水压致裂法应力测量及在工程中的应用

文章介绍了水压致裂法应力测量的原理、计算理论以及具体的试验方法，并对该方法在水电工程岩体地应力测量中的应用及取得的成果进行了详细的分析。通过计算分析，可得到岩体主应力大小、方向及岩石抗拉强度等力学参数。     

考虑大主应力方向转换的横压试验机理分析

本文分别对纯粘土和一般土的横压试验进行了分析。根据土体开始屈服时的大主应力方向，将屈服划分为两种类型给出了判别式，推导出每种屈服的比例极限压力。然后，根据屈服后大主应力的转换情况，将屈服后的塑性区划分为两个亚区，推导出两个亚区的应力场。     

潜山地层地应力方向识别方法及其对裂缝有效性的影响

在对潜山地应力方向识别原理进行了介绍的基础上,提出了三种利用成像测井新技术结合常规测井信息,判断现今最大水平主应力方向的方法。根据天然裂缝走向与现今最大水平主应力方向之间的关系,可以评价现今最大水平主应力对天然裂缝的保存和次生改造作用,从而判断裂缝的有效性。     

考虑大主应力方向转换的横压试验机理分析

本文分别对纯粘土和一般土的横压试验进行了分析。根据土体开始屈服时的大主应力方向，将屈服划分为两种类型，给出了判别式，推导出每种屈服的比例极限压力。然后，根据屈服后大主应力的转换情况，将屈服后的塑性区划分为两个亚区，推导出每个亚区的应力场。最后，给出了极限压力的计算式，并与试验值作了对比。     

关于砂土的破坏条件

为了探索砂土的破坏条件,曾利用比较简单的设备进行了一种砂土的控制三向压力试验。试验结果表明不同应力条件下砂土强度变化是有规律的,且第二主应力对砂土强度的影响不能忽略。砂土的破坏条件是接近雷德-邓肯条件的。     

锥形模机械扩径力计算与主要影响因素分析

研究了管材锥形模机械扩径的特点,分析了扩径过程中变形区的应力状态,建立了变形区单元体模型。采用金属塑性成形中求解变形力的主应力法,根据Mises屈服准则,考虑材料的加工硬化和弯曲应力的影响,推导出了机械扩径力的解析公式。在此基础上,考虑定径区摩擦力的影响,修正了计算公式,所得结果表明扩径力和扩径模具半锥角、模具与管材之间的摩擦因数、管材原始直径、管材壁厚、扩径系数以及模具定径区长度有关。扩径试验证明了扩径力公式的合理性与正确性。     

残余最大主应力与振动焊接参数的相关性分析

采用试验分析、数理统计的方法研究不同参数下的振动埋弧焊残余最大主应力(σmax)。结果表明:在较小焊接热输入(22.8kJ/cm)下,σmax随着振动加速度的增大而减小,且趋势明显;在中等焊接热输入(26.6kJ/cm)下,σmax在10m/s2的振动加速度下残余应力最小;而对于较大焊接热输入(31.6kJ/cm),σmax也较大,只有振动加速度达到15m/s2时σmax才有明显下降。建立了焊接热输入、振动加速度与残余最大主应力的相关性关系曲线,确定了以降低残余应力为主要目标的最佳工艺参数,认为焊接热输入在22.8~32kJ/cm范围时,振动加速度选取在10~15m/s2范围内,可获得较低的残余最大主应力。     

低透气性煤层应力集中带瓦斯抽采研究

为了提高低透气性煤层瓦斯抽放效率,研究了回采工作面煤层渗透性随采动的变化规律,综合分析了采动应力下煤层裂隙演化规律,得出了在低透气性煤层应力集中带瓦斯抽采的必要性和可行性。通过建立应力集中带裂隙(包括原生割理、构造节理、采动裂隙)演化简化模型,分析裂隙分布方位与最大主应力、煤层倾角的方位关系,得出结论:应力集中带煤层裂隙在采动影响下张开闭合与否,受最大主应力方向、大小影响,进而影响煤层局部渗透性变化,因此在应力集中带将瓦斯抽采钻孔布置在局部渗透性增大区域,将大大提高抽采效率。提出了在应力集中带裂隙发育区域抽采瓦斯是预防瓦斯动力灾害的有效措施,观察煤体裂隙分布发育情况是预测煤体渗透性的一种依据。     

逆冲断层周围地应力分布数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟软件,以义马煤矿25110工作面为原型,对逆冲断层周围地应力分布进行数值模拟,分析了断层剖面、断层下盘剖面与煤层截面相交处、沿煤层倾向方向剖面的地应力分布,得出断层的存在使得上下盘的应力出现了不连续,岩层与煤层不同的物理力学性质在高应力下也表现出了不同的受力状态,最大主应力、最小主应力分布分别与z方向应力、水平x方向应力基本一致,为有冲击矿压危险的煤层进行防突优化设计提供了依据。     

风城油田超稠油油藏非均质储集层地应力场特征

风城油田浅层超稠油油藏非均质储集层具有埋藏浅、非均质性强、隔夹层发育等特点,阻碍SAGD蒸汽腔的发育,需要利用水力压裂建立渗流通道。为指导储集层压裂,分析了非均质储集层沉积特征、地应力场分布,以及隔夹层对地应力场的影响,结合岩石力学室内实验、测井资料解释和地应力测试结果,建立埋藏深度为282~332 m储集层三维应力场模型。模拟结果与小型压裂测试比较显示,建立的三维应力场模型贴合实际地层侧向压力系数和最大水平主应力与垂向主应力的比值,能较好地反映储集层岩性交界面和应力特征。超稠油储集层以垂向主应力为主,利于引导垂向裂缝;岩性交界面地应力突变,储集层砂岩最小水平主应力小于泥岩隔夹层最小水平主应力。泥岩隔夹层具有较高的破裂压力、杨氏模量和最小水平主应力,裂缝扩展能力弱于油砂段。压裂设计应选择隔夹层内或下方射孔,控制缝高,避免砂堵,以达到较好改善渗流能力的目的。