不同围压和层理下板岩三轴蠕变试验及损伤模型研究

为了研究围压和层理对板岩三轴蠕变特性的影响,制备了最大主应力方向与层理夹角为0°和90°的2组岩样(0°为平行组;90°为垂直组),分别进行5 MPa、10 MPa、15 MPa围压下的三轴蠕变试验。结果显示:板岩在三轴应力条件下的蠕变具有瞬时弹性阶段、稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段这三个阶段特征;在同一围压下,垂直组试样加载级数大于平行组岩样加载级数;垂直组试样的瞬时弹性应变高于平行组试样;垂直组试样的累计蠕变应变均低于平行组试样。计算长期强度与峰值强度的比值得到垂直组试样的强度损伤低于平行组试样;围压越高,试样蠕变变形越小,峰值强度和长期强度越高。基于Kachanov蠕变损伤理论,考虑层理角度的损伤,引进一个弹塑性损伤元件,建立了描述不同层理角度板岩蠕变过程的改进西原模型,用该模型对试验数据进行拟合,结果表明:模型能够较好地反映蠕变三阶段;垂直组试样的弹性模量、黏滞系数比平行组试样相对较大,蠕变参数基本随着围压的增大而增大,体现了围压效应,这与试验结果相吻合。     

层理对岩石抗压强度影响解析

针对目前层理对岩石抗压强度造成的影响,本文从实践角度出发,分析了层理对岩石抗压强度的作用机理与现状,并提出了采用室内试验与数值模拟试验相结合的方式,来降低含有层理不连续体的作用影响。结果表明,只有综合室内试验与数值模拟试验,才能提高分析层理面对岩体力学性能影响分析的准确性。     

基于模糊算法的岩心图像层理特征提取

在岩心图像的分析中,提取图像的层理特征,对于识别岩石的层理类型,完成对获取的岩心图像进行自动识别十分重要。本文介绍了Pal.King算法,并且针对岩心图像的多数像素点处在低灰度级的特点,使用最大类间方差法(Otsu)得到Tr变换中的最佳隶属度的阈值,根据阈值建立自己的隶属函数G和G~(-1);同时对Tr变换增强后的空间域图像进行平滑处理,减少噪声对层理边缘提取的影响。实验结果表明,该算法提取岩心图像层理特征效果较好。     

水平层理缝岩石物理建模及其地震响应特征

裂缝介质的岩石物理建模及其地震响应特征分析,是利用地震资料进行裂缝性储层预测的重要基础,通过岩石物理建模可以建立起有效的地震反演及储层描述方法。针对非常规页岩油气储层具有的水平层理缝特征,开展了岩石物理建模方法及其地震响应特征研究。利用实际岩样数据与测井数据,采用Voigt-Reuss-Hill（VRH）边界和等效自相容近似（SCA）理论,将非粘土、粘土、孔隙和流体进行组合得到岩石背景介质;结合实际裂缝产状和发育规律信息,通过Chapman多尺度裂缝岩石物理模型引入水平层理缝;采用传播矩阵方法正演得到地震响应。基于此,结合实际工区资料,形成了一套基于多尺度裂缝岩石物理模型的水平层理缝建模方法及技术流程,并在江汉油田页岩油储层中进行了应用研究。正演结果表明：页岩储层的水平层理缝较发育,地震响应具有明显的频变特征,而且水平层理缝的裂缝长度与裂缝密度是影响其地震各向异性最重要的参数,以上参数可以很好地应用于水平层理缝地震预测中。     

软弱地基中水泥类化学灌浆机理初探

本文阐述了软弱地基的土质特征,并从水文工程地质理论观点出发,对软弱地基中水泥类化学灌浆固结机理进行探讨。     

焦石坝页岩气储层水平井井壁失稳机理

焦石坝区块页岩气储层岩石层理发育,导致页岩强度各向异性特征明显,钻井过程中易发生井壁失稳问题。为此, 采用龙马溪组井下岩心开展直接剪切和三轴实验,结合单组弱面强度理论,建立了页岩强度各向异性表征方法;综合页岩强度各向异性表征方法、井壁应力分布模型,建立了页岩井壁坍塌压力计算方法;最后,以目标井JY1HF 井为例进行了实例计算与分析。结果表明:龙马溪组页岩发育了大量软弱层理,沿软弱层理剪切滑移是井壁失稳的主要力学机制;钻井液浸泡后页岩强度出现劣化,但强度劣化效应并不十分显著;常规模型计算的坍塌压力随着井斜角增加而减小,文中模型计算的坍塌压力随着井斜角先增加后减小,且计算结果与实际情况更加吻合;页岩薄弱层理的剪切滑移是井斜井段井壁垮塌的关键,而强度的劣化并不是主控因素。研究结果可为礁石坝区块和其他地区页岩气井钻井设计、轨迹优化等提供参考。     

含层理构造的非均质片麻岩巴西劈裂试验及离散单元法数值模拟研究

 为了研究岩石各向异性及非均质性对其破坏形式的影响,对含层理构造的非均质片麻岩进行了多组加载角度的巴西劈裂试验,获得不同层理方向片麻岩试件“抗拉强度”。其计算“抗拉强度”随着层理方向与加载方向夹角减小而迅速减小,当层理方向平行于加载方向时,计算“抗拉强度”可认为是片麻岩软弱层理面间的抗拉强度;当层理方向垂直于加载方向时,计算“抗拉强度”可认为是片麻岩岩石矿物基质的等效抗拉强度;当层理方向与加载方向夹角小于90°时,则属于拉–剪复合破坏形式,是片麻岩各向异性和非均质性共同作用的结果,此时对计算“抗拉强度”的应用需要特别谨慎。用UDEC程序建立离散单元数值模型,利用随机分布的条状块体集合,通过设置层理界面和矿物颗粒之间的接触参数,模拟层理构造对片麻岩破坏的影响。数值模拟与试验结果吻合较好,解释了劈裂破坏形式产生的机制,揭示岩石在荷载状态下的破裂过程是裂纹从萌生初期的无序分布,到受微观构造影响而有序集中的自组织过程。     

川西中三叠统天井山组风暴沉积的发现及古地理意义

笔者首次发现川西地区中三叠统天井山组（T2t）中有大量的风暴岩。其中包含许多典型的与风暴相关的沉积构造．包括冲刷一充填构造、粒序层理和块状层理、丘状和凹状交错层理、扁平砾屑岩层等。该区风暴岩有6种沉积层序,Ⅰ型、Ⅱ型层序为远源风暴岩,Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅵ型层序为近源风暴岩。风暴岩的区域展布差异和广泛分布表明,拉丁期上扬子西缘处于风暴活动频繁的低纬度陆棚缓坡沉积环境。天井山组风暴岩是四川盆地的一种新型储层。     

四川上三叠统须家河组页岩波速各向异性测试

利用Ritec RAM-5000仪器激发超声波信号对常规砂岩和四川上三叠统须家河组页岩开展波速各向异性实验室测试,计算5个弹性模量并表征页岩的横观各向同性性质。在未加载状态下测试结果表明,页岩层理的发育程度决定着垂直层理方向传播波速的高低,垂直页岩层理方向传播的波速为平行层理方向的65%左右,平行层理2个方向的波速接近;当传播方向与层理面成45°夹角时,波速值基本居于垂直层理和平行层理之间。所测砂岩各向异性较弱,仅有1个方向波速相对较低,但为其他方向波速的80%左右。将页岩和砂岩作为横向各向同性材料,通过计算Thomsen各向异性参数,表明所测页岩为强非均质性材料,而砂岩为弱各向异性材料。研究结果有利于认识页岩的裂缝(层理)发育程度以及同砂岩的非均质特征差别,为该页岩气储层的开发提供了有益的参考数据。     

徕卡全站仪在坪头水电站征地测量中的应用

全站仪是工程建设中逐渐普及的高精度测量仪器,但更多的是将其用在路线放线和桥梁定位上。传统的三角高程测量方法已经显示出了其局限性。介绍了在实际施工测量过程的结合全站仪的一些新功能总结出的一套利用全站仪快速进行征地测量的新方法。该方法既结合了水准测量的任一测站的特点,又减少了三角高程的误差来源,同时,每次测量时还不必量取仪器高和棱镜高,从而使三角高程测量精度进一步提高,施测速度更快。