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莫尔-库仑准则的单位化及其在棱柱体测混凝土抗压强度中的应用

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内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2017年第4期36卷 261-270页

作者：康亚明贾延罗玉财陈静波牛晟北方民族大学化学与化学工程学院宁夏银川750021 北方民族大学数学与信息科学学院宁夏银川750021 宁夏旭日众粒环保科技有限公司宁夏银川750200

以混凝土抗压强度测试中棱柱体的破裂形态为切入点,分析了端面强约束边界条件下棱柱体的破裂面倾角,并基于单位化后的莫尔-库仑准则,借助于混凝土强度试验数据,反算了不同等级混凝土剪切破坏时真实的破裂角范围和最危险破裂角。结果表... 详细信息

以混凝土抗压强度测试中棱柱体的破裂形态为切入点,分析了端面强约束边界条件下棱柱体的破裂面倾角,并基于单位化后的莫尔-库仑准则,借助于混凝土强度试验数据,反算了不同等级混凝土剪切破坏时真实的破裂角范围和最危险破裂角。结果表明:3倍高宽比是最危险破裂面不受边界条件影响的临界值;边界条件通过改变破裂路径影响了强度,破裂路径的改变才是产生形状效应的根本原因;不同高宽比时其破裂面不同,考虑边界条件对破裂路径的影响时,可以建立强度形状效应的解析式。

关键词：应力集中莫尔-库仑准则形状效应破裂路径边界条件

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断层岩体剪切滑移变形及其临界应力判别准则

太原理工大学学报 2022年第6期53卷 997-1003页

作者：赵鹏冯子军太原理工大学矿业工程学院太原030024 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室太原030024

为揭示断层岩体在滑动摩擦过程中的应力及运动规律,利用自主研制的裂隙岩体大位移剪切变形装置,研究了单裂隙花岗岩在法向应力等梯度递减过程中的剪切滑移特征及滑移临界应力状态。摩擦强化作用下,单裂隙花岗岩的失稳滑移变形不会无限增... 详细信息

为揭示断层岩体在滑动摩擦过程中的应力及运动规律,利用自主研制的裂隙岩体大位移剪切变形装置,研究了单裂隙花岗岩在法向应力等梯度递减过程中的剪切滑移特征及滑移临界应力状态。摩擦强化作用下,单裂隙花岗岩的失稳滑移变形不会无限增长,其滑移临界剪切应力约为该状态下法向应力的1.79倍,在法向应力等梯度降低过程中,最大剪应力降低速率平均约0.145 MPa/s,最大滑移速率平均约8.4μm/s,最大滑移加速度平均约0.547μm/s^(2);借助莫尔-库仑失稳准则建立了临界滑移条件下各应力参数之间的理论模型,将模型与实测参数比较,认为该模型可以较好地匹配实验结果。该结果对预判及评估深度地层裂隙岩体失稳滑移及临界应力状态有一定的参考价值。

关键词：断层岩体摩擦滑动剪切变形莫尔-库仑准则

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基于离散裂隙网络的岩体各向异性莫尔-库仑表征方法研究

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岩石力学与工程学报 2023年第S1期42卷 3266-3280页

作者：王培涛刘操马驰任奋华蔡美峰北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

结构面的空间分布及几何粗糙度对岩体的各向异性力学特性影响显著,是影响工程稳定性的重要因素。通过建立粗糙裂隙网络数值模型,分别开展不同加载角度、不同双轴围压下的节理岩体数值试验研究,分析不同尺寸、几何类型条件下岩体的破坏... 详细信息

结构面的空间分布及几何粗糙度对岩体的各向异性力学特性影响显著,是影响工程稳定性的重要因素。通过建立粗糙裂隙网络数值模型,分别开展不同加载角度、不同双轴围压下的节理岩体数值试验研究,分析不同尺寸、几何类型条件下岩体的破坏模式和声发射特性;基于最小二乘原理分析各向异性莫尔圆分布特征。结果表明:粗糙节理网络模型与直线型节理网络模型在破坏模式、声发射模拟、尺寸效应方面均表现出显著的差异性,节理岩体抗压强度、抗剪强度参数呈现出的一定的各向异性,不同加载方向条件下,节理岩体的峰值强度、莫尔圆形态与抗剪指标均呈现显著变化,节理几何形态对岩体的强度和破坏模式影响显著。研究结果对岩体的各向异性抗剪力学特性的分析具有重要参考价值。

关键词：岩石力学离散裂隙网络分形莫尔-库仑准则各向异性抗剪强度

基于非线性屈服准则及主应力判据的圆形巷道围岩岩爆过程的数值模拟

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防灾减灾工程学报 2012年第2期32卷 131-137页

作者：王学滨陶帅潘一山王玮辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

鉴于考虑拉伸截断的线性莫尔-库仑屈服准则不能考虑岩石在高应力条件下的非线性屈服特征,根据虎克-布朗本构模型,将上述屈服准则在受压区的线性屈服函数修改为非线性形式。采用3种岩爆的主应力判据,判别圆形巷道开挖之后围岩中各种级别... 详细信息

鉴于考虑拉伸截断的线性莫尔-库仑屈服准则不能考虑岩石在高应力条件下的非线性屈服特征,根据虎克-布朗本构模型,将上述屈服准则在受压区的线性屈服函数修改为非线性形式。采用3种岩爆的主应力判据,判别圆形巷道开挖之后围岩中各种级别岩爆的分布及演变规律。计算采用"先加载,后挖洞"的方式,岩石服从弹—脆—塑性本构模型。研究发现,发生高级别岩爆的单元数少于发生低级别岩爆的单元数;轻微岩爆区的形态更接近于塑性区及剪切应变增量的高值区。根据巴顿判据,发生重岩爆的单元数较多,而且主要发生的是拉伸岩爆;根据陶振宇判据,发生轻微及中等岩爆的单元数均多于根据谷明成-陶振宇判据判别的结果。上述两种判据判别的结果均表明,在不考虑拉伸岩爆的条件下,只有位于围岩内部的单元才有可能发生高级别的岩爆,而位于巷道表面的单元一般仅发生轻微岩爆。

关键词：非线性屈服准则圆形巷道莫尔-库仑准则虎克-布朗准则岩爆判据

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气体钻井低温破岩机理分析

岩土工程学报 2016年第8期38卷 1466-1472页

作者：杨顺吉李军柳贡慧中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 北京工业大学北京100124

气体钻井有着较高的机械钻速在很大程度上归因于钻头水眼处的焦耳–汤姆森低温效应。这种效应对井底岩石产生了热冲击应力,使得井底岩石的强度降低,进而促进了机械破岩的作用。首先建立了非对称冷却条件下井底岩石的温度场的分布模型,... 详细信息

气体钻井有着较高的机械钻速在很大程度上归因于钻头水眼处的焦耳–汤姆森低温效应。这种效应对井底岩石产生了热冲击应力,使得井底岩石的强度降低,进而促进了机械破岩的作用。首先建立了非对称冷却条件下井底岩石的温度场的分布模型,并以此建立了井底岩石三维动态热应力分布模型,对气体钻井井底热冲击应力进行了深入的剖析。其次,通过莫尔–库仑准则,对岩石的黏聚力变化进行了分析,得出随着冷却时间的加长,岩石强度迅速降低,有利于岩石的破坏。最后,为验证理论模型,对砂岩岩样进行液氮冷却试验,并对其进行声波实时测量,声波的首波波幅也有明显的延迟,说明冷却处理对岩心内部结构产生了很大影响。

关键词：气体钻井低温热应力莫尔-库仑准则声波试验

基于声波远探测和岩石力学分析的井旁裂缝有效性评价方法

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石油学报 2020年第11期41卷 1388-1395页

作者：李思亦唐晓明何娟许松孙福亭苏远大中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国海洋石油国际有限公司北京100028

储层中裂缝有效性的定性判断对实际生产具有十分重要的意义,特别对于以裂缝为主要储集空间的致密储层。目前,偶极横波远探测技术在井外裂缝的成像和识别方面已经成熟应用,但仍需要对其探测到的井旁地层裂缝开展有效性(流体输导性能)评... 详细信息

储层中裂缝有效性的定性判断对实际生产具有十分重要的意义,特别对于以裂缝为主要储集空间的致密储层。目前,偶极横波远探测技术在井外裂缝的成像和识别方面已经成熟应用,但仍需要对其探测到的井旁地层裂缝开展有效性(流体输导性能)评价研究。研究提出了利用岩石力学中常用的三维莫尔圆分析来评价井旁裂缝有效性的新方法,利用偶极横波远探测成像获得的裂缝走向、倾角及地应力信息计算裂缝在平面上的应力状态,结合莫尔-库仑破裂准则,可获悉裂缝是否处于开启的临界应力状态并以此来判断裂缝的渗透性。分析表明,偶极横波远探测对裂缝倾向识别的180°不确定性问题并不影响莫尔圆方法对缝面上应力状态的确定,从而使得这2种方法可以综合起来形成一种裂缝有效性的评价方法。对不同地区碳酸盐岩储层裂缝的有效性分析表明,该研究可以有效地评价裂缝的流体输导性能,评价结果可为现场试油和开采方案的确定提供合理的依据。

关键词：三维莫尔圆声波远探测地应力莫尔-库仑准则裂缝有效性

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考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析

岩石力学与工程学报 2005年第16期24卷 2882-2888页

作者：陈新杨强何满潮李科峰中国矿业大学(北京校区)力学与建筑工程学院北京100083 清华大学水利水电工程系北京100084

目前在工程设计中,仍粗略地将节理岩体近似为各向同性体,在考虑节理对岩体强度的弱化作用时,均根据节理连通率对完整岩石的抗剪强度参数进行折减,因而未能反映岩体的各向异性特性。这对于浅部岩体工程来讲,也许是可以接受的,但随着建井... 详细信息

目前在工程设计中,仍粗略地将节理岩体近似为各向同性体,在考虑节理对岩体强度的弱化作用时,均根据节理连通率对完整岩石的抗剪强度参数进行折减,因而未能反映岩体的各向异性特性。这对于浅部岩体工程来讲,也许是可以接受的,但随着建井深度的增加,进入深部状态的岩体表现出更强的各向异性特征,岩体的各向异性将不能忽略。将节理各向异性几何分布特征对岩体力学性能的影响通过微面的节理连通率来反映,从莫尔–库仑抗剪条件出发,采用方向分布函数分析方法,曾提出了一个基于二阶连通率组构张量的节理岩体各向异性强度准则。简要论述该各向异性强度准则,根据该准则研究了井筒的弹性稳定问题。研究表明:考虑岩体的各向异性强度对井筒进行钻井灌浆分析时,在给定的泥浆压力下,沿最大地应力方向钻井的安全系数并不一定比沿其他方向钻井的安全系数高。

关键词：岩石力学节理岩体各向异性强度准则莫尔-库仑准则井壁稳定

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基于三维莫尔圆的裂缝有效性评价方法及应用

石油学报 2018年第5期39卷 564-569页

作者：陆云龙吕洪志崔云江陈红兵中海石油(中国)有限公司天津分公司

复杂储层裂缝评价是储层研究的重要内容。针对复杂储层现今裂缝有效性定量评价的难题,通过阵列声波测井、电成像测井提取的地应力及裂缝参数信息,采用基于临界应力断层假说的三维莫尔圆方法定量分析裂缝有效性的方法,通过井眼周围应力... 详细信息

复杂储层裂缝评价是储层研究的重要内容。针对复杂储层现今裂缝有效性定量评价的难题,通过阵列声波测井、电成像测井提取的地应力及裂缝参数信息,采用基于临界应力断层假说的三维莫尔圆方法定量分析裂缝有效性的方法,通过井眼周围应力场分布特征,选取合理的地应力模型计算地层三维应力并根据成像测井拾取的裂缝倾角、倾向等属性。在此基础上根据岩石强度理论通过三维莫尔圆计算裂缝面上岩石正应力与切应力,求取岩石裂缝面上的摩擦系数,采用临界应力断层假说定量分析裂缝有效性特征。渤海地区JZ油田应用结果表明,通过三维莫尔圆计算的裂缝摩擦系数能够反映裂缝有效性的差异,与产能匹配较好,可以用于产能分析,是裂缝定量评价的一种有效手段。

关键词：裂缝地应力莫尔-库仑准则三维莫尔圆摩擦系数产能

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节理岩体抗剪强度参数的实验分析

西南交通大学学报 2005年第1期40卷 73-76页

作者：周应华周德培杨涛封志军西南交通大学土木工程学院四川成都610031

对红层软岩的大量实验表明,剪切与三轴压缩实验测得的抗剪强度参数值不一致,而且内摩擦角从完整岩石剪切实验、三轴压缩实验到结构面剪切实验呈现出由大到小的规律.基于上述实验结果,分别从岩石强度理论和实验方法的角度分析了3种实验... 详细信息

对红层软岩的大量实验表明,剪切与三轴压缩实验测得的抗剪强度参数值不一致,而且内摩擦角从完整岩石剪切实验、三轴压缩实验到结构面剪切实验呈现出由大到小的规律.基于上述实验结果,分别从岩石强度理论和实验方法的角度分析了3种实验所得参数不一致的原因,导出了三轴压缩实验得到的岩体抗剪强度参数与结构面抗剪强度参数之间的关系式,并提出了岩体抗剪强度参数的选取原则.

关键词：红层软岩抗剪强度参数莫尔-库仑准则三轴实验剪切实验-