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川西硬脆性页岩力学特征及井壁稳定性研究 被引量：15
1
作者 刘厚彬 崔帅 +2 位作者 孟英峰 吴双 吴坷 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期60-67,共8页
在硬脆性页岩地层钻井过程中井壁失稳现象频发,严重阻碍了现场钻井作业的进程。针对小塘子组页岩钻进过程中发生的井下垮塌现象,通过开展系统室内实验测试,并结合实验数据建立的理论模型,评价分析小塘子组页岩地层的井壁稳定情况。结果... 在硬脆性页岩地层钻井过程中井壁失稳现象频发,严重阻碍了现场钻井作业的进程。针对小塘子组页岩钻进过程中发生的井下垮塌现象,通过开展系统室内实验测试,并结合实验数据建立的理论模型,评价分析小塘子组页岩地层的井壁稳定情况。结果显示,小塘子组页岩属于典型的硬脆性页岩,层理缝发育,在外力或高应力环境下可以产生张性裂缝;钻井液浸泡效应可降低小塘子组页岩地层力学强度,层理走向及力学弱面效应对小塘子组页岩力学性能影响明显;裂缝走向、井眼轨迹及井壁渗流场影响小塘子组页岩地层井壁稳定性,当裂缝面与井眼轴线之间夹角满足一定关系,井壁岩石容易沿裂缝面发生滑移垮塌。 展开更多
关键词 硬脆性页岩 裂缝 层理 井壁稳定 弱面效应
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马鞍塘组裂缝性灰岩地层井壁稳定性研究 被引量：2
2
作者 刘厚彬 崔帅 +3 位作者 孟英峰 邓虎 王佳珺 韩正波 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期156-163,共8页
马鞍塘组裂缝性灰岩地层的岩石力学特性是影响该地层井壁稳定性问题的重要因素。通过室内三轴力学实验,研究了马鞍塘组灰岩的岩石力学特性,分析了井壁渗流能力及井筒与地层间不同渗流情况的应力场变化规律。研究结果表明,马鞍塘组灰岩... 马鞍塘组裂缝性灰岩地层的岩石力学特性是影响该地层井壁稳定性问题的重要因素。通过室内三轴力学实验,研究了马鞍塘组灰岩的岩石力学特性,分析了井壁渗流能力及井筒与地层间不同渗流情况的应力场变化规律。研究结果表明,马鞍塘组灰岩的岩石力学特性随取心角度的增加呈先上升后下降再上升的趋势,而钻井液浸泡效应对其影响不明显;裂缝走向与井壁径向平行时的井壁渗流能力最大,考虑渗流场和裂缝弱面效应的井壁稳定性较差。本文研究可以为现场钻井施工方案的优化设计提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 马鞍塘组 灰岩 裂缝 井壁稳定性 应力场 弱面效应
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硬脆性页岩微细观组构及力学性能研究 被引量：16
3
作者 刘厚彬 崔帅 +2 位作者 朱达江 李玉飞 张林 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第S01期34-39,共6页
硬脆性页岩地层在钻井过程中很容易出现井壁剥落掉块的情况,使得钻井过程中遇到一定的阻碍。针对小塘子组页岩钻进过程中发生井壁掉落的情况,本文通过开展小塘子组页岩被钻井液浸泡前后微细观组构及力学性能变化的实验进行了井壁失稳因... 硬脆性页岩地层在钻井过程中很容易出现井壁剥落掉块的情况,使得钻井过程中遇到一定的阻碍。针对小塘子组页岩钻进过程中发生井壁掉落的情况,本文通过开展小塘子组页岩被钻井液浸泡前后微细观组构及力学性能变化的实验进行了井壁失稳因素的分析。研究结果表明:小塘子组地层是典型的硬脆性页岩,主要以石英矿物为主,黏土矿物含量不高,黏土矿物主要以弱膨胀性的伊利石和绿泥石为主,含少量的伊蒙混层;水化膨胀分散性能弱,岩性脆,发育有平行层理和微裂缝;小塘子组页岩井壁失稳主要受钻井液浸泡效应和层理走向及力学弱面效应的影响,尤其当取心角度为40°~60°时,钻井液浸泡后硬脆性页岩受层理缝弱面效应的影响最为明显,力学强度降到最低。 展开更多
关键词 硬脆性页岩 井壁稳定 理化特性 力学特性 层理 弱面效应
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高孔隙水压力作用下岩体软弱结构面(带)力学特性的试验研究 被引量：17
4
作者 李天一 徐进 +1 位作者 王璐 冉杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A02期3936-3941,共6页
为研究岩体中的软弱结构面(带)在高应力与高孔隙水压力作用下的强度和变形特性,利用MTS815 Flex TestGT岩石力学试验系统,对一大型水电工程的2个软弱结构面(带)进行水岩耦合三轴压缩试验。试验结果表明:软弱结构面(带)的强度参数f随孔... 为研究岩体中的软弱结构面(带)在高应力与高孔隙水压力作用下的强度和变形特性,利用MTS815 Flex TestGT岩石力学试验系统,对一大型水电工程的2个软弱结构面(带)进行水岩耦合三轴压缩试验。试验结果表明:软弱结构面(带)的强度参数f随孔隙水压力的升降变化甚微,c则随孔隙水压力升高迅速降低,在大于2 MPa的孔隙水压力下,c值可能完全丧失;软弱结构面(带)的抗剪强度随孔隙水压力升高逐渐减小,在10 MPa应力条件下,4MPa孔隙水压力可使抗剪强度降低30%以上。软弱结构面(带)的变形性能随孔隙水压的升高急剧减弱,在10 MPa围压条件下,4 MPa孔隙水压力可使变形模量E降低达34.2%。研究成果表明,工程建设中,岩体中的软弱结构面(带)的力学特性参数取值不能忽视工程建成后的孔隙水压效应,对于一般工程,软弱结构面(带)强度参数的水压效应可采用有效应力原理进行预测,但对于高水头的重大工程,则应采用原样试验的方法加以确定。 展开更多
关键词 岩石力学 软弱结构面(带) 力学特性 水岩耦合 孔隙水压效应
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高拱坝坝肩软弱结构面HM耦合效应试验研究 被引量：4
5
作者 杨宝全 张林 +3 位作者 陈媛 陈建叶 董建华 刘恩龙 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期636-643,共8页
为定量揭示高拱坝工程蓄水运行后,坝肩岩体中软弱结构面在HM(Hydro-Mechanical)耦合作用下的弱化效应,结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该拱坝坝肩主要断层的原样,用重塑试样方法制备试件,在MTS岩石力学试验系统上开展不同水压(0,1,2,3,... 为定量揭示高拱坝工程蓄水运行后,坝肩岩体中软弱结构面在HM(Hydro-Mechanical)耦合作用下的弱化效应,结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该拱坝坝肩主要断层的原样,用重塑试样方法制备试件,在MTS岩石力学试验系统上开展不同水压(0,1,2,3,4 MPa)情况下的系列三轴压缩试验。结果表明:断层物质的强度参数具有显著的水压弱化效应,其中强度参数f随水压的升高弱化不大,各断层的平均弱化率不超过7%;强度参数c随水压的升高急剧减小,最大弱化率可达100%;考虑两者的综合效应抗剪强度τ,在3 MPa水压与10MPa正应力的工程条件下,各断层抗剪强度的平均弱化率约为25%。同时,建立了不同渗透水压力条件下结构面强度参数预测模型,并采用有效应力原理对结构面抗剪强度的弱化规律和机理进行初步分析。试验成果已应用于锦屏一级拱坝坝肩稳定性研究,研究方法可供多场耦合作用下软弱结构面的力学性能研究参考。 展开更多
关键词 高拱坝工程 坝肩软弱结构面 HM耦合作用 强度弱化效应 试验研究
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深层脆性页岩力学性能及井壁稳定性研究 被引量：20
6
作者 韩正波 刘厚彬 +3 位作者 张靖涛 杨华建 沈欣宇 阳强 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期167-174,共8页
四川盆地中部龙马溪组页岩地层硬度高、脆性强,钻井过程中井壁坍塌严重,阻卡频发。为解决钻井过程中井壁坍塌问题,测试了以四川盆地自201井为代表的深层页岩微细观组构、水理化性能及力学性能参数各向异性特征,并考虑井眼轨迹、层理缝... 四川盆地中部龙马溪组页岩地层硬度高、脆性强,钻井过程中井壁坍塌严重,阻卡频发。为解决钻井过程中井壁坍塌问题,测试了以四川盆地自201井为代表的深层页岩微细观组构、水理化性能及力学性能参数各向异性特征,并考虑井眼轨迹、层理缝产状、井筒-地层耦合渗流效应、层理缝力学弱面效应等因素,建立了深层脆性页岩水平井井壁稳定理论模型。实验结果表明:深层页岩脆性矿物含量高达70%,水化膨胀性极低,页岩基质力学强度高,但层理缝间强度低,页岩容易沿层理缝滑移崩落。模型计算结果表明:层理缝力学弱面效应影响明显,当井眼轨迹与层理缝面法向之间夹角满足一定角度,井壁倾向沿层理缝剪切滑移垮塌;井筒-地层间渗流效应不可忽略,压力穿透效应降低钻井液的有效径向支撑力,诱发层理缝起裂、延伸至崩落,合理的钻井液密度及有效封堵性可提高深层页岩水平井井壁稳定性。研究成果揭示了深层脆性页岩井壁坍塌作用机理,可为深层脆性页岩水平井关键工程参数设计提供理论依据。 展开更多
关键词 深层脆性页岩 井壁稳定 各向异性 弱面效应 龙马溪组 四川盆地
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某综合体酒店超高层塔楼结构设计
7
作者 张杜 袁雪芬 李昌平 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第7期13-17,共5页
某综合体酒店为高度150m的超限高层结构,存在两项平面不规则及刚度突变一项竖向不规则。针对平面不规则,对开洞楼板周边予以加强,补充两种不同程序计算复核;对设备夹层等层高较低的楼层,可采用二次结构与主体结构脱开处理,避免软弱层和... 某综合体酒店为高度150m的超限高层结构,存在两项平面不规则及刚度突变一项竖向不规则。针对平面不规则,对开洞楼板周边予以加强,补充两种不同程序计算复核;对设备夹层等层高较低的楼层,可采用二次结构与主体结构脱开处理,避免软弱层和薄弱层同时出现,同时对因刚度突变的薄弱层地震剪力放大1.25倍,设置抗震性能化目标,补充小震弹性动力时程分析和大震动力弹塑性时程分析,使结构满足抗震性能目标要求。对塔楼屋面支撑幕墙钢构架应考虑风载作用及鞭梢效应,并在整体建模中考虑钢构架与主体结构共同受力,保证钢构架具有足够的安全能力。 展开更多
关键词 超限高层结构 平面及竖向不规则 薄弱层 抗震性能 鞭梢效应
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锦屏一级高拱坝坝基结构面弱化效应研究及坝肩稳定性分析 被引量：8
8
作者 杨宝全 张林 +2 位作者 陈媛 董建华 陈建叶 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期907-915,共9页
为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石... 为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验,获得了坝肩软岩和结构面强度参数的弱化率,为拱坝坝肩稳定模型试验提供结构面降强幅度的依据。然后,针对拱坝坝肩稳定问题,开展了加固地基条件下高拱坝三维地质力学模型综合法破坏试验,在试验中,根据弱化试验成果确定了结构面的综合降强幅度为30%,并研制了适用于各类软弱结构面强度弱化特性的变温相似材料,用于在模型中模拟结构面的弱化效应。通过试验获得了坝与地基的变形分布特性,坝肩坝基失稳的破坏形态和破坏机理,得出坝肩稳定综合法试验安全系数为5.2~6.0,评价了拱坝工程的稳定安全性。研究成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要科学依据。 展开更多
关键词 锦屏一级高拱坝 坝基软岩结构面 弱化效应 坝肩稳定性 变温相似材料 综合法试验
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