跟管钻进在破碎岩体中的工程应用

锚杆跟套管成孔工艺在破碎岩体中的工程应用

一、工程概况

1、基本概况

国道318线二郎山至康定公路改建工程（简称：二康路）是G318线甘孜州境内重要的一段，线路全长74.58公里，采用二级公路标准，设计时速40KM。

2、地质条件

二康路沿大渡河及其支流展布，沿线属构造侵蚀高、中山地形，高程多在1500米以上，部分高于2200米。河谷深切，山坡陡峻，多数山坡自然坡度为30°~45°，部分段边坡呈直立陡壁，甚至倒坡。沿线基岩主要为元古界花岗闪长岩，经历多次大的构造运动，所以地质构造复杂。受二郎山断层和泸定断层影响，边坡岩体节理裂隙发育，岩体破碎，多呈碎块状，岩石强风化层厚度较大。沿线崩坡积土层较厚且松散。

二康路BP1、BP2及BP3合同段中多数边坡，基岩裸露，为强风化~全风化花岗岩，节理裂隙发育，岩体极为破碎，表层几乎为散体结构。存在多组不利外倾结构面，长时间受风化及雨水冲刷侵蚀，易形成浅层滑坡，不利于二康路正常运营。

3、设计概况

针对岩体极为破碎，节理裂隙发育，结构松散的地质状况，设计上采取清除坡面松石、浮土，坡面挂网喷砼+垫墩锚杆防护。钢筋网为φ8圆钢，网间距为20cm，喷射砼强度为C20，厚度为12cm。压力注浆锚杆长度为6~11米，杆体为Φ32螺纹钢筋，锚孔孔径φ110，注浆采用0.2～0.4Mpa的水泥砂浆，强度为M30；短锚杆长2米，孔径φ50，杆体为Φ18螺纹钢筋，采用无压注浆，砂浆

强度为M30。坡脚设挡墙，挡墙与边沟间和挡墙顶平台，作为绿化用地，以增强总体美观效果。

二、施工情况

锚杆施工工艺流程主要为三大部分，即锚杆造孔、孔内下锚杆体和注浆。施工中，由于地域不同，地质条件的千变万化，锚杆造孔成为最关键的工序，其能否成功关系到工程的成败。根据二郎山地区复杂的地质环境条件，我们在消化设计的基础上，决定先进行造孔工艺试验，为大规模施工积累经验和提供设计修改的相关参数。

1、造孔钻进试验

由于是边坡加固施工，在未加固前的边坡存在多种不安全因素，设计上要求锚杆成孔严禁采用注水钻进的湿法工艺，故试验只能在采用干法钻进的工艺上考虑，而干法钻进目前只有采用以压缩空气为动力的潜孔钻成孔工艺。

根据设计要求，6～11米压力注浆锚杆孔径为Φ110，先采用QC-D型潜孔钻机进行造孔试验。该钻机的造孔原理是以电动机为动力和相关减速旋转机构，利用高压空气推动潜孔锤旋转冲击合金钢钻头击打岩体，碎渣由高压空气吹扫，沿钻杆和成孔壁间隙排出孔外，从而形成锚孔。试验中发现该工法无法成孔，主要有以下几方面原因：1、由于岩体破碎，质地不均，结构松散，不能被钻头冲击成粉状碎块后排出，造成阻力增大，钻机无法旋转。2、钻进过程的扰动，造成已成孔段塌孔，钻具卡死，无法收回。3、岩体结构松散，差异较大，造成钻进过程中导向不准，钻杆弯曲断裂，无法成孔。

通过对潜孔钻常规成孔工法试验表明，针对该段边坡的地质环境条件，无法形成稳定的锚孔。为此，我们根据设计要求和以往锚索成孔施工经验，决定试验

跟套管钻进工艺，通过试验表明能够成孔，成孔质量完全满足设计要求。

2、跟套管造孔工艺原理

钻进采用MG-50型液压钻，该钻机的特点是扭矩及顶升压力大，钻具配套适应性强，成孔深且质量高。配套钻具为跟管钻进的潜孔锤和偏心钻头，潜孔锤利用高压空气为动力做功。

钻具组成：Φ127套管（长度为2米标准节和1米的调整节，接长采用丝扣联结）、管靴、潜孔锤冲击器、偏心钻头、Φ73空心钻杆、拔管器。

工作原理：其工作原理类似于潜孔钻，不同点在于其在钻进的过程中带动套管一同进入。套管的跟进是通过潜孔锤锤击连接在套管上的管靴，同步跟进。套管的主要作用是护壁，防止在成孔过程中对岩体扰动掉块，另一个作用是套管直径较钻杆大，刚度较好，防止钻杆弯曲，提高成孔质量。套管加工为定型产品，可多次重复使用，以减少成本费用。

工艺流程：搭设钻机操作脚手架—>测定孔位—>钻机安装就位—>安装钻具—>钻孔—>成孔后吹扫排渣—>拆除钻具钻杆—>推放Φ75钢花管—>推放锚杆—>拔套管—>锚杆注浆—>验收

施工要点：

1、钻机脚手架要满足安全操作要求，要能承受钻进过程中的振动冲击等荷载。

2、钻机、钻具、套管在施工前要反复检查，有裂纹和丝扣滑丝的钻杆和套管一律不能使用。

3、造孔过程中，通过复杂地段轻压、慢钻、反复吹扫，缓慢通过。发现有突进和卡钻现象一定查明原因，排除故障后才能进行施工。勤检查钻杆、套管、

管靴的外观情况，发现有裂纹和其他异常应更换，以防止钻杆、套管和管靴断裂无法钻进的情况发生。

4、造孔完成退钻具时，动作一定要缓慢，以防操作力度过大，损坏偏心钻头和管靴。

5、拔出套管时，液压千斤顶顶升时要慢，用力均匀，以防止套管从丝扣处断裂。

3、短锚杆成孔工艺改进

在短锚杆成孔试验中，我们试验了常规的凿岩机成孔、煤电钻成孔以及电动回旋钻成孔，由于地质原因，均无法成孔。我们对通常工艺进行了总结，根据岩体松散，裂隙发育破碎的情况，采用风动冲击钻，击入钻有出浆孔的φ32钢花管，利用花管护壁成孔，在钢花管内插入钢筋注浆形成锚杆。

三、效果分析

压力注浆锚杆采用跟管钻进成孔，取得了较好的成功，解决了常规成孔法施工中的种种困扰。成孔效果满足设计要求，通过锚杆拉拔力试验等，各种指标均满足设计要求。同时设计上为了满足套管拔出后坍孔和锚杆防护要求，采取了孔内推放Φ75钢花管来满足护孔要求和提高锚杆的防腐能力。

跟管钻进成孔在锚索施工中被广泛使用，但因其工艺相对较复杂，锚杆成孔中很少使用跟管钻进。由于跟管钻进工艺复杂，施工程序繁多，其造孔速度较常规工艺缓慢，可以通过增加投入来解决工期问题。

岩石静态破碎方案

岩石（静态）破碎施工方案 一、工程基本概况 由广东恒辉建设工程有限公司负责施工的东莞市樟木头镇樟洋垃圾填埋场综合整治工程—填埋区工程，在基础施工过程中，部分区域遇到风化岩石，阻碍了工程进度，为了工程的施工进度，现由我公司对该工程岩石进行破碎作业。 该施工区域需要进行破碎施工的区域岩石以褐岩为主，岩石坚固性系数约为12，方量约1000m3，需处理岩层厚度约为1～2.5米，计划工期30天。 施工区域周围环境：施工作业环境比较复杂。 二、施工方案依据 经施工现场实地勘察，根据拆除施工周围环境，结合有关单位的具体要求，我公司进行了认真研究，制定本工程施工组织方案。 三、施工方案选择 1、可行性方案选择 大面积岩石破碎有以下方法： A、机械破碎； 采用机械破碎法对于个别大块及少方量岩石是一种安全可行的作业方法，其特点是作业简单安全，但进度较慢，成本相对于人工破碎较低，但是遇到岩石硬度系数较高时，根本就无法作业，对于大面积硬度系数较高的岩石，其作业方法不可行；

B、控制爆破作业法； 城镇控制爆破作业现已有一套成熟的施工方法，特别是对于大方量及大面积岩石，更显出其优越性，其作业特点是—施工进度较快，施工成本较低，但施工工艺较复杂，有非常高的专业性，爆破作业会产生一定的有害效应（如爆破产生的个别飞散物、爆破产生的震动、爆破产生的噪音及灰尘等），在邻近建筑物进行爆破作业时必须经过严格的设计及可行性方案论证，必须经过公安部门的审批同意后方可实施，其作业期间必须全程严格控制。对于特殊环境下采用爆破破岩时，常常会产生一些不必要的纠纷（如爆破振动、噪音对周围环境的影响），所以，在城镇一般较毗邻建筑的岩石，较少采用爆破破岩。 C、静态破碎结合机械破碎法； 这种作业方法适用于比较邻近建筑物区域的岩石破碎，城镇危险区域的岩石破碎多采用这种方法，其作业本身操作简单，对周围环境不会产生大的危害，产生的有害效应是可以消除的（如噪音、灰尘等），但本作业方法进度较慢，施工成本较高。 对以上几种作业法的比较，根据本工程所处的地理位置及相关部门的要求，采用静态破碎与机械破碎相结合的方法进行施工是比较可行的。２、静态破碎作业（浅眼台阶）法（如图二） (1) 布孔方法 采用小孔网小台阶破碎控制方法。 (2) 孔网参数 炮眼排列方式：梅花形布置炮孔。见图二：台阶炮孔布置平面图。孔径以42mm为宜，台阶高度为2.0m，一般每次布置3～5排孔，每排炮

东北大学2015年春学期《工程岩体力学》在线作业3满分答案

15春学期《工程岩体力学》在线作业3 一、单选题： 1.岩体结构类型的划分取决于( )。(满分:5) A. 结构面的性质 B. 结构体型式 C. 结构体和结构面的组合形式 D. 三者都应考虑 正确答案:D 2.影响岩体基本质量的主要因素为( )。(满分:5) A. 岩石类型、埋深 B. 岩石类型、含水量、温度 C. 岩体完整程度和岩石坚硬程度 D. 岩石强度 正确答案:C 3. 区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点又有很大差别，这主要是由( )引起的。(满分:5) A. 地质因素 B. 岩体结构 C. 岩体自重 D. 残余应力 正确答案:A 4.分析围岩状态时，围岩应力问题主要计算( ) (满分:5) A. 二次应力场 B. 位移 C. 破坏范围 D. 围岩自稳时间 正确答案:A 5.岩体强度尺寸效应是指( )。(满分:5) A. 岩体强度与试件的尺寸没有什么关系 B. 岩体强度随试件的增大而增大的现象 C. 岩体强度随试件的增大而降低的现象 D. 岩体的强度比岩石的小 正确答案:C 6.下面关于主应力的描述正确的是( ) (满分:5) A. 岩体中的主要应力 B. 主应力是正应力分量 C. 作用方向跟坐标轴平行的应力 D. 任意截面上的正应力分量 正确答案:B 7.判断下列哪种情况不属于地应力场的构成要素( )。(满分:5) A. 地壳板块边界受压，以及岩浆岩侵入和地壳非均匀扩容引起的地应力 B. 地幔热对流引起的地应力场和温度变化不均匀引起的应力场 C. 由于地质构造运动和地球旋转引起的附加应力 D. 开挖引起的分布应力场 正确答案:D 8.结构面胶结性对结合性的影响是显著的，下列哪种胶结强度最低( )？(满分:5)

深部岩石破碎方法

收稿日期:2005-05-27 基金项目:国家自然科学基金重大项目(50490272,50490274),国家自然科学基金项目(10472134)作者简介:周子龙(1979)),博士,主要从事岩土工程灾害与控制研究。 文章编号:1003-5923(2005)03-0063-03 深部岩石破碎方法 周子龙,李夕兵,刘希灵 (中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083) 摘 要:深部开采给岩石破碎理论与方法赋予了新的使命和内涵,探索适合深部特殊环境的岩石破碎技术对于安全、高效回收深部资源有着重要意义。综观目前国内外各类破岩方法的基础上,针对深部岩石的特点,指出了水介质破岩在深部开采中的优势,并分析了几种水介质破岩技术的现状和应用前景。 关键词:深部;岩石破碎;水介质 中图分类号:T D825 文献标识码:B 1 引言 据不完全统计,目前国内外开采深度超过1000m 的矿山就金属矿山而言已有100多座,并以每年8~12m 的速度向下延伸。随着矿山进入深部开采状态,/三高一扰动0的灾害环境大大增添了开采的难度与复杂性。如何低成本、高效、安全地回采深部资源成了深部开采的关键,也是当前国内外研究的焦点[1-4] 。 矿产开采首当其冲的问题就是岩石破碎,传统破岩方式是否仍适应深部特殊环境下岩石的开采,新的破岩方法是否更适应于深部开采?一系列新问题都有待研究。2 岩石破碎方法现状 社会的进步,科技的发展,推动着破岩技术不断发展。破岩技术经历了一个简单、低效到复杂、高效、安全的发展过程。从传统的机械冲击、常规爆破法发展到现在的水射流法、电子束法、激光法、超声波法、微波法、等离子体法、红外线法、射弹法以及静态破碎法在内的20余种方法[5,6] 。 20世纪60年代末开始,美国国家科学基金会发起了探寻高效破岩新方法的庞大研究计划,曾对电子束、激光、水射流等25种破岩方法进行对比研究。在中等强度的岩石上进行切割实验,得出高压水射流、激光、电子束、等离子体4种典型破岩方法所消耗的能量范围分别为:250~500、1000~2000、3000~6000、50000~100000J/cm 2,意味着高压水射流法和激光法破岩最易于实现且效率最高。 当然,任何方法都有它的利弊,随着科技的进步都有可能得到工业性的应用。传统爆破法曾与机械冲击钻孔相结合在国内外矿山得到广泛应用,但由于其不可控与环境负面影响大而越来越受到人们的批评;水射流破岩方法得到飞速发展,目前已得到普遍工业应用,其与机械刀具辅助使用也取得了良好的应用效果;激光钻井法在20世纪70年代刚提出时并不被认为是可用技术,但经过美国天然气研究所不懈的努力,终于在砂页岩中实现了137.2m/h 的钻进速度,显示了其潜在的优势;微波破岩因为微波技术的发展也被开发应用到岩石破碎中来,美国矿山局研究发现微波辅助机械凿岩可使岩石侵入率较纯机械凿岩提高约3倍;射弹破岩以其损伤简便在二次破碎方面得到了应用;无声破碎剂和等离子法更以其破碎扰动小、无噪声、无飞石等特点在一些精确破碎领域得到很好应用[6] 。 3 深部岩石特性 随着国内外矿山开采与油气开发的深部化,深部岩石的力学特性与工程响应正得到广大研究者的认识与研究[3,4] 。其中有如下特性:3.1 高应力、高温、高渗透水压埋藏环境 根据南非典型深井开采矿山的监测结果,在地下4000m 左右,地应力水平可达100MPa 以上,水压可达20~30M Pa,地温则局部可达80e 甚至更高。 岩石性质将随应力、温度等因素的改变而改变,在深部条件下,传统岩石力学及施工技术在深部环境下部分或完全失效,在深部问题的研究上从 # 63#矿山压力与顶板管理 2005.l 3

岩石力学大作业

目录 1前言：.......................................... 错误!未定义书签。2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性............ 错误!未定义书签。2．1 估算地层泥质含量........................... 错误!未定义书签。2．2 估算地层biot系数.......................... 错误!未定义书签。3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。.... 错误!未定义书签。3．1纵、横声波速度.............................. 错误!未定义书签。3．2岩石的动态弹性参数确定...................... 错误!未定义书签。3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化...... 错误!未定义书签。4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面错误!未定义书签。 4．1岩石单轴抗压强度的确定...................... 错误!未定义书签。4．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定.................. 错误!未定义书签。5计算地层地应力.................................. 错误!未定义书签。6计算地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则............ 错误!未定义书签。6．2井壁坍塌压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．3井壁破裂压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．4扩径原因分析................................ 错误!未定义书签。7地层出砂预测.................................... 错误!未定义书签。7．1利用B指数法预测地层是否出砂................ 错误!未定义书签。7．2组合模量法预测地层是否出砂.................. 错误!未定义书签。8计算结果及其分析................................ 错误!未定义书签。8．1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量.... 错误!未定义书签。8．2地层的动静态弹性模量、泊松比................ 错误!未定义书签。8．3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面................................................ 错误!未定义书签。8．4地层地应力.................................. 错误!未定义书签。8．5地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。8．6用B指数法预测地层出砂可能性................ 错误!未定义书签。9结论与总结...................................... 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。

岩石力学课后作业

2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特性？ 答：（1）恒应力长期作用下岩石的流变体现为蠕变，蠕变指岩石材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。蠕变可分为三个阶段：第一阶段：蠕变速率（Δε/Δt ）随时间而呈下降趋势。第二阶段：蠕变速率不变，即（Δε/Δt ）为常数，这一段是直线。第三阶段：蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。 （2）在应变一定的情况下，岩石的流变体现为松弛，松弛分为立即松弛——变形保持恒定后，应力立即消失到零；完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，直到应力为零；不完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，但最终不能完全消失，而趋于某一值。 （3）岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的特性称作岩石的长期强度，岩石长期强度也是岩石流变特性的体现。 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 答：（1）马克斯威尔（Maxwell）模型。这种模型是由弹性单元和黏性单元串联而成，当骤然施加应力并保持为常量时，变形以常速率不断发展。 （2）开尔文（Kelvin）模型。它是由弹性单元和黏性单元并联而成，当骤然施加应力时，应变速率随着时间逐渐递减，在t增长到一定值时剪应变就趋于零。 （3）广义马克斯威尔模型。该模型由开尔文模型与黏性单元串联而成，剪应力开始以指数速率增长，逐渐趋近于常速率。 （4）广义开尔文模型。该模型由开尔文模型与弹性单元串联而成，开始产生瞬时应变，随后剪应变以指数递减速率增长，最终应变速率趋于零，应变不再增长。 （5）柏格斯（Burgers）模型。这种模型由开尔文模型与马克斯威尔模型串联而成，蠕变曲线开始有瞬时变形，随后剪应变以指数递减速率增长，最后趋于以不变的速率增长。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 答：岩石的长期强度指岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的性能，即作

基础岩石破碎专项施工方案(新)

目录 一、工程概况 二、编制依据、原则 三、地质情况 四、施工准备、工期 五、施工方案 六、安全措施及注意事项

一、工程概况 传化公路港I标工程项目建设单位为传化公路港物流有限公司、勘察单位为省工程勘察院、设计单位为信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司、监理单位为中博建设发展有限公司、施工单位为宝业建工集团有限公司。工程位于市市磁灶镇318县道旁。一标段工程总建筑面积约有29762.5㎡，占地面积10679.94㎡。其中：货物配载及货运站场楼一占地面积：7585.27㎡，建筑面积：19992.85㎡。生产配套中心一占地面积：2539.81㎡，建筑面积：8943.43㎡。

物业用房占地面积：271.36㎡，建筑面积：542.72㎡。厕所一（二）占地面积一样：61.24㎡，建筑面积：61.24㎡。变配电房占地面积：161.02㎡，建筑面积：161.02㎡。建筑结构形式为框架结构，基础型式为独立基础。建筑场地类别为Ⅱ类、地震设防烈度为7度、抗震设防类别为丙类、建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数为1、耐火等级二级、地基基础设计等级为乙级、屋面防水等级I级、设计使用年限为50年。 在生产配套中心一和货物配载及货运站场楼一土方开挖，基础施工过程中部分区域遇到岩石层,阻碍了工程进度，为了工程的施工进展，需对该工程岩石进行破碎作业。 经业主、监理、施工单位三方现场实际测量计算后，该施工区域破碎的岩石量为2465 m3，需处理岩石厚高度约为1-3.5米，计划工期50天(在总工期）。 1.2、静态破碎部位概况 1.由于基坑紧靠项目部现场办公室及318县道故不能采取正常的爆破施工。其危害有：爆破产生的震动，容易对已施工完成的塔吊基础产生影响等。正常爆破施工产生的个别飞散物，容易对工程附近的工人，行人及车辆造成损害；且爆破作业必须经过严格设计及可行性方案论证，必须经过相关政府部门的审批后方可实施，其作业期间必须全程严格控制;对特殊环境下采用爆破作业时，常常会产生不必

岩石力学作业

岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？ 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？ 2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。 2.7 什么是岩石的全应力－应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试 验机不能得出岩石的全应力－应变曲线？ 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？

2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？ 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？ 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？ 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？ 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？ 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 2.20 请根据坐标下的库仑准则，推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式，式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到100MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业3

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业3 下列关于围岩稳定性与岩石工程稳定性之间关系描述正确的是（） A:围岩失稳则岩石工程失稳 B:岩石工程失稳则围岩已经失稳 C:岩石工程失稳，围岩不一定失稳 D:二者没有关系 答案：B 影响岩体基本质量的主要因素为（）。 A:岩石类型、埋深 B:岩石类型、含水量、温度 C:岩体完整程度和岩石坚硬程度 D:岩石强度 答案：C 关于岩石组成与物理参数之间相关性的叙述，以下不正确的是（）。 A:两个物理参数与岩石组成存在相同依赖关系时，具有密切相关性。 B:两个物理参数与岩石结构存在相同依赖关系时，具有密切相关性。 C:如果岩石组成矿物近似一致，具有较好相关性。 D:即便岩石组成矿物近似一致，其相关性也可因岩石结构差异而产生较大随意性。 答案：D 下面不属于塌方发生前兆的是（）。 A:先掉小块，继而落石频繁，工作面支架变形加剧 B:施工时遇到软弱岩钻孔速度与硬岩比突然加快 C:钻孔中流出的水变浊、变色 D:钻孔岩芯饼化现象 答案：D 目前常用的应力测试手段主要是为了了解（） A:周边应力

B:围岩应力变化 C:初始应力 D:构造应力 答案：B 区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点又有很大差别，这主要是由（）引起的。 A:地质因素 B:岩体结构 C:岩体自重 D:残余应力 答案：A 岩石与岩体的关系是（）。 A:岩石就是岩体 B:岩体是由岩石和结构面组成的 C:岩体代表的范围大于岩石 D:岩石是岩体的主要组成部分 答案：D 关于围岩应力特征，描述正确的是（） A:按弹性理论计算的结果与实际有差异，因而没有实用价值 B:围岩应力不是一个恒定值，具有随机性 C:弹性理论计算结果能够反映围岩应力状态，不需要了解真实情况 D:以上都不对 答案：B 岩体的力学性质受围压影响显著，随着围压的不断增大，岩体结构面的力学效应将（）。 A:减小 B:增加 C:不改变 D:不一定改变

(完整版)岩体力学习题及答案(精装版)

二、岩块和岩体的地质基础 一、解释下例名词术语 5、节理密度：反映结构面发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。 10、岩体：岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 11、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。 12、岩体结构：岩体中结构面与结构体的排列组合特征。 14、岩石质量指标RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。 二、简答题 (1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法？分别是什么？ 答：结构面的成因类型分成两种，一是地质成因类型，根据地质成因的不同，可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类；按破裂面的力学成因可分为剪性结构面和张性结构面两类。 (2) 结构面的连续性有几种定义方法？如何定义？ 结构面的连续性反映结构面的贯通程度，常用线连续系数和面连续性系数表示。线连续性系数是指结构面迹线延伸方向单位长度内贯通部分的总和；面连续性系数是指结构面单位面积内贯通部分面积的总和。 (5) 在我国，通常将岩体结构分为哪几类？. 将岩体结构划分为5大类，即：整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。 (6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度？ 答：岩石的风化程度可通过定性指标和某些定量指标来表述，定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。国标《岩土工程勘察规范》中提出用风化岩块的纵波速度、波速比和风化系数等指标来评价岩块的风化程度。 (7) 怎样用软化系数评价岩体的软化？ 答：岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性。软化性用软化系数K R表达，它定义为岩石饱和抗压强度与干抗压强度之比。当软化系数K R>0.75时，岩石的软化性弱，同时也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强，而K R<0.75的岩石则是软化性较强和工程地质性质较差的岩石。 (8) 按岩体力学的观点，岩体具有什么样的力学特征？ 答：非均质、非连续、各向异性。 (9) 岩体的不连续性是如何表现的？ 答：岩体中存在的各种结构面，如断层，节理、劈理、层理、卸荷裂隙、风化裂隙等，使介质材料在空间的连续性中断。 (10) 为什么说岩体具有不均匀的物理力学性质？ 答：岩体物理力学性质的不均匀性由物质组成不均匀和节理发育不均匀形成。物质组成的不均匀主要是组成岩体的岩块岩性的差别，如砂页岩互层，泥岩夹灰岩等。节理发育不均匀主要是在不同地质构造部位或不同岩石类型中，节理发育差别，如褶皱核部与翼部，砂岩与页岩中等。 (11) 岩体的各向异性怎样产生的？ 答：主要是层理、节理、片理面、片麻理面等的存在，造成平行结构面方向和垂直结构面方向物理力学性质不同。 (12) 怎样确定节理粗糙度系数JRC？ 答：在实际工作中，可用结构面纵剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面，然后与标准剖面进行对比，即可求得结构面的粗糙系数JRC。 (13) 怎样测定节理壁抗压强度JCS？ 答：一般用回弹仪在野外测定，确定方法是：用试验测得的回弹值，查图或用公式计算，求得JCS。

《岩体力学》课后习题附答案

一、绪论 岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？ 答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容： 1）岩体的地质特征及其工程分类。2）岩体基本力学性质。3）岩体力学的试验和测试技术。4）岩体中的天然应力状态。5）模型模拟试验和原型观测。6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。7）岩体工程性质的改善与加固。 2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？ 1）工程地质研究法。2）试验法。3）数学力学分析法。4）综合分析法。 二、岩块和岩体的地质基础 一、1、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面：其是指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。

岩石地基基础设计要求

岩石地基基础设计要求 岩石地基基础设计要求 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中第6.5节规定 6.5.1岩石地基基础设计应符合下列规定： 1、置于完整、较完整、较破碎岩体上的建筑物可仅进行地基承载力计算； 2、地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物，同一建筑物的地基存在坚硬程度不同，两种或多种岩体变形模量差异达2倍及2倍以上，应进行地基变形验算； 3、地基主要受力层深度内存在软弱下卧岩层时，应考虑软弱下卧岩层的影响进行地基稳定性验算； 4、桩孔、基底和基坑边坡开挖应控制爆破，到达持力层后，对软岩、极软岩表面应及时封闭保护； 5、当基岩面起伏较大，且都使用岩石地基时，同一建筑物可以使用多种基础形式； 6、当基础附近有临空面时，应验算向临空面倾覆和滑移稳定性。存在不稳定的临空面时，应将基础埋深加大至下伏稳定基岩；亦可在基础底部设置锚杆，锚杆应进入下伏稳定岩体，并满足抗倾覆和抗滑移要求。同一基础的地基可以放阶处理，但应满足抗倾覆和抗滑移要求；

7、对于节理、裂隙发育及破碎程度较高的不稳定岩体，可采用注浆加固和清爆填塞等措施。 6.5.2对遇水易软化和膨胀、易崩解的岩石，应采取保护措施减少其对岩体承载力的影响。 在岩石地基，特别是在层状岩石中，平面和垂向持力层范围内软、硬岩相间出现很常见。在平面上软硬岩石相间分布或在垂向上硬岩有一定厚度、软岩有一定埋深的情况下，为安全合理的使用地基，就有必要通过验算地基的承载力和变形来确定如何对地基进行使用。岩石一般可视为不可压缩地基，上部荷载通过基础传递到岩石地基上时，基底应力以直接传递为主，应力呈柱形分布，当荷载不断增加使岩石裂缝被压密产生微弱沉降而卸荷时，部分荷载将转移到冲切锥范围以外扩散，基底压力呈钟形分布。验算岩石下卧层强度时，其基底压力扩散角可按30°～40°考虑。由于岩石地基刚度大，在岩性均匀的情况下可不考虑不均匀沉降的影响，故同一建筑物中允许使用多种基础形式，如桩基与独立基础并用，条形基础、独立基础与桩基础并用等。基岩面起伏剧烈，高差较大并形成临空面是岩石地基的常见情况，为确保建筑物的安全，应重视临空面对地基稳定性的影响。

岩石力学作业

岩石力学作业 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？ 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？ 2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。

2.7 什么是岩石的全应力－应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试验机不能得出岩石的全应力－应变曲线？ 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？ 2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？ 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？ 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？ 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？ 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？ 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？

工程岩石力学复习答案

一、判断题 1.岩石试件尺寸越大，试验所获得的岩石强度越高。（错） 2.在结构体强度很高时，主要是结构面的力学性质决定了岩体的力学性质。（对） 3.岩石质量指标RQD值越大表明岩体完整性越好。（对） 4.岩体中初始应力就是岩体自重引起的压应力。（错） 5.人为裂隙产生后，巷道周边的应力集中程度降低。（对） 6.围岩破坏区的最大部位出现在巷道周边与初始应力场最大应力分量一致的方位上。 （错） 7.岩爆是岩石的一种动力破坏现象。（对） 二、填空题 1.岩石的强度指标包括单轴抗拉强度、（单轴抗压强度）、（剪切强度）和三轴 抗压强度。 2.结构面结合性取决于结构面的（闭合度、粗糙度、贯通性）、充填物的性质与厚度 等因素。 3.岩体中初始应力主要是由（自重应力、构造应力）组成。 4.地应力在绝大多数地区是以水平应力为主的三向不等压应力场，水平应力大于垂直应力 是由于（构造运动、地表剥蚀）造成的。 5.处在高应力区的岩石工程，主要采用（控制围压应力增高、释放应力）的办法来维 护其稳定性。 提高围岩自稳能力的方法主要有（减少围岩破坏、注浆加固 6.）。 7.现场位移测量常用的测试方法有（表面位移测量、深孔位移测量）两种。 8.相同条件下，抗震效果较好的支护型式是（喷锚支护）。 三、选择题 1.岩石与岩体的关系是（D）。 （A）岩石就是岩体（B）岩体是由岩石和结构面组成的 （C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分 2.大部分岩体属于（D）。 （A）均质连续材料（B）非均质材料 （C）非连续材料（D）非均质、非连续、各向异性材料 3.相同条件下，岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为（C）。

冲击载荷作用下岩石破碎数值模拟及试验研究(精)

0引言 花岗岩是钨矿围岩中常见的一种岩石。目前许 多钨矿矿山为了延长矿山服务年限,急需加强矿山外围和深部勘探,这就需要进行大量的矿岩破碎工程。冲击载荷作用下破碎岩石是目前运用较为广泛的一种破岩方法,但其破岩机理还有待进一步研究。近年来,非线性科学中的分形理论、系统科学中的突变理论和数值模拟方法等现代科学理论开始渗入岩石破碎研究领域[1-5],取得了一些成果。但是,分形理论在岩石破碎中主要被用于研究破碎块度,无法建立破碎结果与破碎的物理机制之间的相互关系;突变理论主要研究系统参数发生微小变化后结构的稳定与否,它在岩石破碎领域的应用目前主要局限于地震与岩爆等由缓慢变形到突然破裂的现象,尚没有用于研究凿岩等由于冲击载荷产生的破坏现象;数值模拟方法是用来沟通理论模型和实验研究的桥梁,但岩石的本构模型准确性、客观性以及岩石性质参数和边界条件还需要加以研究。因此冲击载荷破岩的数值模拟与试验研究相接合对丰富冲击破岩理论具有重要意义。 1冲击载荷破岩特点 1.1岩石断裂形态 如图1所示,压头侵入硬岩时一般产生径向、中 间和侧向裂纹,同时在压头下方还会形成一个密实核,在钠玻璃上进行侵入试验表明,形成的密实核近似于半球形,其主要特征是发生了剪切变形[6]。由此可看出侧向裂纹是从剪切变形区底部起裂的。侧向裂纹一般在卸载过程产生并扩展,中间裂纹产生于加载过程,并在卸载过程有部分弹性恢复;径向裂纹既可产生于加载过程,又可出现在卸载期间,但不论何时产生都在卸载过程继续发展。 1.2冲击破岩特点 岩石在冲击载荷作用下将引起应力波在岩石中的传播。对应力波的描述包括频谱(即频率分布、能量分布、波速、波长等,同时岩石中裂纹或缺陷也有尺寸分布或

岩石破碎学与破岩工具

岩石破碎与破岩工具 XX （西南石油大学，成都，610500） 1.引言 1.1.研究对象: 随着工业和社会经济活动日益发展，人们从事的岩土破碎工作量日益增多。固体、气体、液体矿床的勘探开发，各种地下工程的建设等，都必须对岩土进行破碎剥离。所以，岩石破碎学研究的对象是岩土。 1.2.岩石破碎学所研究的内容和范围 在各种施工时，人们总是在不断努力改善岩土破碎效果以加快施工进度。为此，人们致力于改进碎岩的工具和方法，以利于破碎岩石。但为了施工能得到有效的进行，还希望所施工的岩石具有一定的稳定性和牢固性，以保证施工后的形态。 岩石破碎实际包括破碎和稳定的两个范畴。既岩石在各种外载和物化条件作用下的破碎规律、破碎效果、破碎过程、以及在上述作用下保持稳定的极限条件。此外，由于目前碎岩方式仍然是以机械方式为主，机械方式碎岩时很重要的问题是碎岩工具的磨损与消耗，因此研究岩石破碎过程就必然要和摩擦、磨损相联系。 简单说岩石破碎学研究的内容和范围是：研究在不同条件下钻掘岩石的力学过程，研究碎岩工具的磨损过程，研究施工岩体的失稳条件及计算方法等。1.3.岩石破碎学研究的目的意义 岩石破碎学研究的内容是要深刻了解所钻掘岩石的性能；了解机械破碎岩石的力学过程；了解碎岩工具的磨损过程；以及描述与计算这些过程的方法。其最终目的是：为了提高破岩效率、降低材料消耗；为了提高经济效益、降低钻掘成本；为了提高施工安全性，降低各种工程事故。其意义在于有效地实现安全、高效、低耗的施工生产。 2.岩石破碎的基本原理及破岩石方式 2.1.岩石破碎原理 (1)热力剥离 如图1所示的热力剥离破岩原理，当岩石表面快速加热而产生的高应力超过岩石的强度时，则发生热力剥离。 (2)机械应力

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业1

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业1 影响岩体基本质量的主要因素为（）。 A:岩石类型、埋深 B:岩石类型、含水量、温度 C:岩体完整程度和岩石坚硬程度 D:岩石强度 答案：C 岩体强度与结构面组数的关系是（）。 A:岩体强度与结构面组数没有什么关系 B:岩体强度随结构面组数增加而增大的现象 C:岩体强度随结构面组数增加而降低的现象 D:垂直层理和平行层理的岩体抗压强度受结构面组数影响程度相同答案：C 下面不属于塌方发生前兆的是（）。 A:先掉小块，继而落石频繁，工作面支架变形加剧 B:施工时遇到软弱岩钻孔速度与硬岩比突然加快 C:钻孔中流出的水变浊、变色 D:钻孔岩芯饼化现象 答案：D 大部分岩体属于（）。 A:均质连续材料 B:非均质材料 C:非连续材料 D:非均质、非连续、各向异性材料 答案：D 按简化的弹性力学模型计算的应力值不能用于（） A:给出围岩的真实应力 B:估计围岩状态

C:选择合理巷道断面形状 D:以上都可以 答案：A 组成岩体结构的基本单元是（）。 A:结构体 B:结构体和裂隙 C:结构面和夹层 D:结构体和结构面 答案：D 下列关于围岩稳定性与岩石工程稳定性之间关系描述正确的是（）A:围岩失稳则岩石工程失稳 B:岩石工程失稳则围岩已经失稳 C:岩石工程失稳，围岩不一定失稳 D:二者没有关系 答案：B 当岩体中存在两组结构面时，则岩体强度（）。 A:是两组结构面效应之和 B:是两组结构面效应之平均 C:是两组结构面效应之差 D:受强度最低的一组控制 答案：D 岩石力学指标的影响因素涉及（）。 A:岩石本身 B:环境 C:试验技术 D:以上都有 答案：D 下列关于围岩稳定性分析叙述正确的是（）。

第二单元第11课《岩石碎裂了》练习

第二单元第11课《岩石碎裂了》练习 粤教粤科版小学科学四上第二单元第11课时 《岩石碎裂了》同步练习 一、填空题。 1、长期的（）变化、（）在岩石的裂缝中生长、（）等自然因素会引起岩石之间互相（）和（）也会对岩石造成破坏，使其碎裂！ 2、巨大的岩石块会变成（），再由（）变成（），最终形成颗粒更细小的（）。 3、在自然界中常能看到岩石（）的现象，如山上裸露的岩石有大小不一的（），山脚下常堆有（），河滩有很多的（）。 4、河中的岩石受河水搬运和冲磨，同时岩石之间长期互相（）和（），不断发生碎裂、变小、变圆滑。经过漫长的作用，就形成了（）。 5、由坚硬的（）变为松软的（），通常都要经历漫长的过程。所以，我们一定要珍惜宝贵的（）资源。 二、实验题。 （一）模拟温度变化对岩石的影响。 1、正确的顺序是（）（）（）（）。 A、接着再加热，再冷却，反复多次。 B、用镊子夹一块页岩放在酒精灯的火焰上烧。 C、观察岩石的变化。 D、把加热后的页岩迅速放进水里冷却。 2、现象：。 3、实验结论是（）。 A、坚硬的岩石经过冷热交替也不会发生变化。 B、坚硬的岩石经过冷热交替也会渐渐碎裂了。 （二）比较岩石硬度的实验。 1、正确步骤是（）（）（）（）。 A、然后用铜钥匙分别在岩石上刻划，记录结果。

B、首先用指甲分别在岩石上刻划，记录结果。 C、最后用铁钉分别在岩石上刻划，并记录结果。 D、准备实验材料：页岩、石灰岩、花岗岩、铜钥匙、铁钉。 2、实验结论是（）。 A、页岩最软，花岗岩最硬。 B、石灰岩比页岩软。 粤教粤科版小学科学四上第二单元第11课时 《岩石碎裂了》同步练习答案 一、填空题。 1、昼夜温度植物的根系流水、风碰撞摩擦 2、碎石碎石沙粒土壤 3、破碎裂缝碎石砾石 4、碰撞摩擦鹅卵石 5、岩石土壤土壤 二、实验题。 （一）模拟温度变化对岩石的影响。 1、B D A C 2、岩石会碎裂，变小，碎石边缘比较锋利，用来冷却岩石的水中也有从岩石上脱落的碎屑。 3、B （二）比较岩石硬度的实验。 1、D B C A 2、A 第一单元第07课《胎生动物》练习 粤教粤科版小学科学四上第一单元第7课时 《胎生动物》同步练习 一、填空题。 1、有些动物通过（）的方式繁殖后代，有些动物通过（）的方式繁殖后

(整理)岩石力学作业

岩石力学作业1 1.对于碎屑质沉积岩，简述岩石的强度与矿物颗粒、胶结类型与程度的关系。 矿物颗粒强度（如石英、长石、方解石等）； 胶结类型（胶结物）通常分为泥质胶结、钙质胶结、硅质胶结、铁质胶结...前三者是我们的常见类型，也是难区分的三种类型。 胶结类型（胶结程度）：在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系在地质上也称为胶结类型。 碎屑岩具有三种基本类型： ①基质胶结类型：颗粒彼此不直接接触，完全受胶结物包围，岩石强度基本取决于胶结物的性质。②接触胶结类型：只有颗粒接触处才有胶结物胶结，胶结一般不牢固，故岩石强度低，透水性较强。③孔隙胶结类型：胶结物完全或部分地充填于颗粒间的孔隙中，胶结一般较牢固，岩石强度和透水性主要视胶结物性质和其充填程度而定。 碎屑岩胶结类型 1 为胶结物质 2 为颗粒 3 为未充填之孔隙 2.碎屑质沉积岩具有非均质性与各向异性，简单分析其对岩石力学性质的影响。

导致力学上的非均质性和各向异性 3.对于砂岩，简述压力（围压）、液体介质对于其强度的影响。 围压越大，相应的强度也越大，液体介质存在导致岩石强度降低。 4.简单分析钻井工程中牙轮钻头与PDC钻头破岩时岩石的破坏形式。 牙轮钻头：冲击压力（动载）作用下，岩石在三向压缩状态发生剪切破坏，形成破碎坑； PDC钻头：钻压作用下切削刃吃入岩石；扭矩作用下岩石发生剪切破坏。 岩石力学作业2 1、弹性变形、塑性变形与蠕变的定义； （蠕变－载荷不变，变形速率（应变速率）变化－增大！） 2、蠕变的过程（典型蠕变阶段划分）； 初始蠕变（应变速率增大、时间段短）、稳定蠕变（应变速率不变，较长时间段）、加速蠕变（一定时间段后应变速率急剧增大）。 3、蠕变对于钻井工程的影响

岩石破碎力学作业

激光钻井破岩技术 摘要：随着钻井深度的增加和钻井成本的提高, 仅是通过利用新材料和改进设计来提高钻头的性能，以提高钻遇坚硬岩石地层时的钻速，加之旋转钻进方式依然是依靠高钻压、高扭矩、高转速来增大机械钻速，传统钻井工艺已经越来越不能满足石油工业的需要。随着新技术的发展，新型破岩方式不断出现，其中包括水射流装置、电子束、空化射流、电气弧、等离子体和激光器等。近年来激光破岩技术取得较大的发展，从钻井的速度、成本、安全系数等方面讲，激光钻井的优势都是传统钻井工艺所无法比拟的。激光破岩技术将是钻井工艺突破现有钻深能力的途径之一，可能为传统的石油钻井、完井工艺带来一个全新的发展空间。关键词：激光岩石破碎激光钻井 Abstract: With the increasing depth of drilling and drilling costs increase, only through the use of new materials and improved design to improve the performance of drills to improve drilling hard rock formations when drilling rate, coupled with rotary drilling methods still rely on high WOB high torque, high speed to increase the ROP, the traditional drilling technology has become increasingly unable to meet the needs of the petroleum industry. With the development of new technologies, new ways emerging rock breaking, including water jet device, electron beam,cavitation jet, electric arc, plasma and lasers. In recent years, laser technology has made great rock breaking development, from drilling speed, cost, safety factor, etc. speaking, are the traditional advantages of laser drilling drilling technology can not match. Laser technology will be broken rock drilling technology beyond the current drilling depth capacity of one of the ways,which may be conventional oil drilling, well completion technology brings a whole new space for development. Keywords: laser laser drilling rock crusher 1 激光破岩原理 高能激光破岩是一种非接触式的物理化学破岩方法。激光破岩的基本原理是，利用高能光束使岩石基质材料局部快速加热，由固态瞬间相变到热熔和气化状态，并形成气液固多相混合物，然后由高速辅助气流将其携走和排除[1]。 激光束照射在岩石的表面上，部分能量被反射，其余部分进入岩石内部并被吸收。若激光束的能量密度足够大，岩石表面受激分子将会做无规则的剧烈热运动，从而形成局部的瞬时温升，使岩石基体材质的物性状态迅速变化，由高温、热熔变为液化，直至气化和蒸发。在岩石受激辐射后发生固相、液相和气相的三相骤变过程中，以液相下的玻璃化温度状态的物性变化最具代表性。受激辐射的岩石呈现玻璃化形态的时间，远长于气态的持续时间。岩石表面材料的分子吸收激光光子的能量并将迅速变成热量，使基体材料高热、热熔和液化；由于有巨大的相变潜热存在，玻璃化温度形态的材料相当于一个高热的热核源。该热核体内的部分材料进一步吸收热能后气化，随着辅助气流从上表面逸出；热核内的另一部分材料仍保持为玻璃化状态，储存着大量的热能，该热能要以一