Реология горных пород презентация

Содержание

Виды деформаций Упругая Пластическая Вязкая

Слайд 1Реология горных пород
С помощью какого механического воздействия можно распознать природу тел

(отличить одно тело от другого)?

Слайд 2Виды деформаций

Упругая
Пластическая
Вязкая




Слайд 3Упругость
Способность тела восстанавливать свою форму и объем (у твердых тел) или


только объем (жидкость, газы) после прекращения действия сил.
Упругая деформация исчезает после снятия нагрузки.

Слайд 4Пластичность
Пластичность - свойство горной породы необратимо изменять свою форму под действием

сдвигового напряжения без разрушения. Пластичность возникает тогда, когда максимальное касательное напряжение достигает предельного значения, называемого пределом текучести τТ.
Уравнение состояния можно записать так:





Слайд 5Механизмы пластической деформации
Пластическая деформация обеспечивается:
- межзерновым скольжением;
- трансляцией;
- перекристаллизацией.
Межзерновое скольжение -

смещение отдель-ных зерен породы относительно друг друга.
Трансляция – скольжение одного слоя кристал-лической решетки минерала относительно другого.
Перекристаллизация - искажение и изменение кристаллической решетки.


Слайд 6Вязкость
Свойство тела оказывать сопротивле-ние перемещению молекул относи-тельно друг друга.


Слайд 7Идеальные реологические тела
- носители идеальных деформаций
Гук
Сен-Венан
Ньютон
τi = G · γi,
σср =

K·εср

γi = 0 при τi < τт,

γi → ∞ при τi ≥ τт,

εv = 0

σср = K·εср



Слайд 8Аксиомы реологии
Первая аксиома: под действием равномерного всестороннего давления все материалы ведут

себя одинаково – как идеально упругие тела.


Слайд 9Возвращение в исходному вопросу:
С помощью какого механического воздействия можно распознать природу

тел (отличить одно тело от другого)?
ОТВЕТ:


Слайд 10Вторая аксиома
Каждый реальный материал обладает всеми реологическими свойствами, хотя и в

разной степени.
H, StV, N
H, StV, N
H, StV, N


Слайд 11 Третья аксиома
Существует иерархия реологичес-ких тел: тело, низшее по иерархии, должно

получаться из тела, высше-го по иерархии, если в последнем приравнять нулю некоторые реоло-гические параметры.
Последовательное и параллельное соединение идеальных тел: моделирование реальных тел.

Слайд 12ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕЛ
τ = τ1 = ... = τn,
γ = γ1 +  ... + γn
τ =

τ1 + ... + τn ,

γ = γ1 =  ... = γn

1. Последовательное соединение элементов

2. Параллельное соединение элементов

СЛОЖНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕЛА

1. Тело Прандтля: P = H – StV

γs – γe = γp


Слайд 13СЛОЖНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕЛА
2. Тело Максвелла: М = Н - N
а) τi

= const: ползучесть

γм = τt/η + γо


Слайд 14Ползучесть горных пород
Тело Пойнтинга-Томсона
PT = M | H1


Слайд 15Кривые изменения сдвиговой деформации во времени
Затухающая ползучесть
Незатухающая ползучесть
τ =

const

τ = const


Слайд 16Ползучесть и пластическая деформация
По внешним признакам ползучесть похожа на пластическое течение

горных пород. Принципиальная же разница в том, что плас-тичность проявляется за пределами упругости при возрастающих нагрузках.
Ползучесть может возникнуть при нагрузках, меньших предела упругости (текучести) горных пород, причем длительность воздей-ствия нагрузки для фиксирования ползучести, как правило, велика.


Слайд 17К чему приводит ползучесть горных пород стенки скважины
Потеря устойчивости пород в

открытом стволе, смятие обсадных колонн, поте-ри стволов при наклонном бурении.


Слайд 18Ползучесть горных пород стенки скважины
Инициатор ползучести у горных пород разный:

- Ползучесть глин и глинистых пород явля-ется следствием наличия водно-коллоидных связей в этих породах. Водные пленки играют роль смазочного материала, по которому ползут частицы минерального скелета.
- Ползучесть песчаников и других осадочных пород, имеющих глинистый цемент, объясняется свойства-ми этого цемента.


Слайд 19Ползучесть горных пород стенки скважины
В мерзлых горных породах роль цементиру-ющего вещества

играет лед, который вызы-вает ползучесть минерального скелета.
Ползучесть соленосных пород определяется наличием в них солей. Эти горные породы начинают течь при весьма малых нагрузках, так как соли не имеют несущей способности и передают нагрузку так же, как жидкости.


Слайд 20Ползучесть
Склонны к ползучести соленосные породы, многолетние мерзлые пласты горных пород, аргиллиты,

глинистые сланцы, песчаники с глинистым цементом.

Слайд 21Релаксация напряжений
Возвращаемся к исходному уравнению
б) γi = const: релаксация напряжений
τ =

τоe–t/T ,

T = η/G


Слайд 22Релаксация напряжений
Релаксация напряжений характеризуется периодом (временем) релаксации (время, в течение которого

напряжение убывает в «е» раз (е = 2,71 – основание натурального логарифма).
Время релаксации:
Известняки – 1,05 · 105 – 1010 с;
Песчаники – (1,07 - 2,6) · 105 с;
Глинистые сланцы (2,6 – 34,5) · 105 с;
Плотные глины – (8,6 – 17,3) · 105 с.
Лед – 102 -103 c;
Вода – 10– 11 с.


Слайд 23Тело Максвелла
Тело Максвелла – упруго-вязкое тело. Его поведение при деформировании оп-ределяется

соотношением времени дей-ствия нагрузки t и времени релаксации T:
- при t >> T – тело М ведет себя как жид-кость,
- при t << T – тело М ведет себя как твер-дое тело

Слайд 243. Тело Шведова SW
СЛОЖНЫЕ РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕЛА


Слайд 25Физические уравнения
Упругий массив горных пород
εx = [σx – v (σy +

σz)]/Е
εy = [σy – v (σx + σz)]/Е
εz = [σy – v (σx + σz)]/Е
γxy = τxy/G, γxz = τxz/G, γyz = τyz
б) Пластический массив горных пород
εx – εср = [(σх – σср)/2G] ∙ ω
εy – εср = [(σy – σср)/2G] ∙ ω
εz – εср = [(σz – σср)/2G] ∙ ω
γxy = τxy ∙ ω/G, γxz = τxz∙ ω/G, γyz = τyz ∙ ω/G


Слайд 26Физические уравнения
в) Вязкий массив горных пород
теория старения
теория упрочнения


Слайд 27Примерные вопросы к рейтингу
Тело Максвелла, время релаксации и проявление упругих и

вязких свойств в этом теле..
Дать определение понятию «ползучесть». Затухающая и незатухающая ползучесть. Кривые ползучести горных пород. Где при бурении ствола скважины возникают условия появления ползучести. К чему это приводит?
Охарактеризовать тело Прандтля. Привести деформационную кривую, характерную для этого тела?
Аксиомы реологии.
Написать реологические уравнения состояния, характеризующее изменение объема и формы тела Ньютона. Привести соответствующие графики.
Тела Гука, Сен-Венана, Ньютона.
Реологические параметры и их размерности.


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика