• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
深部原位应力环境下岩芯饼化响应特征及反馈机制初探
  • 48
  • 作者

    高明忠何坤宸叶思琪谢晶杨本高李飞郝海春刘军军杨尊东

  • 单位

    深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室深地科学与绿色能源研究院四川大学水利水电学院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室中国电建集团成都勘察设计研究院有限公司

  • 摘要
    地应力数据是一切深部工程的基础,传统测量方法获取的深部地应力信息效率低且未形成统一的规程规范,理论多是建立在诸多假设基础上,准确性难以评估。深部高地应力区通常有比较明显的岩芯饼化特征,且不同应力环境产生的饼化形貌各异,通过岩芯饼化反演地应力有望作为一种科学经济、方便快捷的地应力推算方法。本文试图通过探究深部原位应力条件下岩芯饼化行为的力学机制,定义二维条件下的饼化烈度系数,以期实现基于岩芯饼化特征计算原位地应力。以松科二井不同深度饼化岩芯为研究对象,利用三维数据形貌采集系统获得了饼化岩芯的宏观形貌,采用X射线衍射和岩相薄片等测试手段,分析得到了饼化岩芯的矿物成分和微观结构;同时,基于离散元分析了不同应力条件下岩芯的饼化行为力学机制。结果表明:松科二井饼化岩芯形貌特征可分为破碎状、薄饼状、厚饼状、不规则状、半饼化状5类,端面断口形态包括错台状、平面状、灯盏状和花瓣状;岩饼的形貌特征与其埋藏深度、硬质矿物含量和破坏模式有较强的关联性;岩芯饼化行为主要受到张拉应力控制,其裂隙起裂一般起始于岩芯根部,由外向内向下呈凹陷状或平面状贯通岩芯。水平主应力是影响岩芯饼化行为的第一要素,高水平主应力能够诱发剧凹状的岩芯断口和较宽的带状拉裂纹,垂直主应力是影响岩芯饼化的次要因素,一般会抑制饼化行为的发生;钻进过程中岩芯饼化行为的发生伴随着能量的规律性变化,其中总应变能呈阶梯状下降,耗散能呈对应的阶梯状上升,且总应变能的瞬时释放是造成岩芯饼化的主要原因。研究成果有望为岩芯饼化反演地应力提供新思路和有益借鉴。
  • 关键词

    岩芯饼化松科二井颗粒离散元宏细观特征破坏模式

  • 文章目录
    0引言
    1岩芯取样区地质背景简介
    2松科二井饼化岩芯特征分析
    2.1 取样
    2.2 不同深度典型饼化岩芯宏观特征分析
    2.3 不同深度典型饼化岩芯微观特征分析
    3 岩芯饼化行为分析
    3.1 数值分析方法
    3.2 岩芯饼化行为力学条件分析
    3.2.1 静水压力工况
    3.2.2轴向最大主应力工况
    3.2.3水平最大主应力工况
    3.3 岩芯饼化行为能量特征分析
    4 室内试验验证
    4.1实验设备及测试方法
    4.2 实验结果分析
    5 结论与展望
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联