标,直接关系到岩体脆性断裂和地下洞室围岩结构的稳定性;同时,脆性指标也是储层力学特性评价、井壁稳定性评价及水力压裂效果评价的重要指标。当前还没有标准的、统一的岩石

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 冯涛,谢学斌,王文星,潘长良;岩石脆性及描述岩爆倾向的脆性系数[J];矿冶工程;2000年04期

2 李庆辉;陈勉;金衍;侯冰;张保卫;;页岩脆性的室内评价方法及改进[J];岩石力学与工程学报;2012年08期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄煜镔,钱觉时;确定混凝土强度尺寸效应律的小尺寸试件研究方法[J];四川建筑科学研究;2004年04期

2 黄煜镔,钱觉时,吕伟民;基于尺寸效应的混凝土脆性评价指标分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期

3 秦庆华;;CRACK KINKING IN PIEZOELECTRIC MATERIALS[J];Acta Mechanica Sinica;1998年04期

4 董照旭;方岱宁;苏爱嘉;;ON THE EFFECT OF NANO-PARTICLE CLUSTERING ON TOUGHENING OF NANO-COMPOSITE CERAMICS[J];Acta Mechanica Sinica;2002年02期

5 ;Application of scaled boundary finite element method in static and dynamic fracture problems[J];Acta Mechanica Sinica;2006年03期

6 刘金海;冯涛;袁坚;;基于非线性灰色归类模型的岩爆预测方法[J];地下空间与工程学报;2005年06期

7 吕涛;赵明阶;王焱;;受压岩石断裂准则研究[J];地下空间与工程学报;2010年05期

8 孙燕君;;动态曲裂的判据[J];北方交通大学学报;1983年02期

9 戴耀,刘海现,崔建国,何家文;用最大正应力法则确定层状复合材料中疲劳裂纹的扩展方向[J];兵工学报;2000年S1期

10 刘恒波;蒋述兴;;石英陶瓷材料的研究进展[J];玻璃;2008年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐世娘;赵艳华;;混凝土裂缝扩展的断裂理论和分析方法[A];第17届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2008年

2 刘东燕;;含双向交叉断续节理岩体的强度特性研究[A];首届全国岩土工程博士学术讨论会论文集[C];1990年

3 杜子建;许梦国;姚高辉;;程潮铁矿深部开采岩爆综合预测研究[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年

4 向天兵;冯夏庭;陈炳瑞;江权;;开挖与支护应力路径下硬岩破坏过程的真三轴与声发射试验研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

5 徐永君;余俊波;李敏;柳春图;张传绪;;层状复合材料裂纹在软层的扩展趋势[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年

6 徐文跃;钟时杰;白武明;;曲面破裂震源模型[A];地球物理研究所四十年（1950-1990）[C];1990年

7 王新友;;准脆性类材料岩石与混凝土的断裂模型[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年

8 周维垣;刘元高;赵吉东;杨强;;岩体稳定的分叉局部化模型研究[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年

9 梁祖军;李全根;;四矿三水平副井井底车场防治岩爆施工技术[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

10 张珍桂;覃继宁;陈一飞;张志伟;吕维洁;张荻;;TiB和La_2O_3体积分数对原位合成钛基复合材料高温力学性能的影响[A];第六届华东三省一市真空学术交流会论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年

2 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 刘文光;结构共振疲劳试验及裂纹构件的振动疲劳耦合分析[D];南京航空航天大学;2010年

4 余学芳;混凝土结构裂缝的有限元模拟[D];浙江大学;2012年

5 王振波;混凝土温度损伤模型研究[D];河海大学;2001年

6 朱廷;铁电陶瓷的电致失效力学[D];清华大学;1999年

7 谭鸿来;材料断裂过程的宏微观研究[D];清华大学;1996年

8 黄煜镔;混凝土脆性与力学参数的尺寸效应及其相互关系的研究[D];重庆大学;2002年

9 赵艳华;混凝土断裂过程中的能量分析研究[D];大连理工大学;2002年

10 吴子平;混凝土坝病变和损伤的监控理论和分析方法研究[D];河海大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 董宜森;硫酸盐侵蚀环境下混凝土耐久性能试验研究[D];浙江大学;2011年

2 汪磊;基于能量原理的岩石边坡稳定性研究[D];武汉工业学院;2010年

3 苏利勋;无网格法数值模拟岩体单裂隙水力劈裂[D];昆明理工大学;2008年

4 郑安兴;基于XFEM的重力坝裂纹开展数值分析研究[D];昆明理工大学;2010年

5 何浩宇;岩石力学特性与其声发射分形维关系研究[D];武汉理工大学;2011年

6 李墨潇;岩石单轴压缩破裂过程中声发射信号特征初探[D];武汉理工大学;2011年

7 田世斌;压缩作用下含预制裂纹石膏板裂纹扩展规律研究[D];大连理工大学;2011年

8 赵文婷;双材料界面端应力场分布规律[D];太原科技大学;2011年

9 胡京涛;尾砂胶结充填体声发射特性试验研究[D];江西理工大学;2011年

10 徐磊;水泥熟料的力学性能及粉碎机理研究[D];石家庄铁道大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 金衍;陈勉;张旭东;;天然裂缝地层斜井水力裂缝起裂压力模型研究[J];石油学报;2006年05期

2 金衍;陈勉;周健;耿宇迪;;岩性突变体对水力裂缝延伸影响的实验研究[J];石油学报;2008年02期

3 李庆辉;陈勉;Fred P·Wang;金衍;李志猛;;工程因素对页岩气产量的影响——以北美Haynesville页岩气藏为例[J];天然气工业;2012年04期

4 金衍,陈勉,张旭东;利用测井资料预测深部地层岩石断裂韧性[J];岩石力学与工程学报;2001年04期

5 苏国韶,冯夏庭;基于粒子群优化算法的高地应力条件下硬岩本构模型的参数辨识[J];岩石力学与工程学报;2005年17期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姚改焕;宋战平;余贤斌;;石灰岩声发射特性的试验研究[J];煤田地质与勘探;2006年06期

2 王军;曹平;赵延林;林杭;;岩石非线性粘滞系数的蠕变数值试验分析[J];矿冶工程;2009年05期

3 邵宏甫;;单轴压缩下粗砂岩热损伤统计本构模型[J];西安科技大学学报;2009年06期

4 孟召平;潘结南;刘亮亮;孟贵希;赵振华;;含水量对沉积岩力学性质及其冲击倾向性的影响[J];岩石力学与工程学报;2009年S1期

5 毕忠伟;张志军;;岩石的崩解特性与抗压强度的试验研究[J];有色金属;2011年02期

6 马强;;江苏省岩石力学与工程学会成立大会在我院召开[J];解放军理工大学学报(自然科学版);1987年04期

7 ;岩石力学中最佳表面裂殖[J];北京科技大学学报;1996年03期

8 ;《岩石力学与工程学报》第六届编辑委员会[J];岩石力学与工程学报;2006年11期

9 苏承东;张振华;;大理岩三轴压缩的塑性变形与能量特征分析[J];岩石力学与工程学报;2008年02期

10 ;第十次全国岩石力学与工程学术大会[J];岩土力学;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 鲁祖德;陈从新;;水化学环境下裂隙岩石单轴压缩破裂过程研究[A];第二届全国环境岩土与土工合成材料技术研讨会论文集（一）[C];2008年

2 鲁晓兵;矫宾田;王淑云;;饱和脆性岩石在反平面剪切条件下的应变局部化分析[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年

3 郑炳旭;;前言[A];中国岩石力学与工程实例第一届学术会议论文集[C];2007年

4 钱七虎;;前言[A];第一届华东岩土工程学术大会论文集[C];1990年

5 ;中国岩石力学与工程学会章程[A];岩土工程学术交流会文集[C];2004年

6 ;编者的话[A];岩石力学测试技术及高边坡稳定性——第二次湖北省暨武汉岩石力学与工程学术会议论文集[C];1990年

7 徐嘉谟;方祖烈;伍法权;冯夏庭;杨强;邬爱清;何满潮;程良奎;宋胜武;黄润秋;蔡美峰;王明洋;;岩石力学与岩石工程学科发展研究[A];2009—2010岩石力学与岩石工程学科发展报告[C];2010年

8 崔政权;;前言[A];岩土工程论文集[C];1995年

9 ;序[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

10 谢和平;鞠杨;;岩石力学中的分形研究[A];科技进步与学科发展——“科学技术面向新世纪”学术年会论文集[C];1998年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报见习记者 李玉清;做好领军人 挺进新高地[N];科学导报;2009年

2 广东建设报记者 邓新灵　通讯员 善健;汕头市岩石力学与工程学会产生新一届理事会[N];广东建设报;2010年

3 记者 刘莉;我国科学家接任国际岩石力学学会主席[N];科技日报;2011年

4 记者 杨念明　通讯员 陈继荣 实习生 罗璇;破解岩石力学与岩土工程难题[N];湖北日报;2010年

5 赵亚辉;谢和平：路在脚下[N];人民日报;2004年

6 中国驻巴西使馆科技参赞 莫鸿钧;巴西：互助关系上的典范[N];科技日报;2008年

7 陈树森;王家山煤矿重现生机[N];中煤地质报;2008年

8 本报记者 陈果;广东探讨土木建筑工程质量[N];广东建设报;2009年

9 记者 韩红新;知名专家学者云集金城探讨城市地质灾害防治[N];兰州日报;2009年

10 ;蔡镜仑：教学科研齐头并进[N];科技日报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张勤;脆性岩石热—力—损伤耦合机理及数值模拟研究[D];武汉大学;2013年

2 张凯;脆性岩石力学模型与流固耦合机理研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

3 朱训国;地下工程中注浆岩石锚杆锚固机理研究[D];大连理工大学;2007年

4 韦立德;岩石力学损伤和流变本构模型研究[D];河海大学;2003年

5 郭向勇;高强混凝土脆性评价方法及其增韧措施的研究[D];武汉大学;2005年

6 王小琼;脆性岩石损伤及物理性质演化的实验研究[D];中国地震局地球物理研究所;2012年

7 杨圣奇;岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D];河海大学;2006年

8 张杰;岩石压胀特性及压胀松动增产技术研究[D];西南石油大学;2008年

9 褚清河;不同土壤养分供应强度和配比下作物生产力变化与平衡施肥[D];南京农业大学;2008年

10 谢润成;川西坳陷须家河组探井地应力解释与井壁稳定性评价[D];成都理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 段海波;高应力下脆性岩石力学特性及细观演化机制研究[D];长江科学院;2013年

2 王正一;弹脆性岩石损伤演化的细观数值研究及工程应用[D];河南理工大学;2009年

3 黄晓冬;基于GEP的函数关系挖掘及其在数据滤波中的应用[D];四川大学;2004年

4 王震;高温高压下岩石力学特性研究及应用[D];大庆石油学院;2005年

5 董静;企业形象生命周期模型构建[D];北京交通大学;2009年

6 翟淑花;地下开采岩体移动预测的遗传规划模型及其工程应用[D];河北大学;2005年

7 乔金丽;边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型及应用[D];河北大学;2005年

8 郭金荣;他拉哈地区地层孔隙压力及破裂压力预测技术研究[D];大庆石油学院;2006年

9 王巍;终南山公路隧道岩爆发生机理研究[D];西安科技大学;2011年

10 陈忠;岩石直接拉伸与压缩循环加载试验与变形特性的研究[D];昆明理工大学;2011年

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本文编号：569600